用于运行具有至少两个驱动装置的机动车的方法以及具有至少两个驱动装置的机动车

摘要

在具有两个驱动装置、特别是电驱动装置的机动车(10)中，应当由所要求的总转矩(G)向各个驱动装置分别分配一分转矩，该分配在考虑能量效率和车辆(10)的稳定性的情况下进行。第一控制装置(36)为考虑能量效率而持续地工作并且规定各驱动装置的分转矩的可能范围宽度。在需要使行驶稳定时，该范围宽度可通过第二控制装置来限制。第二控制装置(40)与相应的传感器(横摆率传感器(46)、纵向加速度传感器(44)、横向加速度传感器(42)相联接并且识别出转向角。在与第一控制装置(36)进行数据交换的范围内，在第二控制装置(36)参与的情况下确定分转矩，为此第一控制装置输出一控制指令。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的方法，所述机动车具有至少两个驱 动装置，所述驱动装置尤其是用于机动车的不同车桥。本发明还涉及一种 机动车。

背景技术

用于运行具有两个用于机动车的不同车桥的电驱动装置的机动车方法 尤其是已由US 2009/0118924A1公知。该方法使用控制单元。所述控制单 元接收输入，例如通过其来要求由加速踏板或油门踏板位置得到(相同情 况适用于制动踏板)的确定转矩的输入。另外的输入源于转速传感器以及 涉及参数例如机动车尤其是马达的构件以及周围环境的压力和温度的传感 器。控制器于是将控制信号发送给执行器，所述执行器控制马达，例如燃 料喷射器、节气门等。对于每个马达求得最小和最大转矩。制定特定的标 准，在此区别三种不同情况。最后将输出转矩分配给各个马达。

另外，根据DE 102006000306A1，在具有两个马达的机动车工作时， 求得所要求的转矩。将档位位置、车辆速度、两个马达的转速以及电池的 输入极限和输出极限在此加入到转矩要求的计算中。针对一个马达，计算 转矩下限。与转矩要求相协调，然后在所涉及的马达上得到转矩指令。DE 102006000306A1中的方法仅限于制动控制，即在机动车制动时使用。

由DE 102004034401A1已经公知，驱动控制使两个驱动单元这样地 相互协调，使得由两个驱动单元输出以驱动车轮的总驱动力适应驾驶员要 求输出。

由现有技术公知的用于运行具有两个驱动装置的机动车的方法负责按 照确定的标准、例如能量效率或电池可为电驱动装置提供电流的能力将所 要求的转矩分配给各个驱动装置。但对机动车各车桥的转矩分配也对机动 车的行驶行为具有直接作用。已经公知，为了使机动车稳定而从一个车桥 向另一车桥转移转矩，可能情况下也从一个车桥的一个车轮向该车桥的另 一个车轮转移转矩。

值得期望的是，在具有两个驱动装置的机动车中也可以以类似方式使 车辆稳定，至少在需要其的特定状况中，例如在弯道行驶时或为了改善牵 引力进行所述稳定。

发明内容

由此，本发明的目的在于，这样地进一步发展用于运行具有至少两个 驱动装置的机动车的方法，使得能够在更高地程度上使机动车稳定。为此， 在本发明的一个方面提供合适的汽车。

所述目的在所述方法方面通过具有权利要求1特征的方法来实现，在 所述汽车方面通过具有权利要求6特征的汽车来实现。

由此，根据本发明，第一控制装置首先基于测量值预给定各驱动单元 (各个驱动装置或者可也以是用于例如一个车桥上的驱动装置组)的相应 分转矩的一组组合并且将描述这些组合的数据信号发送给第二控制装置。 第二控制装置接收与第二参量相关的测量值，该第二参量不同于由第一控 制装置所接收的测量值所属的第一参量。第二控制装置尤其是根据其所接 收的测量值从所述一组组合中选择出各个驱动装置(或驱动装置组)的各 自分转矩的至少一个组合并且将用于描述所述至少一个组合的数据信号发 送给第一控制装置。在此之后，第一控制装置确定各个驱动装置的分转矩； 作为替换方案，第一控制装置仅对于多个驱动装置组或一组以及一单个的 驱动装置确定分转矩。在由第二控制装置选出多于两个的、各驱动装置的 各自分转矩组合的通常情况下，在第一控制装置中再一次从这多个的、由 第二控制装置选择出的组合中进行选择，确切地说根据由第一控制装置所 接收的测量值进行选择。

由此，在各个控制装置之间进行任务分派：第一控制装置作出一般的 预给定，而第二控制装置对该预给定进行限制。第二控制装置的任务尤其 是：调节车辆稳定性。而第一控制装置则可至少在确定的范围内规定其它 的标准，但这仅在其可能性被第二控制装置限制之后进行。第二控制装置 由于其限制第一控制装置的可能性而发挥很重要的作用。对可能性的限制 尤其是可这样进行，使得在该限制后余下的全部转矩分派可能性下都使车 辆足够稳定。

在特别简单的施形式中，第一控制装置总体上确定至少一个驱动装置 的分转矩或多个这种驱动装置的分转矩的范围宽度，该范围宽度被第二控 制装置限制。换言之，第一控制装置将针对至少一个驱动单元/驱动单元组 的关于最大和最小分转矩的发送信息发送给第二控制装置，第二控制装置 在对此进行回应时将针对该至少一个驱动单元/驱动单元组的关于最大和 最小分转矩的回送信息发送给第一控制装置，必要时替换或附加地将针对 该至少一个驱动单元/驱动单元组的确定的分转矩发送给第一控制装置。对 于范围宽度的限制可以这样规定，使得至少对于机动车工作中的一时刻(即 尤其是在预先确定的、需要干涉底盘调节——也被称为行驶动力学调 节——的行驶状况中)根据回送信息的最大分转矩和/或确定的分转矩小于 根据发送信息的最大分转矩；于是从上方给出对范围宽度的限制。作为替 换方案，根据回送信息的最小分转矩和/或确定的分转矩大于根据发送信息 的最小分转矩；于是从下方进行限制。这两种限制尤其是可同时给出。于 是，所述一组组合相当于全部的、其中所述至少一个驱动装置的分转矩处 于最小与最大分转矩之间的组合。所述一组组合可以通过离散化而是有限 的，但原则上也可以是在最小与最大分转矩之间的无限多的值，也就是说 在所述一组组合中可给出各分转矩的无限多的组合。

为了使第二控制装置能进行使机动车稳定性提高的选择，第二控制装 置接收与机动车的横摆率相关、与机动车的纵向加速度相关和/或与机动车 的横向加速度相关和/或与转向操纵装置上的转向角相关的测量值并且在 可能情况下在选择至少一个组合时直接考虑所述测量值中的至少一个。对 于所列举的参量的特定值，可以通过第二控制装置一次性地从所述一组组 合中选择出全部可能的组合。于是不必干涉底盘调节。

优选地，至少一个驱动装置是电驱动装置。在此情况下特别有意义的 是，第一控制装置接收与配设给该电驱动装置的电池相关的测量值，由此， 为了提高效率而优选地使一个电驱动装置相对于内燃机是优先的，或者使 一个电驱动装置相对于另一个电驱动装置是优先的，前提是该优先的电驱 动装置的电池使该电驱动装置至少能在一确定的时间段中工作。

此外，第一控制装置可接收涉及马达转速和/或马达温度和/或在传动装 置上挂入的档位和/或工作模式的测量值。作为与电池相关的测量值尤其是 可接收由所述电池提供的电压或在所述电池中储存的电荷、所述电池的充 电能力和描述所述电池温度的测量值。可按照确定的标准来分析处理这些 测量值。

根据本发明的机动车具有至少两个驱动装置(尤其是电驱动装置)和 一第一控制装置，所述第一控制装置用于将转矩分配给各个驱动装置并且 将相应的要求信号发送给所述各个驱动装置。其突出之处在于：第一控制 装置与第二控制装置相联接，所述第二控制装置本身与至少一个测量装置 相联接，所述测量装置与所述第一控制装置分开，其中，所述第二控制装 置被设计用于通过与所述第一控制装置交换数据信号来参与将转矩分配给 各个驱动装置的过程(方法)并且在此在形成所发出的数据信号(即与其 规定相关的数据信号)时考虑所述至少一个测量装置的测量值。

每个控制装置可通过单独的控制器提供或者设计成在唯一一个控制器 中的软件功能(模块)。

通过本发明提供两个控制装置，这两个控制装置同样地参与将转矩分 配给各个驱动装置。由此实现了：使控制装置之一负责使机动车稳定的任 务，而另一个控制装置可使用其它的标准，例如能量效率。

由此，在一个优选实施形式中，所述至少一个测量装置包括横摆率传 感器、纵向加速度传感器和/或横向加速度传感器和/或用于测量转向操纵装 置上的转向角的单元，由此，第二控制装置获得关于车辆稳定性的相应信 息。

附图说明

下面参照附图描述本发明的优选实施形式，附图中：

图1示意性地示出根据本发明的汽车的各个元件，

图2示出图1中的各个元件之间的数据流的图表，

图3示出一个驱动装置的转矩的范围宽度的如第一控制器所预给定的 变化曲线，

图4示出如第二控制器在回应第一控制器的预给定值时所输出的同样 的变化曲线，

图5A、5B示出在两个不同的状况中第一控制器最后如何选择出转矩。

具体实施方式

在总体上用10标记的机动车中，作为驱动装置首先提供内燃机12； 所述内燃机驱动机动车的前桥14。对于前桥14同时提供一电驱动装置16， 从电池18给所述电驱动装置馈电。驱动力矩的输入耦合在此通过传动装置 20进行。设有第二电驱动装置22用于机动车的后桥24。从同一个电池18 给第二电驱动装置馈电。在加速踏板(“油门踏板”)28上，车辆驾驶员 可预给定机动车10应以何速度行驶，借助于制动踏板30可进行制动。机 动车10借助于方向盘32转向。借助于操作元件34可调整(运行)模式。

控制器36求得应在机动车的各个车轮38上施加多大总转矩。在此必 须分配：内燃机12、电驱动装置16以及电驱动装置22各施加多大分转矩。 这种分配通过控制器36来进行。为了求得总转矩以及为了分配，控制器 36获得测量值，即加速踏板28的位置S_F、制动踏板30的位置S_B以及操 作元件34的位置S_t。此外，提供关于电池18的信息，尤其是关于所述电 池的温度T的信息以及关于所述电池的充电状态的信息，象征性地用L标 记；L可以是电压、所馈入的电荷量或者电池老化的程度。也可被称为“驱 动装置管理器”的控制器的任务是按照确定着眼点、例如能量效率将分转 矩分配给各个驱动装置16和22和/或内燃机12。

但驱动力矩向各个车轮38的分派对机动车10的稳定性也具有作用。 现在也希望机动车10尽可能安全地在地面上行驶，也就是说使车辆稳定。 为此目的，在当前情况下提供第二控制器40，所述第二控制器也可被称为 “底盘管理器”。第二控制器40获得横向加速度传感器42、纵向加速度 传感器44和横摆率传感器46的信号并且识别转向角由此提供描述机 动车10在道路地面上的稳定行驶行为的信息。

现在，通过下面借助于图2描述的方法在第二控制器40参与的情况下 保证车辆实际上安全地行驶。

第一控制器36为此目的以公知的方式求得基于驾驶员要求而待在四 个车轮38上施加的总转矩。为此考虑元件28、30、32、34、18和26上的 输入参量。同时也可使用车轮38的转速、机动车的速度、传动装置中挂入 的档位等。

控制器36现在可借助于与驱动装置16和22或其电池18相关的参量 针对驱动装置16、22中每一个求得：所述驱动装置至少能输出多大转矩 T_min，以及所述驱动装置至多能输出多大转矩T_max。此外，控制器36可求 得期望转矩T_W。

控制器36现在可将关于所述三个参量的信息输出给控制器40。这在 机动车工作期间持续地进行，由此，总体上在时间t上得到根据图3的变 化曲线：图3中上方的曲线是最大转矩T_max，图3中下方的曲线是最小转 矩T_min，图3中中间的曲线是期望转矩T_W。由此得到对于不同的时间t 变化的可能转矩T的用阴影表示的范围。

第二控制器40现在接收关于参量T_min、T_max和T_W的信息。另外，所 述第二控制器接收关于元件28、30、32和34的测量值。附加地，第二控 制器40接收传感器42、44和46的测量值。由于后者，第二控制器能够从 图3中用阴影标记的范围中排除会使机动车10的行驶不够稳定的转矩T。 所述排除的值处于T_min与T_max之间的范围的上端部或下端部上。换言之， 第二控制器确定新的值T′_max和T ′_min，所述新的值定义一受限制的范围， 如图4中用反向阴影标记的那样。同时，输出使机动车行驶具有期望的稳 定状态、尤其是使之特别稳定时的期望转矩T′_W。由此，在第二步骤中， 值T′_min、T′_max和T′_W被第二控制器40发送给第一控制器36。第一控制器 36现在的任务是针对各个驱动装置16和22最后确定出确定的分转矩。在 此预给定：第一控制器36不会确定出在T′_min与T′_max之间的区域外的分转 矩。

现在可在两种情况之间进行区分。在一种情况中借助于操作元件34 调整机动车的效率模式。于是尤其是可注意能量效率。其从第一控制器36 的角度看会有意义，可实施期望转矩T_W。图5A中画入了所述期望转矩 T_W，在那里也画入了T′_max和T′_min。现在得到时间段Δt，在所述时间段内， T_W大于T′_max。由此，在时间段Δt期间，实际确定的转矩T_realisiert可不等 于T_W。而在其余时间中，T_realisiert等于T_W。在时间段Δt内使T_realisiert尽 可能接近T_W，即接近图4中的T′_max的上限。

如果操作元件34处于运动模式中，则赋予车辆稳定性以优先权。在该 情况中，根据图5B，T_realisiert等于T′_W，即与第二控制器40的期望预给定 值相应。

T_realisiert是对于驱动装置之一、例如驱动装置16的分转矩。如果希望 仅电动行驶，则将所述分转矩T_realisiert从总转矩G中扣除，于是对于第二 驱动装置22的分转矩T_{realisiert，2}＝G-T_realisiert。

如果三个驱动装置同时起作用，即内燃机12也起作用，则可能情况下 交换用于所述三个驱动装置中两个的分转矩的范围宽度的界限，由此于是 得到第三分转矩。

由此，在第三步骤中，第二控制器36将根据T_realisiert的要求发送给驱 动装置16、22或12。在第四步骤中，第一控制器36又获取实际上实施的 驱动力矩T_ist。在第五步骤中，将该信息传送给第二控制器40，以便所述 第二控制器可在稍后时刻执行其计算。步骤1的每次重新执行都在第五步 骤之前的某个时刻进行。

也可以这样改变前面对于驱动装置16和22的分转矩进行的说明，使 得就多个驱动装置而言，尤其是就作用于同一车桥的驱动装置而言，同时 分别给定转矩，尤其是最小转矩和最大转矩以及期望转矩；这在当前情况 下可以是总体上针对一(总)转矩被输送给驱动装置12和16。

另外，在上述说明中出发点在于，所给定的分转矩分别是瞬时有效的 值。但除了给出关于驱动装置瞬时功率能力的信息的瞬时有效的值之外， 也可给定表示预测结果的值。这种预测的值可给出关于在稍后的时刻驱动 装置工作能力的信息，其以一定的概率表示。预测的值不仅可由第一控制 装置36发送给第二控制装置40，也可再反向传送。在由转矩范围中确定 选择时，预测的值可能起重要作用。

在上述对附图的说明中两个控制器36和40所承担的功能也可通过软 件、尤其是在唯一一个控制器中运行的软件来提供。由于在当前情况下提 到数据的发送，于是涉及所述唯一控制器的软件中的软件模块或子程序之 间的数据值的交换。

在一个实施形式中描述以下方法：

用于运行机动车(10)的方法，所述机动车具有至少两个驱动装置(12， 16，22)，其中，接收车辆驾驶员的至少一个输入并基于所述至少一个输 入通过第一控制装置(36)求得总转矩，该总转矩是由全部驱动装置(12， 16，22)共同施加的，其中该第一控制装置(36)接收测量值并且根据所 述测量值将所述总转矩划分成属于各个驱动装置(12，16，22)的分转矩， 其中，所述第一控制装置将控制指令发送给要求所述驱动装置的各自的分 转矩的驱动装置，

其特征在于：

所述第一控制装置(36)首先基于所述测量值针对多个驱动单元(所 述各个驱动装置或共同在至少一个组中的多个驱动装置)预给定各自的转 矩的一组组合并且将用于描述所述组合的数据信号(T_min，T_max，T_W)发 送给第二控制装置，所述第二控制装置接收与至少部分地与由所述第一控 制装置(36)接收的测量值所属的参量不同的参量相关的测量值，其中， 所述第二控制装置(40)根据所接收的测量值选出对于所述各个驱动装置 或驱动装置组的相应分转矩的至少一个组合并且将用于描述所述至少一个 组合的数据信号(T′_min，T′_max和T′_W)发送给所述第一控制装置(36)， 其中，所述第一控制装置(36)在此之后确定所述各个驱动装置(12，16， 22)或驱动装置组的分转矩并且为此在可能情况下根据由所述第一控制装 置接收的测量值从多个由所述第二控制装置(40)选出的组合中进行选择。