[发明专利]混合动力驱动系、混合动力车辆、运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系。本发明还涉及一种具有这种混合动力驱动系的混合动力车辆。最后，本发明还涉及一种运行这种混合动力驱动系的方法。

背景技术

混合动力驱动系包含至少一个内燃机和至少一个电机。内燃机和电机两者都用来产生驱动系的驱动功率，该驱动功率在车辆中用来产生牵引力。

由DE 10 2007 016 551 A1已知一种混合动力驱动系，它的内燃机能够以自点火运行方法运行。已知的混合动力驱动系这样运行，即在转速或者负载较低时驱动功率只通过电机提供，而内燃机是关闭的。

由DE 11 2007 000 515 T5已知一种用来控制混合动力驱动系的方法，在该方法中首先录入至少一组路线输入数据，该组路线输入数据包含混合动力车辆的优选路线的起点和终点。紧接着，在该至少一组路线输入数据的基础上确定抵达终点的最佳的节省燃料的路线。随后，为达到该最佳的节省燃料的路线选择一种驱动系控制策略，其中该驱动系控制策略包含确定内燃机和电机应该何时运行以及电池应该何时充电。最后，实施该驱动系控制策略。

在内燃机中划分有不同的燃烧运行方法。通常已知的是外源点火运行方法，它借助火焰前锋燃烧来工作。外源点火运行方法在汽油发动机中是常见的。在点火时刻，借助点火装置引发火焰前锋燃烧。火焰前锋以点火位置为出发点在空间上在各燃烧室中扩散。与此不同的是，自点火运行方法原则上无需点火装置。它的特征通常在于空间点火燃烧（Raumzündverbrennung），其中在燃烧室中在许多分布在空间中的位置上同时开始燃烧反应。自点火运行方法对于柴油发动机来说是典型的。

柴油发动机通常混合气稀薄地（mager）运行，而在汽油发动机中一般以理论配比形成混合气。但也已知用于汽油发动机的现代外源点火运行方法，其中同样以外源方式点燃稀薄的混合气。例如能够借助分层充气并且结合直接喷射点燃稀薄的混合气。

现代汽油发动机在某些情况下同样能够以自点火运行方法运行。汽油发动机中问题是，该自点火运行方法只有在相对较小的转速和/或负载时才能可靠地发挥功能。在负载和/或转速较高时，自点火运行方法是不稳定的，会有明显的爆震趋势。

为了稳定自点火运行方法，在汽油发动机中原则上可能的是，借助外源点火来引发空间点火燃烧，从而能够实现期望的点火时刻。通过边界条件（如温度和压力）的预先确定，能够借助外源点火达到可靠的自点火所需的条件，因此通过外源点火能够直接引发空间点火燃烧。

该空间点火燃烧与火焰前锋燃烧相比具有更好的能效。

发明内容

本发明致力于解决该问题，为混合动力驱动系或为混合动力车辆或为相关的运行方法提出一种更好的或至少另一种实施形式，其特征尤其在于能效高。

按本发明，所述问题通过独立权利要求的内容得以实现。有利的实施形式是从属权利要求的内容。

本发明是以通用的理念为基础的，即混合动力驱动系的内燃机在转速和/或负载处于较小和中等区域内时借助贫NOx的运行方法（它是以空间点火燃烧为基础的）来运行，并在负载处于较高区域内时以外源点火运行方法（它是以火焰前锋燃烧为基础的）来运行。该贫NOx的运行方法的特征在于，在点火时刻借助点火装置以外源方式点燃了均质的、稀薄的、由空气和燃料以及可能的再循环的废气组成的混合物，以便引发火焰前锋燃烧，该火焰前锋燃烧继而引发空间点火燃烧。因此在所述贫NOx的运行方法中，两次触发空间点火燃烧，即首先是通过外源点火借助点火装置，由此引发火焰前锋燃烧。另一方面，通过火焰前锋燃烧实现另一触发，它引发了空间点火燃烧。为了能通过外源点火激活火焰前锋燃烧（其继而激活空间点火燃烧），必须在各燃烧室中创造为此所需的边界条件如温度和压力，这在现代内燃机中能够通过适当的措施来实现。

内燃机的贫NOx的运行的特征在于，在有害物质排放较低时（即在NOx排放较低时）达到了相对较高的能效。当然，在贫NOx的运行中也限制了内燃机的功率输出。为了更高的功率而转换到外源点火运行中，其中在各自点火时刻以外源方式点燃了均质的、理论配比的由空气和燃料以及可能的再循环的废气组成的混合物，以便引发火焰前锋燃烧，它与贫NOx的运行方法不同的是：不会转入到空间点火燃烧中。为此，在各燃烧室中借助适当的措施创造出对此所需的边界条件（如压力和/或温度）。该外源点火运行方法的特征在于高的功率输出。然而必须为此容忍效率和有害物质排放方面的变差。

适宜地，混合动力驱动系的运行在很大程度上是在贫NOx的运行方法中进行，其中能够通过各电机实现功率支持。