CN105593497A - 用于运行机动车的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行具有驱动装置(20)的机动车的方法，驱动装置作为驱动机器具有至少一个内燃机(21)，其中，通过在行车道(2)上至少运行内燃机(21)实现由机动车(1)的司机要求的驱动扭矩，具有以下步骤：a)针对在前面行驶的交通参与者(3)借助于环境传感器装置(5)监控行车道(2)，b)针对司机实施超过已识别的在前面行驶的交通参与者(3)的超车过程的愿望，和如果实施超车过程的愿望已经被识别，借助于状态传感器装置(8)监控机动车(1)的司机，c)为了准备超车过程这样地控制驱动装置(20)，在实施超车过程之前建立内燃机(21)的扭矩储备。

Description

用于运行机动车的方法和装置
本发明涉及一种用于运行具有驱动装置的机动车的方法，驱动装置具有作为驱动机器的至少一个内燃机，其中，由机动车的司机要求的驱动扭矩通过在行车道上运行至少内燃机实现。
本发明此外涉及一种用于实施上述方法的装置。
现有技术
上述驱动装置由现有技术中已知。常规的驱动装置具有内燃机，其构造成汽油机或柴油机。这样的内燃机，尤其是如果它们配设涡轮增压，在提供要求的扭矩之前需要一些时间。尤其是所谓的涡流迟滞常常导致在通过操作加速踏板要求扭矩和实际通过内燃机传递到驱动轮上的扭矩之间的明显的滞后。尤其是在开始超车过程时由此失去重要的时间，其对于顺利地实施超车过程是必要的或至少是有利的。
所谓的混合驱动装置除了内燃机以外还具有至少一个电机，电机发电机式或电动机式地允许，以便在行车道上实现希望的扭矩。机动车的驱动扭矩由此由内燃机和电机的扭矩组成，如果它们直接地或例如通过传动机构相互作用连接的话。为了再生或者说充电这样的驱动装置的电蓄能器，电机被定期地切换到发电机式运行中和由此施加到驱动系上的负的扭矩通过内燃机的附加的正的扭矩补偿或者说弥补，由此对蓄能器的充电不影响机动车的行驶运行。
本发明的公开
按照本发明的具有权利要求1的特征的方法具有优点，在机动车实施超车过程之前驱动装置被带到一种状态，在该状态下内燃机在开始超车过程时就已经提供要求的扭矩。
按照本发明为此规定，首先在步骤a)中借助于环境传感器装置针对在前面行驶的交通参与者监控行车道。如果在前面行驶的交通参与者被识别，那么在步骤b)中针对他实施超过在前面行驶的交通参与者的超车过程的愿望，监控机动车的司机。如果在步骤b)中实施超车过程的愿望已经被识别，那么驱动装置为了准备超车过程在步骤e)中被这样地控制，在实施超车过程时内燃机的扭矩储备，尤其是在保持当前的转速下，被建立。因此规定，首先实施超车过程的愿望自动地被识别和驱动装置被置于一种状态，该状态在开始超车过程时提供尽可能高的内燃机扭矩。在现代的内燃机中可以在保持不变的转速下建立扭矩储备，其允许使内燃机为突然的或快速的取用高的或较高的扭矩做准备，其中，为此例如接受短时间的差的效率。在用汽油运行的汽油机中，例如可以通过在延迟方向上调节点火角来调整扭矩储备，该扭矩储备可以在开始超车过程时在最短的时间内通过改变点火角被取用。在柴油机中优选延迟调整喷射时间，以实现相同的效果。由此以简单的方式和方法可以使内燃机预加载并且该预加载在需要时在最短时间内通过改变喷射时间被调用。
按照本发明的一个优选扩展方案规定，如果驱动装置作为另外的驱动机器具有至少一个与内燃机作用连接的电机，为了建立扭矩储备电机被切换到发电机式运行和为了保持要求的驱动扭矩在实施超车过程之前内燃机的扭矩被提高。由此电机反作用于内燃机的被提高的扭矩，由此内燃机的转速被保持，而内燃机的扭矩可以大大地提高。驱动装置因此被切换到内燃机的加载的或者说预加载的运行中，在运行中内燃机已经产生较高的扭矩，但是该扭矩通过电机的发电机式运行被补偿，因此总体上原始的驱动扭矩被保持。如果司机此时开始超车过程，那么他立刻被提供内燃机的全部的或高的扭矩以实施超车过程。尤其是与仅仅具有内燃机的驱动装置不同，该内燃机仅仅滞后地提供较高的扭矩，通过按照本发明的方法保证立刻提供较高的扭矩，因此司机在超车过程中能够顺利地加速和在短时间内可靠地结束超车过程。
按照本发明的一个有利的扩展方案规定，设置准备按钮，在操作准备按钮时实施超车过程的愿望被识别。通过操作准备按钮司机因此可以通告他的超车愿望并且由此自动地将驱动装置转变到希望的状态。准备按钮可以通过数字显示器虚拟地或者通过要机械操作的开关提供。
优选地规定，实施超车过程的愿望依赖于司机的驾驶状态被识别。与准备按钮不同，在此处司机的驾驶状态被监控并且据此决定是否司机想要实施超车过程。在这种情况下不再需要司机明确地表达该愿望。这简化了方法的实施并且显著提高司机的舒适性。
按照本发明的一个优选的扩展方案规定，为了确定司机的驾驶状态，在改变上监控转向角，扭矩要求和/或变速器。如果例如司机改变转向角并且切换到一个较低的挡位上，但是扭矩要求被提高，那么优选假设，司机在短时间内想要实施超车过程。特别优选地规定，备选地或附加地，机动车的方向指示灯或可操作的信号装置被监控。如果司机操作方向指示灯和由此发出超过在前面行驶的机动车的信号，那么优选自动地实施按照本发明的方法的步骤c)。特别优选地准备按钮被集成到方向指示灯的选择杆中或者形成方向指示灯的选择杆。
按照本发明的一个优选的扩展方案优选地规定，借助于机动车的导航***确定当前的和/或前面的路段和各允许的最高速度，其中，驱动装置仅仅当交通参与者的速度低于相应的最高速度时才被按照步骤c)控制。依赖于机动车的当前的位置可以借助于导航***针对在那里的各允许的最高速度检查当前的和/或前面的路段。对此的前提是，在导航***的地图数据中存储有相应的值。如果识别到，应该被超过的交通参与者的速度对应于相应的最高速度或者甚至高于该最高速度，那么驱动装置不按照步骤c)被准备，相反优选发出警告，即超车过程不应该实施。警告信号优选视觉地、光学地或声学地发出。
按照本发明的应该优选的扩展方案备选地或附加地规定，借助于导航***针对实施希望的超车过程的合适性检查前面的路段。尤其是在此检查，是否前面的路段具有窄的弯道或仅仅短的直道，其对于超车过程可能意味着危险。只有当探测到，前面的路段适合于超车过程时，才实施步骤c)。
此外优选规定，借助于环境传感器装置针对行车道监控迎面车辆，并且只有当没有迎面车辆被探测到时才实施步骤c)。如果环境传感器装置，其具有一个或多个传感器，尤其是超声波，红外线和/或摄像机传感器，探测到，没有迎面来的交通参与者位于行车道上，则步骤c)被实施和驱动装置为了超车过程被准备。
此外优选规定，在开始超车过程时电机被切换到空载运行或电动机式运行，以便在超车过程期间支持内燃机。一旦识别出，现在被准备的超车过程实际地被引入，那么电机的负的扭矩被取消，由此内燃机的扭矩不被继续补偿并且内燃机的提供的扭矩可以完全地被用于驱动机动车。特别优选地电机被切换到电动机式运行，由此电机也发出正的扭矩并且由此支持内燃机。
最好依赖于扭矩要求的改变，尤其是加速踏板位置的改变识别超车过程的开始。如果驱动装置按照步骤c)位于其准备的状态下，那么在探测到被提高的扭矩要求或相应改变的加速踏板位置时识别出，超车过程现在应该实际地开始。相应地然后电机从发电机式运行转换到空载运行或电动机式运行。
按照本发明的具有权利要求11的特征的装置具有用于针对在前面行驶的交通参与者监控行车道的环境传感器装置，用于探测司机实施超过已识别的在前面行驶的交通参与者的超车过程的愿望的状态传感器装置，和控制器，如果实施超车过程的愿望已经被识别，为了准备超车操作，控制器这样地控制驱动装置，即内燃机的扭矩储备，尤其是在保持当前的转速下，被建立。由此产生前述的优点。最好，如果驱动装置作为另外的驱动机器具有至少一个电机，其与内燃机作用连接，为了建立扭矩储备，控制器这样地控制驱动装置，电机被切换到发电机式运行和为了保持要求的驱动扭矩内燃机的扭矩被提高。通过保持要求的驱动扭矩实现当前的转速也被保持。在开始超车过程时才使转速相应地提高。特别优选地，状态传感器装置具有准备按钮，在对它操作时实施超车过程的愿望被识别，如前所述。准备按钮在此优选如前所述地构造成。备选地或附加地，状态传感器装置具有机构，其探测司机的驾驶状态，尤其是通过监控转向机构，加速踏板位置和/或机动车的变速器的挡位，以便在需要时实施前述方法。
在下面借助于实施例详细解释本发明。为此惟一的图在简化的视图中示出在行车道上的机动车。
该图示出一种交通状况，具有机动车1，由司机在行车道2上驾驶，和具有在前面行驶的交通参与者3，其位于相同的行车道上并且在与机动车1相同的方向上运动。机动车1和交通参与者3在本实施例中是汽车。行车道2是两车道的，其中，机动车1和另一个交通参与者3位于右侧车道或右侧的行车道上，而另一个行车道被设置用于迎面车辆。
机动车1具有驱动装置20，其包括内燃机21和与内燃机21作用连接的电机22，它们一起产生用于驱动机动车的1的驱动扭矩。
机动车1此外具有装置4，如果识别出，司机想要实施超过交通参与者3的超车过程，该装置将机动车置于准备状态(超车模式)。为了将机动车置于准备状态，电机22被切换到发电机式运行和同时内燃机21的扭矩被提高，由此继续提供由内燃机21和电机22一起产生的原始的驱动扭矩并且同时在内燃机中扭矩储备被建立。即内燃机21的被提高的扭矩通过电机22的发电机式运行被补偿。由此在开始超车过程时已经为司机提供高的内燃机21的扭矩，由此，内燃机21为了建立扭矩通常需要的时间被取消。如果司机最终开始超车过程，那么仅仅结束电机22的发电机式运行和电机尤其是被切换到电动机式运行以便支持内燃机21，由此在最短的时间内为司机提供高的扭矩，其使司机容易进行超车过程和由此更可靠地实施超车过程。
装置4为此具有环境传感器装置5。环境传感器装置5在本例中具有多个环境传感器6，它们相互间隔地布置在机动车1的前端上，以便对前面的路段针对交通参与者(3)或其它的障碍物扫描。环境传感器6在此例如可以构造成雷达传感器、红外传感器或摄像传感器。环境传感器装置5此外具有控制单元7，其评价由环境传感器6探测到的数据。
装置4此外具有状态传感器装置8，其监控司机的驾驶状态。状态传感器装置8例如具有用于探测转向角，加速踏板位置和/或变速器位置的传感器，或与相应的传感器或控制单元连接，以便探测转向角，加速踏板位置和/或变速器位置。也可以考虑，状态传感器装置8此外具有摄像装置，其探测司机以及他的运动，尤其是他的眼睛的运动。依赖于如此探测到的数据，状态传感器装置8识别出，是否司机需要开始超车过程。例如，如果已经识别出，司机挂入一个较低的挡位，同时通过相应操作加速踏板提高扭矩要求和为了超车改变转向角和/或操作方向指示灯，则是这种情况。优选当借助于环境传感器装置也探测到，存在在前面行驶的交通参与者，其可以被超过时，驱动装置20才被切换到准备模式或超车模式。
装置4此外具有导航***的GPS模块9或与其连接。借助于GPS模块9的数据探测到，机动车1在虚拟发街道地图上位于何处。依赖于当前的位置接着检查机动车1的前面的路段，是否前面的路段适合于超过在前面行驶的交通参与者3。如果该检查得出，前面的路段具有窄的弯道或仅仅有短的直的路段，那么识别出对超车操作是危险的，并且阻止驱动装置20转换到超车模式。
装置4此外具有控制器10作为用于实施检查的机构。控制器10探测环境传感器装置7、状态传感器装置8以及GPS模块9的数据和相应地评价它们。如果在此识别出，司机开始导入超车操作并且无危险的超车过程是不可能的，例如由于充满危险的路段，那么驱动装置20不被置于前述的准备状态或者不被准备进行超车。相反必要时通过信号装置11对机动车1的司机发出警告通知，在本例中信号装置由扬声器构成。备选地，警告信号也可以视觉地，例如通过例如在机动车1的组合仪表中相应地显示符号或通过抬头式显示器或类似物被视觉地显示。
借助于GPS模块9的数据此外确定在机动车1和交通参与者3所处于的行车道2的路段上的当前允许的最高速度。备选地也可以规定，当前的最高速度通过摄像***确定，它探测和评价位于道路边缘处的交通标志牌。如果该检查得出机动车1或交通参与者3已经达到允许的最高速度，那么驱动装置20也不被置于准备状态。相反优选在开始引入超车过程时发出警告信号，因为现在实施的超车过程会导致允许的最高速度必须被通过机动车1超过。
此外优选通过控制器10尤其是依赖于机动车1的当前的速度和环境传感器装置5的数据检查，是否超车过程可以顺利地实施。为此将机动车1的自己的速度与在前面行驶的交通参与者3的速度相比较。产生的速度差与可预先给定的阈值相比较。如果该阈值没有被超过，那么该速度差过低，不能够顺利地实施可靠的超车过程。如果该阈值被超过，那么可以足够快地实施超车过程。如果速度差过低，或如果尽管具有足够高的速度差但是存在其它的危险，例如不合适的路段，那么警告信号优选在此时发出和/或驱动装置20保留在其初始状态下或不被切换到准备状态。
因此规定，如果司机的超车愿望借助于状态传感器装置8和事故传感器装置5已经被识别，和优选，如果外部的总体条件允许无危险的超车过程，则内燃机21被置于以一个扭矩储备预加载的或者说加载的状态下。如果危险被识别出，那么或者驱动装置20不被切换到准备状态或者超车模式中，相反例如发出警告信号。
作为对声学的或视觉的发出警告信号的替代方案，如前所述，也可以考虑将该警告信号触觉地传递到司机。这可以例如通过在机动车1的转向盘12中产生的振动来实现，该振动导致触觉的警告信号。也可以设想，提高机动车1的加速踏板的反压力，以便使司机注意在超车过程时的危险。
特别优选地，装置4具有准备按钮23，其可以通过司机操作并且与控制器10连接，由此在操作准备按钮23时驱动装置20自动地被切换到准备模式或超车模式。准备按钮23可以不仅设计成数字式显示器的虚拟按钮或者设计成可机械地操作的开关。特别优选地规定，准备按钮23布置在方向盘12附近并且由此司机可以随时容易地伸手碰到。尤其规定，准备按钮23，如在本实施例中，被集成到一个用于操作机动车的方向指示灯的杆中，由此在发出闪光信号（转向信号）时自动地将驱动装置20置于准备状态，如果，如前所述，可以可靠地实施超车过程的话。
对于该方法所述的实施备选地按照另一个实施例规定，扭矩储备通过内燃机的点火角的调节或喷射时刻的调节被建立。

Claims (11)

1.用于运行具有驱动装置(20)的机动车的方法，所述驱动装置具有至少一个内燃机(21)作为驱动机器，其中，通过在行车道(2)上至少运行内燃机(21)实现由机动车(1)的司机要求的驱动扭矩，具有以下步骤:
a)针对在前面行驶的交通参与者(3)借助于环境传感器装置(5)监控行车道(2)，
b)针对司机实施超过已识别的在前面行驶的交通参与者(3)的超车过程的愿望，和如果实施超车过程的愿望已经被识别，借助于状态传感器装置(8)监控机动车(1)的司机，
c)为了准备超车过程这样地控制驱动装置(20)，在实施超车过程之前建立内燃机(21)的扭矩储备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果驱动装置(20)具有至少一个电机(22)作为另外的驱动机器，为了在步骤c)中建立扭矩储备，所述电机(22)被切换到发电机式运行中和为了保持要求的驱动扭矩内燃机(21)的扭矩被提高。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设置一个准备按钮(23)，在对它操作时实施超车过程的愿望被识别。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，实施超车过程的愿望依赖于司机的驾驶状态被识别。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定司机的驾驶状态，在变化上监控转向角、扭矩要求和/或变速器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于机动车的导航***(9)确定当前的和/或前面的路段和各允许的最高速度，其中，驱动装置(23)仅仅当在前面行驶的交通参与者(3)的速度低于相应的最高速度时才按照步骤c)被控制。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于导航***(9)针对实施希望的超车过程的合适性检查前面的路段。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于环境传感器装置(5)监控行车道(2)上的迎面车辆，并且仅仅当没有迎面车辆被探测到时才实施步骤c)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在开始超车操作时电机(22)被切换到空载运行或电动机式运行，以在超车过程期间支持内燃机(21)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，超车过程的开始依赖于加速踏板位置被识别。
11.用于运行机动车，尤其是汽车的，尤其是用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法的装置(4)，具有驱动装置(20)，其作为驱动机器具有至少一个内燃机(21)，其中，通过在行车道(2)上控制至少内燃机(21)实现由机动车的司机要求的驱动扭矩，具有
-用于针对在前面行驶的交通参与者监控行车道(2)的环境传感器装置(5)，
-用于探测司机实施超过已识别的在前面行驶的交通参与者(3)的超车过程的愿望的状态传感器装置(8)，
-和控制器(10)，如果实施超车过程的愿望已经被识别，为了准备超车操作，所述控制器这样地控制驱动装置(20)，即内燃机(21)的扭矩储备被建立。
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