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控制和/或调节机动车的混合驱动系的方法

2021-03-05 09:11:03

控制和/或调节机动车的混合驱动系的方法

  技术领域

  本发明涉及一种控制和/或调节机动车的具有废气再循环系统的混合驱动系的方法,其中,从废气管路提取废气并且将废气输送到内燃机的新鲜空气供给系统。

  背景技术

  这种废气再循环是提高内燃机、尤其汽油发动机的效率的措施。另外,废气再循环对工作过程的热力学有积极影响,并且另一方面降低了爆震趋势,这也有助于更有效率的燃烧过程。

  混合驱动系还具有至少一个电机。当电机作为电动机工作时,电机从电池中汲取电能。当电机作为电动机工作时,电机可以在起动和加速时辅助内燃机。这能够实现内燃机的更小和更省油的设计。电池可以由电机充电,方式是电机在内燃机提供驱动功率期间或者在制动时作为发电机工作。

  由专利文献DE 10 2017 108 739 A1已知一种混合驱动系,其具有内燃机、电机和废气再循环系统。在相应的方法中,停止内燃机的燃料供给。在后续的方法步骤中,内燃机在没有燃料供给的情况下被电机旋转1到3秒,以便加速吹扫进气歧管中剩余的再循环的废气。通过在旋转期间完全打开进气节气门可以将废气残余物从废气再循环(下文简称EGR,即Exhaust Gas Re-circulation)系统和进气系统扫出,并且空气进气系统可以补充以新鲜的进气空气。通过将废气残余物从EGR系统和进气系统扫出可以避免在内燃机的后续重启时的燃烧稳定性问题。内燃机可以在没有燃料供给的情况下在选择的发动机转速下运转,该选择的发动机转速是基于喷油嘴关闭之前的发动机转速。作为替代,选择的发动机转速可以是针对内燃机和变速器均有效率的转速。因此,完全吹扫再循环废气所需的扫气时间是内燃机转速和节气门位置的函数。在另一示例中,内燃机可以在没有燃料供给的情况下在相当于内燃机的至少一个拖曳转速的内燃机转速下运转。除了加速扫气以外,这还能够实现,在驾驶员改变主意的情况下,例如当操作者在内燃机转矩要求降到阈值以下后不久提高要求的内燃机转矩时,快速重启内燃机。例如,作为对操作者改变主意的指示的反应,控制器可以开始将燃料输送至内燃机并且将内燃机转速从拖曳转速提高,以便满足操作者的转矩请求。在又一示例中,内燃机可以在没有燃料供给的情况下在这样的内燃机转速下运转,该内燃机转速能够实现再循环的废气尽可能快地被从空气进气道扫出。

  由专利文献DE 101 51 502 A1中已知一种用于控制具有多个燃料喷射阀的内燃机的方法。在此存在一种用于控制燃料蒸发的系统,该系统包括位于燃料容器和进气歧管之间的蒸发燃气管理阀和位于排气歧管和进气歧管之间的EGR阀。在燃料供给结束后,蒸发燃气管理阀和EGR阀的关闭成为对发动机关闭指令的反应的发动机关闭程序的一部分,在可调整的时间内确保进气歧管中没有不希望的残余燃料。内燃机继续被发电机旋转,直到可调整的时间结束。该扫气时间是可调的。该方法使用标记“发动机_运转”,该标记表明燃烧正在进行或者该标记由内燃机转矩产生。当进气歧管的扫气完成时,在发动机关闭程序中将该标记设置为0。如果标记“发动机_运转”等于0,则重置关闭程序中的所有计时器和标记并且激活发动机关闭过程。

  当驾驶员松开加速踏板并且因此出现负的负荷突变时,这对于发动机控制器意味着驾驶员侧的力矩要求例如从全负荷突变到零负荷。因此,内燃机应该尽可能立即不再输出转矩,这可以通过抑制喷油和因此阻止燃烧来实现。但在某些情况下,需要让发动机在低负荷下继续运转几个循环,以便避免负的负荷冲击或为了限制排气装置中的废气的不希望的温度梯度。这可能引起一些问题,因为一方面,在低负荷下,EGR的协调性或相容性在低负荷下明显比在高负荷下更受限,并且另一方面,再循环的废气被引入进气段中,从而,即使立即关闭EGR阀也需要一定数量的工作循环,直到纯净的、即没有EGR分量的空气进入气缸。由于在低负荷下气缸的充气程度较低,这同时意味着,剩余的EGR气体的扫气完成前的工作循环的数量增加。因此存在目标冲突,一方面要使从内燃机输出到传动系的力矩尽可能小,并且另一方面要能够使内燃机至少在如此大的负荷下运转,从而该内燃机以现有的废气再循环率不停机地燃烧。当额外地将燃料喷射到EGR管路中时,问题更加严重。在这种情况下,即便立即抑制喷油也不是作为对驾驶员意愿的反应的选项,因为随着废气再循环,蒸汽状的燃料会未燃烧地被泵送通过燃烧室,该燃料会与空气一起在催化器中发生反应。

  发明内容

  因此,本发明所要解决的问题是,改进这类方法。

  所述技术问题通过一种控制和/或调节机动车的混合驱动系的方法解决,其中,从废气管路提取废气并且将废气输送到内燃机的新鲜空气供给系统,其中,在出现负的负荷突变的情况下,将剩余的再循环的废气从新鲜空气供给系统扫出。

  按照本发明,所述方法在负的负荷突变出现后通过如下方式继续进行,即,在所述负的负荷突变出现后,内燃机以较低的负荷继续运转,并且同时,由内燃机提供的力矩借助于电机回收,其中,总体上没有正的力矩作用于驱动系的输出端。

  内燃机以较低的负荷继续运转,该较低的负荷需要用于将剩余的再循环的废气(EGR分量)从进气系统排出,其中,同时由内燃机提供的力矩通过电机回收。因此,总体上同样没有正的力矩作用于驱动系的输出端。驱动系的输出端由驱动轮构成。可以如此吹扫EGR分量但同时没有正的转矩作用在驱动轮上。

  还可以考虑,补充地以效率最佳的负荷点继续运行内燃机,并且在这种情况下将额外产生的电能用于后续的加速或者用于增加电气的续航里程。

  此外还可行的是,由内燃机提供的力矩被电机过度补偿,以便表示被拖曳的内燃机的起制动作用的摩擦力矩,该摩擦力矩基本上是驾驶员在松开加速踏板后所期望的。总体上,通过有针对性地控制内燃机和电机一方面解决了EGR分量需要被彻底吹扫的问题,并且另一方面实现了将在吹扫过程中释放的机械能以电能的形式暂存。

  电机纳入驱动系中的方式存在多种可能性。电机可以布置在离合器的发动机侧,其中,在负的负荷突变出现后断开离合器,其中,电机在内燃机的转速调节的范畴内回收机械能。

  令内燃机继续运转但同时不向驱动系输出力矩的一种可能是,断开内燃机和变速器之间的离合器,其中,在这种情况下,电机在发动机的转速调节的范畴内回收机械能。在该设计方案中,从离合器的角度看,电机布置在发动机侧。在这种情况下,不能由电机对驱动系产生制动作用。

  此外,电机还可以布置在离合器的变速器侧,其中,在负的负荷突变的情况下,离合器接合并且借助于电机对驱动系施加负的力矩。由于能够附加地对驱动系施加负的力矩,因此这种离合器接合的变型是优选的。

  内燃机和电机的这种控制策略可以用于另外的动态过程。动态过程的一种可能性是换档。在具有手动换挡变速器的混合驱动系中,在驾驶员为了换挡将离合器分离后可能出现负的负荷突变,其中,电机调节内燃机的转速。在手动换挡变速器中,当驾驶员松开加速踏板并且踩下离合器以便换挡时,出现上述的负的负荷突变。在这种情况下,如果内燃机出于上述原因之一而不应当立即关闭,则可以借助于电机调节内燃机的转速。

  此外,在具有自动变速器的混合驱动系中也可能出现负的负荷突变,其中,该负的负荷突变出现是为了尤其在加速时的换挡过程中保护离合器。在自动变速器中,为了尤其在加速时的换挡过程中保护离合器,暂时降低内燃机的力矩。这同样是负的负荷突变。这在汽油发动机中尤其通过抑制喷射、关闭节气门或点火角延迟发生。抑制喷射相当于上述的可能存在的问题的发动机关闭,因此必要时需要应用建议的策略。在点火角延迟的情况下,有意使燃烧的效率变差。在某些情况下,以效率最佳的点火角燃烧并且将过剩的能量电气式地回收在能量上更加有利。由于内燃机在这种情况下在换挡过程中也承受负荷,因此在换挡过程结束后可以立刻提供力矩,这例如在关闭节气门的换挡过程中却不是这种情况。

  在此存在许多可能,以有利的方式设计和改进按照本发明的方法。

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