CN110087929B - 用于运行驱动系统的方法、驱动系统和机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种运行用于机动车的驱动系统的方法,所述驱动系统带有内燃机(10)和与所述内燃机(10)形成驱动作用的电动机(12),其中,所述内燃机(10)不仅能够在部分运行状态下而且能够在全运行状态下运行,并且其中,针对从部分运行状态至全运行状态的切换,为待通过驱动系统引入的额定驱动转矩规定了第一界限值,其特征在于,在超过第一界限值之后,以定义的时间段延迟切换,其中,通过电动机(12)补偿在额定驱动转矩与内燃机的当前的实际驱动转矩之间的差,并且在所述时间段届满之后,如果仍超过所述第一界限值,则进行从部分运行状态至全运行状态的切换,或者如果在所述时间段届满之后或一旦在所述时间段内重新低于所述第一界限值,则结束电动机(12)的补偿式运行。由此能够避免在运行方式之间没必要的切换和由此导致的因有目的的、暂时的效率降低所带来的油耗的升高,其中,同时还通过电动机(12)补偿了内燃机的额定驱动转矩与实际驱动转矩之间的差。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行混合式驱动系统的方法,所述驱动系统一方面包括既能够在全运行状态下又能够在部分运行状态下运行的内燃机,并且另一方面包括与所述内燃机形成驱动作用的电动机。此外,本发明还涉及一种相应的驱动系统以及带有这种驱动系统的机动车。
背景技术
多缸式的往复运动活塞内燃机是已知的,其能够暂时在所谓的部分运行状态下运行,其中一些燃烧室是非启用的,以至于不能在所述燃烧室中实施热力学循环过程。然而非启用的燃烧室的活塞则被其他启用的燃烧室的活塞随同拖曳。其目标在于对内燃机的运行的效率提高,因为在驱动功率大体维持相同的情况下部分燃烧室的非启用导致保持启用的燃烧室以明显更高的负载运行,这带来在这些燃烧室中实施的热力学循环的更高的比效率。为了使针对启用的燃烧室可达到的功率提升尽可能少地因非启用的燃烧室的活塞的随同拖曳而减少,通常规定,配属于非启用的燃烧室的换气阀在部分运行状态下保持关闭,由此使得布置在所述燃烧室内部的气体周期性地压缩和膨胀,但不被排出。通过该方式可以避免由于气体体积压缩且随后气体体积通过打开的出气阀排出所导致的损耗功率。
借助用于改变开启行程的设备可以实现非启用的燃烧室的换气阀的关闭保持,所述设备以多种设计方式已知。
为了实现用于通过能够以部分运行方式运行的内燃机驱动的机动车的尽可能大的驱动舒适度,应该尽可能转矩中性且由此没有“驱动顿挫”地实现在运行方式(全运行状态和部分运行状态)之间的切换。为此有必要的是,在切换时降低的负载(待禁用的汽缸以所述负载运行)以尽可能最佳地协调的方式被增大的负载(待继续启用地运行的汽缸以所述负载运行)补偿。
已知的用于实现在内燃机的运行方式之间转矩中性的切换的措施在于改变点火时刻,由此能够影响在燃烧室中的燃烧压力并且进而影响通过内燃机产生的转矩。在此例如针对从全运行至部分运行的切换,引入燃烧室中的燃料的量被提升大约到在计划的部分运行下应引入仍然启用的燃烧室中的量,并且同时通过点火时刻的改变有目的地降低效率,从而使在切换前的燃料量的提高基本上不会带来转矩提高。针对所述切换可以近似完全转矩中性地使为此设置的汽缸禁用,其中,针对待继续启用地运行的燃烧室则重新变换至尽可能效率理想的点火时刻。在此的问题在于,通过效率的这种暂时降低会导致内燃机的暂时相对较高的油耗。相同的问题也出现在从部分运行至全运行的切换中,因为为了尽可能转矩中性的切换必须使所有燃烧室中的燃烧过程的效率在接通之前非启用的燃烧室之后首先有目的地降低,直至燃烧室运行所携带的负载降低至达到与之前的部分运行中相比基本上相同的转矩。
文献DE 603 06 273 T2描述了一种具有内燃机以及具有与所述内燃机形成驱动作用的电动机的混合动力交通工具,所述内燃机能够在全运行状态和部分运行状态下运行。根据规定,使用电动机来辅助在部分运行状态下运行的内燃机,以便延长内燃机在部分运行状态下能够运行的时长。此外,文献DE 603 06 273 T2描述了一种在根据迟滞在全运行状态与部分运行状态之间的切换方面对内燃机的控制,以便当在设计用于切换的(平均)界限值周围轻微波动的运行的情况下避免频繁切换。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,为具有能以部分运行方式运行的内燃机的混合式驱动系统提供一种有利的运行方法。尤其对于这种驱动系统来说,由于在全运行与部分运行之间的切换因为此启动的有目的的效率降低所导致的油耗升高应保持得尽可能最低。
所述技术问题借助根据本发明的方法解决。即一种运行用于机动车的驱动系统的方法,所述驱动系统带有内燃机和与所述内燃机形成驱动作用的电动机,其中,所述内燃机不仅能够在部分运行状态下而且能够在全运行状态下运行,其中,针对从部分运行状态至全运行状态的切换,针对待通过驱动系统引入的额定驱动转矩规定了第一界限值,其特征在于,在第一界限值被额定驱动转矩超过之后,以定义的时间段延迟切换,其中,通过电动机补偿在所述额定驱动转矩与内燃机的实际驱动转矩之间的差,并且在所述时间段届满之后,如果所述第一界限值仍被额定驱动转矩超过,则进行从部分运行状态至全运行状态的切换,或者如果在所述时间段届满之后或一旦在所述时间段内额定驱动转矩重新低于所述第一界限值,则结束电动机的补偿式运行。
根据本发明的方法的有利实施方式通过下述技术特征至少之一和/或以下对本发明的描述给出:
所述定义的时间段最多为10秒;
只有当超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值时,才延迟切换,或者只要超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值,就一直延迟切换;
所述第一界限值和/或所述第二界限值和/或所述定义的时间段根据驱动系统的当前和/或未来的运行状态被可变地选择,所述运行状态相当于机动车的当前或未来的行驶状态;
所述第一界限值和/或所述第二界限值和/或所述定义的时间段根据配属于电动机的电蓄能器的荷电状态被可变地选择;
在所述切换的延迟过程中提高通过内燃机产生的实际驱动转矩;
所述方法用于驱动系统,在所述驱动系统中,所述电动机仅设计用于辅助地产生驱动转矩。
适用于实施上述方法的驱动系统是根据本发明的技术方案。即一种驱动系统,其带有内燃机和与所述内燃机形成驱动作用的电动机,其中,所述内燃机不仅能够在部分运行状态下而且能够在全运行状态下运行,其特征在于设有控制设备,所述控制设备构造为,能够实施上述根据本发明所述的方法之一。
具有这种驱动系统的机动车是根据本发明的技术方案。
根据本发明规定了一种运行用于机动车的驱动系统的方法,所述机动车带有内燃机、尤其汽油机和与所述内燃机形成驱动作用的电动机。此外根据本发明还规定了一种相应的驱动系统。在此,“与内燃机形成驱动作用的电动机”是指电动机(或者至少也能电动机式使用的电机)直接或间接用来产生用于机动车的行驶驱动功率。根据本发明的机动车包括根据本发明的驱动系统,其中,所述驱动系统设计用于提供用于机动车的行驶驱动功率。
为了应用在根据本发明的方法中和根据本发明的驱动系统中而规定了一种内燃机,所述内燃机不仅能够在全运行状态下而且能够在部分运行状态下运行。为此,所述内燃机可以分别构造至少一个第一燃烧室和至少一个第二燃烧室,所述第一燃烧室和第二燃烧通过构造在汽缸壳体中的汽缸和在所述汽缸中往复上下导引的活塞限定,并且在所述燃烧室中在内燃机运行时能够实施热力学循环。在全运行状态下,热力学循环在(每个)第一燃烧室和(每个)第二燃烧室中实施。相反,在部分运行状态下将(每个)第二燃烧室禁用,其中,在(每个)第一燃烧室中实施热力学循环,并且在(每个)第二燃烧室中不实施热力学循环。
在热力学循环的过程中,可以分别借助至少一个进气阀和至少一个出气阀来控制在燃烧室中的换气,所述进气阀和出气阀借助阀门操作装置、尤其直接或间接地借助至少一个凸轮轴被操作。为了从全运行开始实现部分运行,可以规定,配属于(每个)第二燃烧室的(每个)进气阀的开启行程(也即换气阀在开启循环期间所采取的最大的气门行程)和/或配属于(每个)第二燃烧室的(每个)出气阀的开启行程被降至零。为了从部分运行开始实现全运行,相反可以规定,配属于(每个)第二燃烧室的(每个)进气阀的开启行程和/或配属于(每个)第二燃烧室的(每个)出气阀的开启行程从零被增大至规定的值。根据本发明的驱动系统的内燃机可以相应地至少针对配属于(每个)第二燃烧室的(每个)进气阀和/或出气阀、优选还额外地针对配属于(每个)第一燃烧室的(每个)进气阀和/出气阀包括相应的开启行程调节设备。
优选地设置至少两个第一燃烧室和两个第二燃烧室,从而使内燃机尤其是至少四缸式内燃机。原则上优选内燃机的设计具有偶数个燃烧室,其中,此外还分别将一半的燃烧室构造为第一燃烧室,而将另一半燃烧室构造为(可禁用的)第二燃烧室。另一方面,具有奇数个燃烧室的内燃机的设计也是可行的,其中,第一和(可禁用的)第二燃烧室的数量优选是一半加一个和/或减一个。
针对从第一运行状态至第二运行状态的切换,定义有第一界限值,所述第一界限值与额定驱动转矩至少相关、优选直接描述预定的额定驱动转矩。在此,所述界限值也可以是可变的,从而使所述界限值可以根据定义驱动系统的当前运行状态的多种不同的量不同地定义。例如可以针对不同的转速定义用于额定驱动转矩的不同的第一界限值,内燃机可以在部分运行状态下在所述转速下运行。额定驱动转矩可以尤其由油门踏板的位置或其他可受驱动系统的操作者影响的用于定义加速度或行驶速度的输入设备(例如被称为“巡航速度控制”或“巡航控制”的行驶速度调节设备)的状态导出。
在方法技术方面根据本发明规定,在超过第一界限值之后将切换延迟(也即抑制)定义的时间段,所述时间段是可变的并且例如最多是10秒、优选最多5秒,其中(在该延迟过程中)通过电动机(部分或优选尽可能完全地)补偿内燃机的额定驱动转矩与当前的实际驱动转矩之间的差,并且该时间段期满之后如果仍超过第一界限值则(才)进行从部分运行状态至全运行状态的切换,其中,此外还规定,如果(也即总是在所述定义的时间段期满之后才)或一旦(也即必要时甚至在所述定义的时间段期满之前就)重新低于第一界限值,则结束电动机的补偿式运行。内燃机的实际驱动转矩在此可以被测量。然而优选地,借助内燃机的运行参数、尤其借助驱动转速、为每个燃烧过程导入燃烧室中的燃料的量和必要时还借助为每个燃烧过程导入一个/所述燃烧室中的新鲜气体的量确定所述实际驱动转矩。
根据本发明的驱动系统为实施根据本发明的方法包括控制设备,所述控制设备相应地构造和尤其编程,并且所述控制设备与驱动系统的为实施根据本发明的方法而可控制的部件形成控制式的作用连接。
相应地根据本发明规定,当额定驱动转矩超过定义的第一界限值(原则上为所述第一界限值规定了从内燃机的部分运行至全运行的切换)时,并不首先采取这种切换,而是短暂地通过电动机补偿转矩差,并且当定义的时间段期满之后才或者说最晚在定义的时间段期满之后,判断所要求的额定驱动转矩是否持续地或者说更久地高于第一界限值,使得从部分运行状态至全运行状态的切换实际上是值得的。如果额定驱动转矩相反在定义的时间段内重新降低至低于第一界限值的数值,则即使之前完成的超过了第一界限值也不实施至全运行状态的切换。由此内燃机在第一界限值仅暂时被超过的情况下仍保留在部分运行状态下,由此避免短时先后衔接的、在定义的较短时间段中的两次切换,也即首先从部分运行状态至全运行状态的切换和短时随后又从全运行状态至部分运行状态的切换。通过避免这种基本上没必要的切换,可以避免由于有目的的、暂时的效率降低带来的分别与之相关的比油耗的升高。
该优点基本上相当于通过根据迟滞对切换进行控制,如文献DE 603 06273T2所述所实现的优点。然而在本发明的方法中补充的优点在于,通过借助电动机补偿转矩差能够实际上达到高于第一界限值的额定驱动转矩。由此例如基于根据本发明的机动车以相对较低的速度、例如50千米每小时的基本上稳态运行(仅通过以相对较低负载在部分运行状态下运行的内燃机为所述稳态运行提供驱动功率)可以以充足的加速度将所需要的行驶速度相对较少地提高到例如55或者60千米每小时,而为此不需从部分运行状态至全运行状态的短时切换,否则一旦达到所需要的更高的行驶速度时又会反向地执行切换。在此,根据本发明通过电动机提供了为以充足加速度提高行驶速度所需的额外的驱动转矩,所述额外的驱动转矩不能通过部分运行中的内燃机引入。
按照根据本发明的方法的一种优选的实施方式可以规定,只有当超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值,则切换才被延迟/只要超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值,则切换就一直被延迟,其中所述第二界限值也可以是可变的。由此尤其可以实现的是,只有当电动机实际上能够在充分长的时间段内补偿内燃机的额定驱动转矩与实际驱动转矩之间的差时,从部分运行状态至全运行状态的切换才被延迟。相反,如果需要高出的(也即高于第二界限值的)额定驱动转矩,优选可以直接采取从部分运行状态至全运行状态的切换,以便能够直接提供驱动系统的充足的驱动功率。这显然不排除电动机在此同样提供额外的驱动转矩的情况。
此外优选为实施根据本发明的方法可以规定,第一界限值和/或第二界限值和/或定义的时间段根据驱动系统的当前和/或未来的(也即针对(临近的)将来预测的)运行状态被可变地选择,所述运行状态相当于机动车的当前或未来的行驶状态。为此,尤其可以将导航系统和/或交通标志识别系统和/或用于识别在上坡或下坡上的行驶运行的系统和/或用于识别机动车(必要时包括挂车在内)的当前重量的系统的数据进行评估。例如当这种导航系统和/或这种交通标志识别系统以信号表示速度限制(例如50km/h)和在最大允许速度附近的行驶速度时,可以以相对较大的概率判断出,用于额定驱动转矩的第一界限值被超过不应导致相对较大的速度提升,则能够通过借助电动机对处于部分运行状态下运行的内燃机的辅助合理地实现所述速度提升。通过相同的方式可以在下坡行驶中同样顺利借助通过电动机进行的辅助达到所需要的速度提升,而为此不需内燃机从部分运行状态至全运行状态的切换。另一方面,识别出离开限速区域(例如在达到本地出口时)、识别出上坡行驶和/或识别出机动车的相对较高的总重量,令功率更强的速度提升可期,从而能够相对短时地和尤其尽可能短时地变换至用于内燃机的全运行状态。
按照根据本发明的方法的另一优选的实施方式可以规定,第一界限值和/或第二界限值和/或定义的时间段根据配属于电动机的电蓄能器的荷电状态被可变地选择,在所述定义的时间段内延迟从部分运行状态至全运行状态的切换。由此以有利的方式考虑,电动机到底能够以什么程度鉴于潜在地足够的电能供应来补偿转矩差。在此例如可以规定,在相对较高的荷电状态下相应较大或较长地选择第二界限值和/或定义的时间段,因为电动机鉴于相对良好的电能供应基本上能够以相对较高的驱动功率和/或在相对较长的时间段内支持在部分运行状态下运行的内燃机。
按照根据本发明的方法的另一优选的实施方式可以规定,至少在特定情况下在切换延迟期间提高由内燃机产生的实际驱动转矩。由此,一方面如果(因为额定驱动转矩仍高于第一界限值)在定义的时间段期满之后进行从部分运行状态至全运行状态的切换,则能够通过内燃机尽可能马上提供足够大的驱动转矩。另一方面可以实现的是,在电动机的补偿式运行结束(因为额定驱动功率最迟在定义的时间段期满之后重新低于第一界限值)之后立即通过内燃机提供与在第一界限值被超过时的运行相比更高的驱动功率。当额定驱动功率已经短时超过第一界限值时,这是有利的,因为根据本发明的机动车的行驶速度的略微提升是已经规定的并且也已经发生。
根据本发明的方法尤其有利地适用于驱动系统,在所述驱动系统中电动机仅设计用于辅助地产生驱动转矩(并且尤其为此在其性能方面相应有限地设计)。因此,这种根据本发明的驱动系统的电动机不被规定用于,暂时地仅仅且由此在没有内燃机支持的情况下产生待从驱动系统引入的驱动功率。在这种驱动系统或在包括这种驱动系统的机动车中,所述驱动系统也通常被称为“Mild-Hybrid(轻度混合动力)”,能够使用部分运行来特别有利地实现尽可能高的效率,因为在这种运行系统中原则上只要应提供驱动功率,内燃机就必须始终运行,并且内燃机在此通常(鉴于由电动机的支持)能在效率方面有利的、然而在功率施展(Leistungsentfaltung)方面不利的部分运行状态下运行,而整体上不对驱动系统的功率施展产生不利影响。相反在将内燃机与电动机(所述电动机也能适用于单独地、也即不通过内燃机的辅助来提供针对驱动系统的至少特定运行状态足够的驱动功率)相组合的驱动系统(通常也被称为全混合动力“Voll-Hybrid”)的情况下,则能够以有利的方式规定所述内燃机在这种运行状态下不运行,而在所述运行状态下对于构造为轻度混合动力的驱动系统来说则规定了内燃机的部分运行。出于该原因,构造为全混合动力的驱动系统的内燃机可以以有利的方式构造为不能在部分运行状态下运行,因为由此能够将其结构复杂度保持得相对较低。然而与此无关地存在这样的可能性,即,根据本发明设计并且按照根据本发明的方法运行构造为全混合动力的驱动系统。
本发明的技术方案还提供了一种具有存储器的控制设备,其中,计算机程序存储在所述存储器中,在其执行时可以实施根据本发明的方法。
此外,本发明还涉及一种具有程序编码的计算机程序,程序编码用于在计算机程序在计算机中运行时来实施根据本发明的方法。
不定冠词(“(阳性或中性)一个”、“(阴性)一个”、“(阴性)一个的”和“(阳性或中性)一个的”)、尤其申请文件中不理解为其本身并且不作为特定的数字理解。由此相应具体化的部件被理解为至少存在一次,并且可以多重存在。
附图说明
以下根据附图所示的实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中分别以简化图示出:
图1示出根据本发明的驱动系统的示意图;
图2示出用于根据本发明的图1的驱动系统的内燃机的俯视图;
图3示出根据图2的内燃机的纵剖图;和
图4示出根据图2和图3的内燃机的凸轮支架的局部以及相配属的切换促动器。
具体实施方式
图1示出根据本发明的混合式驱动系统的示意图,其用于此外未示出的机动车(混合动力交通工具)。所述驱动系统包括内燃机10和与所述内燃机10形成驱动作用的电动机12。由电动机12和/或由内燃机10产生的驱动功率被传递至机动车的一个或多个被驱动的轴的车轮上。在图1中结合轴14示意性示出的、电动机12和内燃机10的耦连(在用于机动车的驱动作用方面)能够以不同方式和方法实现。例如可以规定,电动机12直接或在中间连接变速器的情况下作用在内燃机10的从动轴(曲轴)上。
电动机12与电蓄能器16、例如蓄电池导电连接,只要电动机应发动机式地运行,就能通过所述蓄电池为电动机12提供电能。同时电动机12也可以以发电机形式运行,由此产生能够存储在电蓄能器16中的电能。
无论电动机12还是内燃机10都能够借助控制设备18(发动机控制器)被控制。在此尤其根据可由机动车的驾驶员操作的油门踏板20的位置进行控制。
在图2和图3中示意性示出用于根据本发明的驱动系统、例如用于根据图1的驱动系统的内燃机10。内燃机10可以尤其按照汽油发动机原理运行并且相应地设计用于气油发动机。
内燃机10以由汽缸壳体22和汽缸头24构成的联结体的形式构成多个(例如四个)汽缸26。汽缸26在入口侧与新鲜气体线路的吸气管28气体导通地相连,并且在出口侧与内燃机10的废气线路的排气歧管30气体导通地相连。在通过汽缸26连同在所述汽缸中导引的活塞34以及连同汽缸头24一起限定的燃烧室32中,以已知的方式使新鲜气体(基本上是空气)与燃料燃烧。为此借助喷射器36将燃料直接喷入燃烧室32中。在燃料-新鲜空气混合物燃烧时所形成的废气通过废气线路导出。
新鲜空气向燃烧室32的导入和废气从燃烧室32的导出是通过换气阀、在本实施例中通过每汽缸26的两个进气阀38和两个出气阀40控制的,所述换气阀或者说进气阀和出气阀通过在图2中未示出、然而在图3中仅部分示出但在图4中更具体示出的、内燃机10的阀动装置操作。
所述阀动装置根据图3包括构成曲柄销42的曲轴44,其中,所述曲柄销通过连杆46与活塞34相连。由此将活塞34的线性运动转换为曲轴44的旋转,其中,曲轴44的旋转又造成活塞34的线性运动的周期性的换向。此外,曲轴44的旋转通过控制传动装置、例如齿形皮带传动器48传递至两个凸轮轴50,其中每个凸轮轴操作每个燃烧室32的两个换气阀38、40。凸轮轴50中的一个被构造为进气凸轮轴,也即该凸轮轴(间接地)操作所有进气阀38,而凸轮轴中的另一个被构造为出气凸轮轴,并且因此(间接地)操作所有的出气阀40。
此外,内燃机10还包括涡轮增压器(参照图1)。涡轮增压器具有集成在废气线路中的涡轮机52以及集成在新鲜气体线路中的压缩机54。涡轮机52的被废气旋转驱动的叶轮通过轴56驱动压缩机54的叶轮。由此实现的压缩机54的叶轮的旋转使导引穿过压缩机的新鲜气体被压缩。借助废气门58可以实现增压压力限制,其方式在于,在内燃机10以高转速和/或负载运行时将部分废气流从涡轮机52旁导引。此外,废气后处理设备60、例如呈三元催化器形式的废气后处理设备集成在废气线路中。
此外,内燃机10还包括切换设备62,利用所述切换设备能够针对进气阀38和出气阀40将借助第一凸轮64的操作切换为借助第二凸轮66的操作。切换设备62能够通过控制设备18控制,并且在图3中仅示意性示出。切换设备62的功能基于抗扭地布置在基础轴70上的套筒状的凸轮支架68(也参照图4)分别借助切换促动器72(参照图4)在纵轴向上的可滑移性,其中,凸轮支架68针对每个可被该凸轮支架操作的进气阀38和出气阀40具有两个不同的凸轮64、66(参照图4),所述凸轮根据凸轮支架68的所调整的滑移位置可选地与所配属的进气阀38和出气阀40共同作用。
在如图3和图4所示的实施例中,每个凸轮支架68包括总共四个凸轮对,各个所述凸轮对分别配属于燃烧发动机的换气阀38、40。借助由该类型的凸轮支架68构造的凸轮64、66,由此操作内燃机10的总共两个相邻的燃烧室32的进气阀38或者出气阀40,其中,为每个燃烧室32配置了两个进气阀38和两个出气阀40。在和第一燃烧室32的换气阀38、40相对应的两个凸轮对与和第二燃烧室32的换气阀38、40相对应的两个凸轮对之间,根据图4的凸轮支架68还构造了成Y形的导引槽74形式的切换滑槽。通过导引槽74与相配属的切换促动器72的卡头76的共同作用,能够沿轴向以距离x推移凸轮支架68,并且由此分别使每个凸轮对的所选定的凸轮64、66与所配属的换气阀38、40形成作用连接。根据图4,为此例如可以从所示的功能位置开始使右侧的卡头76伸出,并且凸轮支架68由此在与其旋转(在图4中向上)的共同作用下向右滑移距离x,在所示功能位置中,换气阀38、40分别与每个凸轮对中右侧的第一凸轮64形成作用连接。Y形导引槽74在中央、在图4中的下部区段中结束导致右侧的卡头76在此又向缩入位置返回移动。在凸轮支架68的这种以距离x的移动之后,每个凸轮对中左侧的第二凸轮66分别与所配属的换气阀38、40形成作用连接。凸轮支架68的这种向右以距离x的移动进一步导致左侧的卡头76与Y形导引槽74的左侧区段形成重叠,从而通过该卡头76的伸出能够使凸轮支架68又以距离x向左移动。
根据规定,为了内燃机10的所谓部分运行能够将部分数量和尤其一半的燃烧室32、确切地说将中间两个燃烧室32禁用,其方式在于,中断对相应喷射器36的燃料输入,并且不再操作或者说以零行程操作配属于所述燃烧室的换气阀38、40。为此规定,与这种可禁用的燃烧室32的换气阀38、40相配属的每个凸轮对(参照图4右侧所示的凸轮对)具有呈所谓零位凸轮形式的第二凸轮66,所述零位凸轮没有凸轮凸出部并且由此不能实现配属于该零位凸轮的换气阀38、40的打开。
在内燃机10从全运行状态切换至所述部分运行状态时,在极短的时间段内使一半的燃烧室32禁用,所述燃烧室由此不能再用于通过内燃机10产生驱动功率,在所述全运行状态下所有的燃烧室32以优选较低至中等的负载运行,所述时间段大致相当于曲轴44转一圈。相反,由于配属于所述燃烧室32的活塞34肯定被继续启用地运动的活塞34拖曳,则配属于已禁用的燃烧室32的活塞34则将其功能从功率生成器变为功率消耗器。
由于这种从全运行至部分运行的切换通常应在内燃机10的稳定运行阶段中完成,所以驱动功率也应在切换之前和切换之后保持基本上恒定。因此,被禁用的燃烧室32的活塞34不再作为功率生成器,必须通过继续启用地运行的燃烧室32来补偿。在切换之后燃烧室运行所携带的负载必然为此显著提高,并且尤其大约加倍。为此必然转化明显更大量的燃料,由此需要大约相应更大量的新鲜气体。新鲜气体的升高的量可以通过借助废气涡轮增压器的增压压力调节的常见措施提高吸气管28中的压力来实现。通过对新鲜气体更大程度的压缩,可以将更多的新鲜气体引入燃烧室32,从而还能转化相应更大量的燃料。
为了实现在运行方式之间尽可能转矩中性的切换,必须在切换之前足够早地开始措施,用于达到待由启用的燃烧室32在切换之后产生的驱动转矩。例如针对从全运行状态至部分运行状态的切换,由此必须在配属于待禁用的燃烧室32的换气阀38、40借助切换设备62停工之前就将更多量的新鲜气体以及燃料引入燃烧室32中,从而在切换为部分运行之后马上通过继续启用的燃烧室32能够提供需要的驱动转矩。为了避免在切换之前由于燃烧室32中更多量的新鲜气体-燃料混合物导致驱动转矩提高,可以规定,将用于所述燃烧室32的点火时刻调节为,有目的地为在燃烧室中进行的热力学循环过程设置较差的效率,从而尽管转化更多燃料也不会出现显著更高的驱动转矩。然而这种措施导致,在运行方式之间的切换暂时带来相对较高的油耗,这应尽可能避免。
这根据本发明由此实现,即,尽量避免因额定驱动转矩的要求在短时内先后衔接的、在运行方式之间的多次切换,所述额定驱动功率处于为这种切换所规定的界限值的附近,并且在此所述额定驱动功率短时内超过和低于所述界限值。为此规定,在用于额定驱动转矩的第一界限值被超过(只要额定驱动转矩没有也超过第二界限值)之后,以定义的时间段延迟切换,其中,在延迟过程中通过电动机12尽可能完全补偿在额定驱动转矩与由内燃机10所提供的当前的实际驱动转矩之间的差。如果所要求的额定驱动转矩在该时间段届满之后仍超过第一界限值,则借助控制设备18实施从部分运行状态至全运行状态的切换。如果不是,则阻止相应的切换。此外还规定,最晚然后(也即在所述时间段届满之后)结束电动机12的补偿转矩差的运行,从而又仅通过继续在部分运行状态下运行的内燃机10产生驱动系统的全部驱动功率。
附图标记清单
10 内燃机
12 电动机
14 轴
16 电蓄能器
18 控制设备
20 油门踏板
22 汽缸壳体
24 汽缸头
26 汽缸
28 吸气管
30 排气歧管
32 燃烧室
34 活塞
36 喷射器
38 换气阀/进气阀
40 换气阀/出气阀
42 曲柄销
44 曲轴
46 连杆
48 齿型皮带传动器
50 凸轮轴
52 涡轮机
54 压缩机
56 轴
58 废气门
60 废气后处理设备
62 切换设备
64 第一凸轮
66 第二凸轮
68 凸轮支架
70 基础轴
72 切换促动器
74 导引槽
76 卡头
Claims (9)
1.一种运行用于机动车的驱动系统的方法,所述驱动系统带有内燃机(10)和与所述内燃机形成驱动作用的电动机(12),其中,所述内燃机(10)不仅能够在部分运行状态下而且能够在全运行状态下运行,其中,针对从部分运行状态至全运行状态的切换,针对待通过驱动系统引入的额定驱动转矩规定了第一界限值,其特征在于,在第一界限值被额定驱动转矩超过之后,以定义的时间段延迟切换,其中,通过电动机(12)补偿在所述额定驱动转矩与内燃机的实际驱动转矩之间的差,并且在所述时间段届满之后,如果所述第一界限值仍被额定驱动转矩超过,则进行从部分运行状态至全运行状态的切换,或者如果在所述时间段届满之后或一旦在所述时间段内额定驱动转矩重新低于所述第一界限值,则结束电动机(12)的补偿式运行。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定义的时间段最多为10秒。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,只有当超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值时,才延迟切换,或者只要超过第一界限值的额定驱动转矩低于第二界限值,就一直延迟切换。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一界限值和/或所述第二界限值和/或所述定义的时间段根据驱动系统的当前和/或未来的运行状态被可变地选择,所述运行状态相当于机动车的当前或未来的行驶状态。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一界限值和/或所述第二界限值和/或所述定义的时间段根据配属于电动机(12)的电蓄能器(16)的荷电状态被可变地选择。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述切换的延迟过程中提高通过内燃机(10)产生的实际驱动转矩。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述方法用于驱动系统,在所述驱动系统中,所述电动机(12)仅设计用于辅助地产生驱动转矩。
8.一种驱动系统,其带有内燃机(10)和与所述内燃机(10)形成驱动作用的电动机(12),其中,所述内燃机(10)不仅能够在部分运行状态下而且能够在全运行状态下运行,其特征在于设有控制设备(18),所述控制设备构造为,能够实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
9.一种交通工具,其具有根据权利要求8所述的驱动系统。
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