[发明专利]用于控制具有混合动力驱动器的车辆的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有混合动力驱动器的车辆的方法和一种执行该方法的装置，在该方法中，在行驶运行期间，内燃机和第二驱动设备单独地或共同地对车辆的驱动力矩作出贡献。

背景技术

如在DE 10 2005 051 002Al中所描述的，具有混合驱动器结构的车辆具有内燃机以及可以例如是电动机或者液压发动机的第二驱动设备。在此类混合动力驱动器中，在对内燃机的负载要求方面得到新的边界条件。

因此，可以在行驶运行期间由两个驱动设备提供驱动力矩。只要第二驱动设备的所存储的能量和功率是足够的，就能够驱动车辆而无需内燃机。在其他行驶情况下，此由第二驱动设备提供的能量是由内燃机通过驱动线路上较大的负载输出产生的。因此，内燃机在混合动力运行中的负载水平要高于常规车辆中的负载水平。如果例如在常规车辆中控制内燃机，那么在大负载跃变时会出现较多的有害物质排放，因为所提供的空气量不足以氧化燃料。

发明内容

因此，本发明的任务在于，说明一种用于控制具有混合动力驱动器的车辆的方法，其中在混合动力驱动器的所有运行状态中均尽可能低得保持内燃机的有害物质排放。

本发明的优点在于，考虑车辆中的两个驱动设备之间的准确的相互作用，由此得到针对内燃机的新的控制和调节可能性。这尤其适用于具有稀薄燃烧概念的内燃机。因此，可以根据第二驱动设备的运行方式来设定内燃机的控制和调节特性。

对控制和调节状态的选择会影响内燃机的功率输出，由此在内燃机与第二驱动单元之间得到改变的力矩分配。此推迟的力矩分配有助于内燃机的工作点的最优设定并且因此有助于内燃机的有害物质排放的最小化。

有利地，内燃机的控制和调节特性是从至少两个控制和调节状态中选择的，根据第二驱动设备的运行方式在该至少两个控制和调节状态之间进行切换。通过在不同的控制和调节状态之间进行选择，可以容易地使内燃机的控制和调节特性与当前的混合运行方式相匹配。

在第一控制和调节状态中，控制喷射量并调节空气路径。这也可被称为负载控制，因为燃料的喷射量是通过所要求的负载来确定的。对于燃料的氧化而言所必需的氧气量以及通过废气反馈提供的废气则确定对空气路径的调节。

在第二控制和调节状态中，控制空气路径并调节喷射量。如果第二驱动设备根据电动机的可能的功率输出以及电池的充电状态能够设定第二控制和调节状态，那么应当始终设定该第二控制和调节状态。空气路径在控制和调节中始终是缓慢的。即，在瞬时过程中，确定空气路径的参量始终是延迟出现的。因此，在第二控制和调节状态中将喷射量并且因此将负载限制到空气供给量。由此产生的后果是对排放的较佳控制。但是，由于氧气供给量不足，因而在一定的行驶情况下会(瞬时或动态地)限制负载。但是，这还决定性地取决于各个应用。

在一个改进方案中，由上级的协调单元来传达内燃机的控制和调节结构以在第二驱动设备的这两个控制和调节状态之间进行切换。在此，第二驱动设备的运行参数表示信息，借助该信息来决定在内燃机处是设定第一控制和调节状态还是设定第二控制和调节状态。

如果第二驱动单元被构造为电动机，那么作为转速和温度的函数的力矩极限就属于这些运行参数。通过与电池管理系统相连接的协调单元来转达关于蓄能器的能量含量的信息。

通过该协调单元将驱动力矩分配给内燃机和第二驱动设备。因此，利用仅考虑混合动力所特有的运行的功能来使有害物质排放最小化。为此目的，协调单元检测扭矩要求。根据内燃机的实际力矩以及第二驱动设备的运行状态，协调单元将驱动力矩分配给内燃机和第二驱动设备。

除了力矩协调之外，该协调单元还可以包含诸如车辆控制之类的其他功能，这将导致更好地充分利用该协调单元所基于的计算单元。

在内燃机的第二控制和调节状态中燃料在点火之前部分喷入内燃机的燃烧室并均匀化并且部分直到点火之后才喷入燃烧室的情形中，通过此(p)HCCI燃烧方法(部分均质充气压缩点燃)来进一步减少有害物质排放。

在本发明的另一个改进方案中，在用于控制具有混合动力驱动器的车辆的装置中，内燃机与发动机控制装置相连接，并且第二驱动设备与驱动控制装置相连接，该发动机控制装置和驱动控制装置分别设定内燃机的扭矩或者第二驱动设备的扭矩。在混合动力驱动器的所有运行状态中均尽可能低得保持内燃机的有害物质排放的装置中，发动机控制装置具有根据第二驱动设备的运行状态来设定内燃机的特性的控制和调节结构。通过考虑车辆的混合运行状态来限制车辆的有害物质排放。