CN1074870A - 一种汽车传动系统 - Google Patents

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汉斯-约歇姆·施米特-伯旅肯
沃夫冈·蒂勒
米歇尔·瓦格纳
霍尔格·维斯特道夫
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Abstract

一种汽车传动系统，其中包括：一个内燃机(1)及 执行机构(29)；一个由内燃机(1)驱动的发电装置 (3)，至少一个由发电装置(3)供电并驱动汽车的电动 机(11)以及一个电子控制装置(19)，该控制装置根据 油门踏板(23)的位置一方面控制至少一个伺服驱动 装置(27)，另一方面控制由发电装置(3)产生的和/ 或由电动机(11)吸收的电功率。该装置包括测量内 燃机(1)实际转速的装置和测量发电机(3)产生的实 际功率的装置。

Description

本发明涉及一种汽车传动系统，特别是这样一种传动系统，其中，汽车由至少一个电动机驱动，而电动机则是由一个受内燃机驱动的发电机供电的。
传统的内燃机，例如通常安在汽车上的内燃机，可以在不同的发动机转速下提供一确定的理想输出功率。在扭矩-发动机转速特性图上，等输出功率工作点为若干条近似双曲线，双曲线所对应的关系式为，输出功率约等于发动机转速与扭矩的乘积。但是，在特性图上，等输出功率工作点还包括各种反映其它参量的值，如比油耗，废气有害物质含量和有害物质组份或内燃机产生的噪音量等等。对应于每个理想输出功率，都可以通过适当选择工作点找到某个工作参量的最佳值、例如比油耗、即单位输出功率的燃料消耗量的最佳值。
在传统的汽车上，内燃机通过机械传动系统驱动汽车，对于一个希望的输出功率的工作点，只能有限地选择到近似的最佳值，其原因在于发动机转速只能对应于传动系统挡位的阶梯变化而有选择地变化。
在1991年第878号“德意志联邦共和国工程师协会报告”第611至622页中，公开了一种汽车传动系统，其中，各车轮是由相应的电动机驱动，一个由内燃机驱动的发电机向电动机供电，一个电子控制装置根据汽车司机通过油门踏门确定的理想输出功率来控制由发电机流向电动机的电流。用于这类传动系统的电动机和发电机已公开在0159005号欧州专利中，用于这类传动系统的控制装置已载于0340686号欧州专利中。
在3243515A1号德国专利中，涉及到一种解决柴油电动机车的内燃机在起动过程中功率与转速调整问题的技术方案。机车是一种在轨道上行驶的车辆，其工作条件比起行驶在行驶条件多变的街道交通中的汽车来相对稳定。根据该现有技术，仅仅是在相对短的起动过程中避免内燃机转速上升到不必要高的值，这是低车速与低工作功率与低工作功率本身所必然要求的结果。因此可以预定，在预置的额定行驶速度值下，内燃机转速随着行驶速度的增加并沿着由指令变量（额定的驱动功率）确定的斜率上升，因而当行驶速度达到额定值，转速也达到了其额定值，此后行驶速度再增加时，转速将保持在该额定值上。此外，各个转速额定值是由各额定功率值确定的，在起动过程中，控制装置旨在保持车辆发电机电功率的额定值要随着内燃机实际的转速的变化而变化。如其实施例所示，不仅在过渡区域内的转速上升还是指令变量与转速之间的关系都是线性函数。因此，不可能根据内燃机的相应的特性图，在对应于各个预定的最佳指标（如油耗、噪音排放量、有害物质排放量）的不同的转速下确定一定的内燃机额定功率值。
另外，4028833A1号德国专利中还公开了一种用于具有内燃机和自动变速箱的汽车上的控制系统，其中，可以通过选择挡位来选择“经济”工作状态。该车辆采用的是传统的机械传动链，因此在稳定行驶状态下，行驶速度与内燃机转速是固定的耦合关系。由变速挡位的阶梯变化可知，对应于一个理想的行驶速度不可能产生一个在发动机特性图（包含多个工作参量的转速/扭矩图）上所示的最佳 驱动功率值。例如在这种已知车辆上下可能选择到最小油耗的内燃机工作状况。
本发明的目的在于提供一种汽车传动系统，采用该传动系统，可使产生驱动功率的内燃机的工况优于迄今为止可选择的任一种内燃机。
本发明是基于前面所述的传动系统得到的改进方案，其传动系统包括：
一个内燃机，其上至少具备一个影响内燃机功率和/或扭矩和/或转速、并受伺服驱动装置控制的执行机构，
一个与内燃机的从动轴抗扭转动连接的发电装置，
至少一个由发电装置供电并驱动汽车行驶的电动机，以及一个电子控制装置，该装置根据油门踏板的位置，一方面控制至少一个伺服驱动装置，另一方面控制由发电装置产生的电功率和/或由电动机吸收的电功率。此外还设置了用于测量内燃机或与之耦合的发电装置的实际转速的装置以及用于测量由发电机产生的和/或由电动机吸收的电功率的实际值的装置。控制装置还包括转速调节装置，用于将实际转速维持在一预定的转速额定值上，以及功率调整装置，用于将实际电功率维持在一预定的功率额定值上。该控制装置配有一个数据存储器，其中存有特性图数据，该数据为功率额定值数据与转速额定值数据和/或至少一个伺服驱动装置的调节数据的组合，控制装置根据油门踏板位置来选择数据组合。
本发明的传动系统的特征在于，从数据存储器选择调节内燃机和发电机用的数据组合可以确定内燃机特征图线图上具有某工作参量最佳值的工作点，特别是具有最小比油耗和/或最小有害物质排放量和/或最小噪音量和/或内燃机最大养护性的工作点。这些工作点是根据功率-额定值来确定的，其中，控制装置根据预定的功率额定值由存储器中选择一组具有用于调节至少一个内燃机执行机构的数据组合。这些通过该数据组合设定的工作点可被作用控制内燃机工作的基本控制量，以便经过油门踏板（位置）总可以设定一个油耗少、不污染环境并有利发动机保养的功率。
本发明基于如下考虑，由发电装置产生的或由电动机吸收的电功率对于内燃机产生的驱动来说是一个用简单方法即可精确确定的量。而且发电机的电效率和控制装置的电消耗比较容易确定因而可以计入内燃机驱动功率中。由于不仅功率而且转速都被调整到预定值，因而可以精确地调整内燃机在其特性图上的工作点。存储在数据存储器中的数据组合确定工作点。因此控制装置可以是考虑其它的工作参量，工作参量数据可以是数据组合的一个组分。数据组合可以以这种方式体现所需要的选择目标，例如其中可以给出个别功率额定值这样的伺服驱动调节数据和转速额定值数据，该数据可得到最小比油耗。以同样的方式还可以优化内燃机的废气含量或噪音排放。这样调整内燃机功率的构思可以通过各种方式实现。在一个实施方案中，转速调节装置影响着发电装置和/或电动机的电功率并且控制装置首先根据由数据存储器选择出的调节数据，调整内燃机的功率调节装置的伺服驱动装置，特别是节气门或喷油泵装置的伺服驱动装置，在调整完转速额定值后，功率调节装置影响功率执行机构的伺服驱动装置。在这种方案中，首先是根据存储在数据存储器中的数据组合的转速调节内燃机，而后根据所需要的功率值来调整内燃机的功率。按照这样的方式，内燃机在实际运转中与特性图中数据的偏离可以被测知并被校正。
虽然在前述构思中，内燃机-发电机-单元的转速调节是通过调整电功率从而调整发电机扭矩实现的，但在实例中也可以预见，转速调节装置会影响到内燃机功率执行机构的伺服驱动装置，特别是会影响到节气门-或喷油泵装置，同时，功率调整装置影响发电装置和/或电动机的电功率。
功率额定值取决于例如汽车油门踏板的位置。改变油门踏板位置则使工作点随着预定功率额定值的改变而遵循着各种要求而变化。这样随动可以这样实现，例如，当预定的功率额定值改变时，控制装置将内燃机的功率执行机构调节到由改变的功率额定值的数据组合确定的位置，由此确定了内燃机的扭矩变化，这样可使内燃机加速或减速到改变的工作点处。此后转速调节装置和功率调整装置将在对应于改变的功率额定值的数据组合的新工作点上调整各种关系。
还有一种可以在选择内燃机的一个工作参量如最小比油耗时改变功率的方案。其中，当预定的功率额定值改变时，控制装置使电功率首先保持恒定，同时转速调节装置将转速调到接近转速额定值处，该转速额定值是通过已改变的功率额定值的数据组合而确定的。特别地，在该实施方案中，可以通过降低发电装置的扭矩来预先准备一个扭矩差，该扭矩差是为内燃机加速而提高功率额定值所需要的。在该实施方案中，控制装置的作用是，在功率额定值时，首先使内燃机大幅度加速，以至于在加速车辆用的电功率尚未输到电动机前就产生了位于新工作点的所需功率。
内燃机的控制装置可以根据至少一个工作参量最佳值而得到的数据组合对该参量最佳值进行适应性修正，从而可自动优化与该工作参量相关的工作点。为此目的，最好采用如下方案，给控制装置配置一传感器，用以检测数据组合中某工作参量的实际值，并且在设定了内燃机的工作点后，控制装置检测实际值与通过工作点数据组合预定并存储的工作参量值的偏差，并根据偏差，特别是增值修正该存储值。不难推知，这种对工作参量的修正可以在该工作参量的一个特定的特性曲线图上进行，从而控制装置在修正了该工作参量的存储值后，可根据对应于该数据组合的该参数的修正值重新设置具有最佳值工作参量的工作点。特别地，在某些为工作参数配有特定的特性图的方案中，控制装置上可以设置检测内燃机温度的传感器，控制装置根据所检得的温度修正工作参量的存储值。用这种方式出可以选择诸如比油耗工作参量。例如根据机油温度或内燃机冷却水的温度将比油耗调至最小值。以同样的方法还可以预置包括多个相互影响的参量集合的数据组合，例如在尽可能少的有害物质排放量下的最小比油耗。在管种情况下，控制装置中将输入有关实际比油耗的数据，该数据可以通过燃料流量测得也可以通过燃烧喷射数据中得到;此外还输入废气传感器的数据，例入检测器的数据。在这些实施例中还可以考虑工作参量与温度的相关性。在需要考虑多种参量的情况下，这会特别有利于简化对内燃机工作点设定的过程，此时内燃机的工作点是受多个不同伺服装置影响的，例如点火时间点或喷油时间点可能会受到内燃机功率调整的影响。
在前面所述的本发明各实施方案中，内燃机控制装置对工作参量的选择是基于存储的数据组合进行的。以本发明为基础的方案也可以采用人一机对话形式优化内燃机的工作点，本发明的另一目的是，控制内燃机的工作，以保证多个工作参量都能处于最佳值。
由上面提到的具有电动机传动系的汽车传动系统出发，本发明的目的通过如下方案得以实现，即在控制装置上配置可检测多个内燃机 工作参量实际值的传感器，特别是检测比油耗和/或有害物质排放量和/或有害物质组分和/或噪音排放量的传感器，并且在与控制装置相连的数据存储器中存储有用于预定参量并使多个工作参量都同时达到理想值的组合算法，并且控制装置在内燃机功率或发电机功率或电动机功率保持在预定的功率额定值的条件下，根据所测的工作参量的实际值和存储在数据存储器的组合算法改变转速的额定值和/或改变至少一个伺服驱动装置的调节位置，从而使内燃机工作在最佳工作参量的状态下。在这方面，控制装置可以自行追踪工作参数相对给定功率额定值的最佳值，其中，通过算法给出各工作参量之间最理想的关系。例如可以同时改变点火角和节气门开度，使得在维持功率不变的条件下降低比油耗，同时又不超出有害物质排放量的上限。此外，在选择油耗时可兼顾或另有选择地考虑减小噪音，同时还考虑令人舒适的声图和/或考虑高加速性的同时还考虑发动机的耐久养护性。尽管传感器对于检测实际值的目的是最适用的，但并不仅限于可直接测量工作参量的传感器，还包括从其他信息间接地获得实际值的手段，例如从喷油周期可以知道比油耗。根据目的不同可以这样改变转速额定值和/或至少调节一个伺服驱动装置，除功率之外，至少保持一个工作参量不变，而使其它工作参量值接近其最佳值。
为了加快工作参量的优化，数据存储器中还存储有特性图数据，用于组合功率额定值和/或转速额定值数据和/或至少调节一个伺服驱动的数据与至少一个工作参量有关的数据。控制装置测出传感器测得的工作参量的实际值与存储值的偏差并根据偏差值，特别是增值来修正存储值。这样，数据存储器中就产生了可供使用的基本控制量，控制装置根据该基本控制量调校最佳的工作点。
最后提到的构思还用于实现在本发明第一目的中提及的数据组合。
还有一种具有特殊意义的方案，其中，数据存储器不仅存储前面提到的修正的工作参量的数据，而且还存储初始数据的组合，这些数据组合代表着内燃机在新状态下的特性曲线图数据。控制装置将用前述方法修正的至少一个工作参量、特别是比油耗的修正数据与初始数据相比较，当偏离量超过了预定值或偏离了特性图曲线方向，控制装置产生一个表示工作干扰的控制信号。对实际工作参量数据与初始数据进行比较为发动机诊断提供了可能性。例如在内燃机扭矩或功率下降时油耗会出现突变，因此可以根据油耗的突变推知内燃机的一个或多个汽缸不工作了。有害物质排放量的剧变可以解释为控制三元催化剂的元件出现了故障。
表示工作干扰的控制信号可以通过例如激励报警装置的方式通知司机。同样也可以安装一个诊断系统的故障存储器，以存储留待日后修理时用的数据。根据所诊断的故障也可以直接干涉汽车的运行，以免汽车被进一步损坏。例如内燃机的最大功率和/或最大转速可被限制在容许值以内，或者启动一个减少有故障油缸喷油量的紧急行驶程序。
以下将借助于附图进一步说明本发明。其中：
图1表示本发明汽车传动系统的示意图;
图2是图1所示装置的内燃机特性曲线图，用于说明装置的工作方式;
图3所示是与图1所示装置不同的一个实施方案;
图4是用于说明图3所示装置的工作方式的内燃机特性曲线图。
图1所示传动系统包括一个由内燃机1驱动的发电机3，发电机是由多组线圈定子与永磁铁转子组成的。在线圈（未详细表示）处连接有一个整流和电流控制开关5，该开关将驱动时通过内燃机1在发电机3中产生的交流电经过整流变成直流的、可控量的电流。电流控制开关5经过等压中间回路7向电动机11的多个电子整流和电流控制开关9供电，每个电动机驱动一个汽车车轮。图1中仅表示了一个电动机11及与之相关的整流-电流控制开关。电动机11也可以是多绕组线圈定子与永磁铁转子。整流-电流控制开关5与调压开关13连接，该开关13检测直流中间回路7中的实际电压并经过电流控制开关将其保持在由15给出的额定值。
控制装置19通过信号通路17控制由电流控制开关5向等压中间回路7输送的直流电流。控制装置19响应通过传感器21检测到的油门踏板23的位置，并根据油门踏板位置控制对应于等压中间回路电流与电压的乘积的驱动功率。控制装置19通过信号通路25控制电动机11的电流从而控制其工作扭矩。
由内燃机1供给等压中间回路7的电功率必须考虑发电机3和电流控制开关5的损耗，即要考虑这些部件的电效率。相应地，控制装置19同样根据油门踏板位置通过伺服驱动装置27控制内燃机的功率执行机构29、如节气门或喷油泵。
内燃机1与发电机3之间为机械连接因而二者同转速工作，在稳定工作状态下内燃机1的输出扭矩等于发电机3的输入扭矩。内燃机产生的功率近似地正比于扭矩与转速之乘积。由于发电机的效率损失，发电机3产生的电功率小于内燃机1的功率。一方面调节内燃机1的功率执行执行机构29，另一方面调节产生在电流控制开关5的发电机电流，二者的影响可以使内燃机1的工作点沿着特性图中的等功率特性 曲线任意变化。图2表示了一个具有100kw功率的内燃机的特性曲线图。该特性曲线图表示了由内燃机输送给发电机的扭矩M随转速n的变化曲线。在特性图中，粗虚线表示内燃机等功率曲线族P，细虚线D表示在给定的节气门开度下，内燃机功率伺服机构的位置。图中的特性图中的细实线表示等比油耗（克/千瓦小时）曲线。该特性图表明，在不同的转速下，通过选择不同的节气门开度可以得到具有相同功率的工作点，但是，对应于每个功率值只有一个最小比油耗工作点。最小比油耗工作点位于特性图的粗点划线B上。例如当节气门开度为45°、转速约为2100转/分时，30kw功率对应的是最小比油耗。
根据图1所示的传动系统可以使内燃机至少在稳态工作时总是工作在最小比油耗的工作点上。为此在控制装置19的数据存储器31中存储对应于最小比油耗的曲线B上的工作点的数据组合，这些存储的数据组合包括相应于每个功率值和工作点的与转速额定值对应的数据以及与内燃机1的功率伺服机构位置对应的数据，控制装置19根据油门踏板给出的功率额定值从数据存储器31中选出转速额定值和执行机构29的位置值。转速调节回路33可以做为控制装置19的一部分，它通过电流控制开关5将发电机3的电功率调到一定值，在该值下转速等于所需工作点的转速额定值。经35输送到转速调节器33中的实际转速信号可以用诸如传感器或类似手段测知。与转速调节方式相同地，控制装置19将功率执行机构29的伺服驱动装置27调整到由数据组合确定的节气门开度。
受内燃机1温度或其它参数的影响，内燃机1实际产生的功率可能会偏离根据工作点数据组合得到的功率额定值。因此控制装置19 中还包括一个37所示的功率调整器，该调整器根据由发电机3的电流和电压确定的电功率来给出功率的实际值，并将该实际值与相应于油门踏板位置预定的功率额定值加以比较。为了调整功率，控制装置19监视转速是否已达到转速额定值并在此后释放作用在伺服驱动装置27上的功率调节器37，以便将功率调整到功率额定值。
在改变油门踏板位置时，例如欲将功率由P＝30kw提高到P＝80kw，控制装置19将节气门开度值D由45°调至对应新工作点P＝80kw的数据组合中相应开度60°。节气门开度的这一变化使扭矩沿着图2中箭头39所示方向提高，扭矩的提高使内燃机1被加速到与新工作点对应的转速约4750转/分。在转速调节器33将转速调至这个根据新工作点的数据组合确定的转速额定值后，功率调整器37也将内燃机1的功率调至根据新工作点数据组合确定的功率额定值80kw。图2中的虚线41表示了在功率变化过程中扭矩随转速的变化。
图2的特性曲线图表明了内燃机扭矩M对内燃机和发电机转速的依赖关系。但传动系统的控制装置也可以将这样的特性图做为基础，该特性图将发电机3或电流控制开关5的输出电功率作为参数，并一同考虑这些部件的效率。在图2的内燃机扭矩特性图中叠加有比油耗特性曲线图，其中数据组合代表着具有最小比油耗的工作点。不过，也可以将比油耗特性曲线图单独存储，这样，控制装置19可以在各特定情况下根据多个特性曲线图计算工作点的数据组合。
控制装置19在标号43处配有燃料测定装置，用于测定实际的油耗。燃料测定装置可以是流量测定计或类似装置，或者是从发动机电子控制系统中取出的有关输送或喷射的燃料量的装置，或根据喷油 阀开启时间进行判断的装置。控制装置19根据实际流入的燃料量确定出同在实际工作点设定的功率相关联的实际比油耗。存储在数据存储器31中的有关比油耗的数据将根据实际油耗不断地进行修正。以这样的方式，特别图即可自行适应内燃机由老化或由系列测量而产生的差别。比油耗特性图的适应性更进一步体现在，有关比油耗的存储信息的变化与实际值偏差相对较小。因此根据该特性图测定比油耗时，因测量误差或类似因素产生的影响较小。不难理解，控制装置19也可以用传统的叠代方法根据实际特性图修正具有最小比油耗的工作点。
匹配油耗特性图也可以根据内燃机1的其它工作参量进行，特别是根据温度传感器45测得的机油温度或内燃机1的冷却水温度。
除比油耗外，在调整内燃机1的最佳工作点时还可以考虑其它工作参量。例如，确定工作点的功率也受到点火角或空一燃比或吸入空气的温度的影响。数据存储器31可存有用于这些工作参量的附加特性曲线图。数据存储器31中还包含有组合算法，该算法使控制装置19有可能估价出每个工作参量的意义，并根据该估价确定多个工作参量适应于工作状态的最佳选择。
确定多个工作参量的总的最佳选择基础是，使内燃机或发电机输出的功率恒等于预定的功率额定值。该前提可以将以非油耗为目的的工作参量也归入该选择中。控制装置19以这样方式改变那些对功率发生作用的工作参量的优越之处在于，由下列目的的组合来得到由存储的组合算法所确定的最佳值：
-最小比油耗，
-最小有害物质排放量和最小有害的有害物质组分，
-最小噪音排放量，
尽可能耐久的内燃机养护性。
为此，控制装置作用于一个测定有害物质含量的传感器47，如Lambda探针和/或测定噪音量的传感器49。数据存储器31中相应地包含有有害物质排放量和有害物质组分的特性图以及噪音特性图和有关内燃机保养的信息。当然，在特定情况下，控制装置19在确定最佳工作点时也以以只考虑上述特性图中的一部分，而且这些特性图也可以参照前述的有关比油耗特性图那样进行修正。
例如，控制装置19这样一起改变点火角和功率执行机构29的调节位置，使得比油耗在功率不变的条件下下降，而又使有害物质排放量不超出允许的上限。为了设定具有最小比油耗的工作点，控制装置19借助于转速调节器33改变转速并改变功率执行机构29的调节位置，以使发电机3的输出功率保持恒定。这在图2所示的特性图中即意味着工作点沿着一条等功率曲线变化，如工作点51沿着双向箭头53变化。在改变了转速和功率执行机构29的调节位置之后，功率调整器37的作用即为保持功率不变。沿着等功率曲线确定出比油耗及有关的应考虑的工作参量值，并将其与相应的转速一起存在数据存储器31中。在沿着等功率曲线变化的过程中，如果比油耗上升，这意味着实际工作点已偏离最佳工作点。通过进一步改变转速，控制装置19又找到一个较理想的比油耗。调节适于最小比油耗的最佳转速可以在行驶过程中进行，这样，为得到行驶时的最佳关系就不必非要知道精确的比油耗特性图了。
要优化多个工作参量时，应该这样进行，在改变一个参量时需维持其它参量不变。
图3表示了传动系统的另一实施例，它与图1所示传动系统的主要差别仅在于设定工作点时的调节方案不同。具有同样功能的部件仍采用图1中的相同部件的标号，所不同的只是在标号后均增加了一个“a”。为说明这些部件的结构和功能，需要涉及到对图1和图2的描述。
与图1所示传动系统不同，转速调节器33a控制功率执行机构29a的伺服驱动装置27a，而功率调整器37a则通过电压调节器13a制约着流入电流控制开关5a中的发电机电流，从而制约发电机3a输入到等压中间回路7a中的电功率。为了设定在图4的特性图中的工作点，控制装置19a根据踏板23a的位置预定的功率额定值从存储器31a中读出功率额定值数据与至少用于转速额定值数据的数据组合。转速调节器33a根据转速额定值将内燃机转速调至额定转速，而功率调整器37a将输出功率调至额定功率。数据组合还可以包含其它工作参量的数据，数据存储器31a中可以存入用于优化工作参量的数据，如图1所述那样。
当踏板位置改变从而要求改变功率时，功率执行机构29a与图2所示的调节方式不同的是，并不立即调到根据功率改变而产生的调节值，而是相应于变化的转速沿着最小比油耗曲线B变化。如图4所示，在功率由P＝20kw变到P＝60kw，节气门开度随着转速由1500转/分到3600转/分的变化而从35°变至55°。为了获得内燃机1a的加速扭矩，控制装置19a提高转速额定值，从而转速开始上升。但是，为了获得内燃机1a的加速扭矩，功率调整器37a使由发电机3a输至等压中间回路7a的电功率保持恒定，直至得到一个理想的、用于加速的扭矩增值M1。然后使电功率沿着一个可任意选择的曲线A逼近新工作点。一旦内燃机1a达到转速额 定值，加速功率即可为汽车全部使用了，这样控制装置19a在最小油耗时首先考虑内燃机1a和发电机3a的加速，在达到新工作点后才考虑输入到电动机11a的电功率。
为最大加速，例如在换低速挡（kickdow）时，允许在功率改变期间偏离最小油耗曲线，其中，功率执行机构29a调至曲线Dmax表示的最大油门位置。这样，内燃机1a沿着图4中的曲线55变化，从而扭矩增量M2可用于加速内燃机，然后功率调整器37a重又按照曲线A1跟踪电功率，一旦内燃机1a达到转速额定值，执行机构的位置又被调回到具有最小比油耗的工作点上（例如图4中的55°）。
由于内燃机与发电机的功率特性图的特性图数据可以修正，因而可以对内燃机进行故障诊断，如参考图1装置时描述的那样。不言而喻，图3所示的传动系统也可以进行诊断。
为诊断故障，控制装置19监视存储在数据存储器31中的比油耗特性图数据。根据与转速的比例关系及修正的油耗数据值，可以通过与以前的数据、特别是代表内燃机1新状态的初始额定特性图的比较，可以得到有关马达状态，特别是其磨损状况的信息。例如，在四缸发动机中根据比油耗的倒数突然下降到原始值的75%的现象可以推断一个缸出现了故障、例如火花塞故障。
当确定出现了故障时，控制装置19通过诸如显示器57向司机发出警告信号，并且将诊断的故障存入数据存储器31做为日后修理用的情报。同样，控制装置19通过改变燃料喷入量启动一个紧急行驶程序，其中，在特定情况下减少喷入某汽缸内的燃料量或者完全停止喷入，之后或有选择地，控制装置19可以减小内燃机1的最大功率和/可最大转速、或者说限制运行中可达到的转速。

Claims (16)

1、一种汽车传动系统，包括：
一个内燃机(1)，其上至少具备一个影响内燃机功率和/或扭矩和/或转速，并受伺服驱动装置(27)控制的执行机构(29)，
一个与内燃机(1)的从动轴抗扭连接的发电装置(3)，
至少一个由发电装置(3)供电并驱动汽车行驶的电动机(11)，
一个电子控制装置(19、33、37)，该装置根据油门踏板(23)的位置一方面控制至少一个伺服驱动装置(27)，另一方面控制由发电装置(3)产生的和/或由电动机(11)吸收的电功率，
用于测量内燃机(1)或与之耦合的发电装置(3)的实际转速的装置，以及
用于测量由发电机(3)产生的和/或由电动机(11)吸收的电功率的实际值的装置，其中，控制装置(19、33、37)包括转速调节装置(33)，用以将实际转速保持在一预定的转速额定值上，还包括功率调整装置(37)，用以将实际电功率保持在一预定的功率额定值上，该控制装置(19、33、37)还配置有一个数据存储器(31)，其中存有功率额定值的数据与转速额定值的数据和/或至少一个伺服驱动装置的调节位置的数据的组合，控制装置(19、33、37)根据油门踏板(23)的位置来选择数据组合，其特征在于，
该数据组合根据功率额定值来确定在内燃机(1)的发动机特性曲线图上至少对于一个工作参量具有最佳值的工作点，特别是具有最小比油耗、和/或最小有害物质排放量和/或最小噪音量和/或内燃机(1)的最大养护性的工作点，并且控制装置(19，33，37)根据预定的功率额定值由数据存储器(31)中选择出包括调节至少一个内燃机(1)的伺服机构(27)的数据和/或额定转速数据的数据组合。
2、根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，转速调节装置（33）影响发电装置（3）和/或电动机（11）的电功率，控制装置（19、33、37）首先根据由存储器（31）中选择的调节数据调节内燃机（1）的功率执行机构（29）的伺服驱动装置（27），特别是调节气门或喷油泵的伺服驱动装置，在转速额定值调整完毕后，功率调整器（37）影响功率执行机构（29）的伺服驱动装置（27）的工作。
3、根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，转速调节装置（33a）影响着内燃机（1a）的功率执行机构（29a）的伺服驱动装置（27a），特别是节气门或喷油泵的伺服驱动装置，而功率调整装置（37a）则影响着发电装置（3a）和/或电动机（11a）的电功率。
4、根据权利要求2或3所述的传动系统，其特征在于，在预定的功率额定值改变时，控制装置（19、33、37）将内燃机（1）的功率执行机构（27）调整到根据已改变功率额定值的数据组合确定的位置。
5、根据权利要求2或3所述的传动系统，其特征在于，在预定的功率额定值改变时，控制装置（19a、33a、37a）起初保持电功率不变，同时转速调节装置（27a）使转速逼近根据已变功率额定值的数据组合确定的转速额定值。
6、根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）上配置有一个传感器，用于测量由数据组合确定的工作参量的实际值，并且在设定了内燃机（1）的工作点后，控制装置（19、33、37）判断由工作点的数据组合预定的工作参量的存储值与其实际值的偏差，并根据该偏差，特别是增量修正该存储值。
7、根据权利要求6所述的传动系统，其特征在于，在修正完工作参量的存储值后，控制装置（19、33、37）根据工作参量的修正值重新确定工作点，该工作点具有最佳的工作参量。
8、根据权利要求6或7所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）上配置有测量内燃机温度的传感器（45），控制装置（19、33、37）根据所测的温度修正工作参量的存储值。
9、根据权利要求1至7中任一项所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）上至少有一个响应内燃机（1）和/或发电装置（3）和/或电动机（11）的某工作参量的传感器，特别是温度传感器（45）和/或废气传感器（47），存储在数据存储器中的数据组合包含该工作参量的附加数据并且控制装置（19、33、37）根据所测的该工作参量的值选择数据组合。
10、按照权利要求1至9中任一项所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）控制多个根据不同工作参量来影响内燃机（1）的功率和/或扭矩和/或转速的调节装置和/或内燃机（1）的执行机构的伺服驱动装置（27）并将数据组合存入数据存储器（31）中，该数据组合包括多个调节装置，特别是伺服驱动装置的调节数据。
11、根据权利要求1至10中任一项所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）上配置有用于检测内燃机（1）的诸工作参量的实际值的传感器，特别是用于检测比油耗和/或有害物质排放量和/或有害物质组分和/或噪音量的传感器，数据存储器（31）中存储用于预定并使多项工作参量同时达到最佳值的组合算法，控制装置（19、33、37）在内燃机（1）或发电机（3）或电动机（11）的功率保持在预定的功率额定值的条件下，根据所测的工作参量的实际值以及存储在数据存储器（31）中的组合算法来改变转速额定值和/或至少一个伺服驱动装置（27）的调节位置，以便使内燃机在最佳工作参量下工作。
12、根据权利要求11所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）以这样方式改变转速额定值和/或至少一个伺服驱动装置（27）的调节位置，除功率外至少还保持一个工作参量恒定，同时使其它工作参量值逼近最佳值。
13、根据权利要求11或12所述的传动系统，其特征在于，存储器（31）中还存储有特性图数据，该数据是功率额定值数据和/或转速额定值数据和/或至少一个伺服驱动装置（27）的调节数据与至少一个工作参量的值数据的组合，控制装置（19、33、37）测出由传感器（43、45、47、49）测得的工作参量的实际值与工作参量的存储值之间的偏差，并根据该偏差，特别是增量修正该存储值。
14、根据权利要求13所述的传动系统，其特征在于，控制装置（19、33、37）根据相应于所测实际值修正过的存储的特性图数据改变转速额定值和至少一个伺服驱动装置（27）的调节位置。
15、根据权利要求13或14所述的传动系统，其特征在于，存储器（31）中存储初始数据组合，它代表着内燃机（1）在新工作状态下的特性图数据，并且控制装置（19、33、37）将该初始数据与至少一个工作参量、特别是比油耗的修正数据进行比较，当超过预定值或偏预定的特性曲线方向时则产生一个代表工作干扰的控制信号。
16、根据权利要求1至15中任一项所述的传动系统，其特征在于，转速调节装置（33）在一定的时间内将实际转速保持在预定的转速额定值上，而功率调整装置（37）则在一定的时间内将实际功率保持在预定的功率额定值上，控制装置（19、33、37）测出依赖于内燃机（1）的瞬时曲轴角位置的发电装置（3）的瞬时电流分布，并根据该电流确定内燃机（1）依赖于瞬时曲轴角位置的瞬时扭矩分布，并将其与存储在数据存储器（31）中的扭矩大小和/或扭矩的瞬时分布的额定值相比较，并且当出现偏离预定值或预定分布情况时，产生一个代表工作干扰的控制信号。
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