CN106014655B - 用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法和控制装置 - Google Patents

用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法，驱动装置包括内燃机、压缩组件和辅助压缩机，其中压缩组件被设计用于产生基本增压压力，并且辅助压缩机被设计用于产生辅助增压压力。方法包括：获取额定扭矩，根据额定扭矩获取表征基本扭矩的变量，其中内燃机响应于基本增压压力而产生基本扭矩，根据表征基本扭矩的变量确定基本扭矩是否小于额定扭矩，当基本扭矩小于额定扭矩时，根据额定扭矩和表征基本扭矩的变量获取表征辅助扭矩的变量，其中内燃机响应于辅助增压压力来产生辅助扭矩，和当基本扭矩小于额定扭矩时，根据表征辅助扭矩的变量以这样的方式控制所述辅助压缩机，以使所述内燃机提供被升高了辅助扭矩的内燃机总扭矩。

Description

用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的方法和控制装置，该交通运输工具的驱动装置包括内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生用于内燃机的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机被设计用于产生用于内燃机的辅助增压压力。
背景技术
内燃机通常设置成提供扭矩，以驱动例如交通运输工具。该扭矩此外能够通过增压压力由内燃机供给的空气来调整。为了调节增压压力，例如可以在内燃机压缩组件的进气管段中设置如节流阀、废气涡轮增压器、废气回收阀和必要时旁通阀，它们这样相互配合，以调节到产生额定扭矩的增压压力。不过，在压缩组件的配合与增压压力的调节之间发生了不希望的滞延，该滞延尤其在负荷变化时例如在交通运输工具加速时导致功能受损。
该滞延有时归因于废气涡轮增压器的被延迟的作用。为了改善废气涡轮增压器的反应，DE 10 2004 042 272 A1建议，从额定增压压力和实际增压压力的偏差导出废气涡轮增压器的压缩机的额定转速，并且根据该额定转速借助控制元件来控制压缩机的转速。
另外，例如由DE 103 02 453 A1已知，在内燃机的进气管段中设置电气辅助增压器和在排气管段中设置具有旁通阀的旁路。随后，可以通过废气涡轮增压器和电气辅助增压器的配合作用来调整增压压力，其中根据电气辅助增压器的转速来控制旁通阀。
发明内容
即使现有技术中基本上已知用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的方法和控制装置，然而本发明要解决的技术问题是，提供改善的用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的方法和相应的用于控制辅助压缩机的控制装置。
该技术问题通过根据本发明的用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法和根据本发明的用于控制车辆驱动装置的辅助压缩机的控制装置来解决。
根据第一方面，本发明涉及一种用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的方法，该驱动装置具有内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生用于内燃机的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机被设计用于产生用于内燃机的辅助增压压力，该方法包括：
获取用于驱动装置的额定扭矩；
根据额定扭矩获取用于表征基本扭矩的变量，其中内燃机响应于基本增压压力而产生基本扭矩；
根据所述用于表征基本扭矩的变量确定基本扭矩是否小于额定扭矩；
当基本扭矩小于额定扭矩时，根据额定扭矩和根据用于表征基本扭矩的变量来获取用于表征辅助扭矩的变量，其中内燃机响应于辅助压缩机提供的辅助增压压力来产生辅助扭矩；和
当基本扭矩小于额定扭矩时，根据用于表征辅助扭矩的变量以这样的方式控制辅助压缩机，以使内燃机提供被升高了辅助扭矩的内燃机总扭矩。
根据第二方面，本发明涉及一种用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的控制装置，该驱动装置具有内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生用于内燃机的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机被设计用于产生用于内燃机的辅助增压压力，其中该控制装置被设计用于执行根据第一方面的用于控制车辆驱动装置的辅助压缩机的方法。
根据本发明的用于控制交通运输工具的驱动装置的辅助压缩机的方法，该驱动装置具有内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生用于内燃机的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机被设计用于产生用于内燃机的辅助增压压力，该方法包括：获取用于驱动装置的额定扭矩，根据额定扭矩获取用于表征基本扭矩的变量，其中内燃机响应于基本增压压力而产生基本扭矩，根据所述用于表征基本扭矩的变量确定基本扭矩是否小于额定扭矩，当基本扭矩小于额定扭矩时，根据额定扭矩和根据用于表征基本扭矩的变量来获取用于表征辅助扭矩的变量，其中内燃机响应于辅助压缩机提供的辅助增压压力来产生辅助扭矩，和当基本扭矩小于额定扭矩时，以这样的方式控制辅助压缩机，以使内燃机提供被升高了辅助扭矩的内燃机总扭矩。
根据本发明的方法通过产生适合的辅助扭矩能够实现对包含在额定扭矩内的驾驶员意愿产生针对性的反应。由此能够使驱动装置的废气量和消耗量最优化并且能够提高驾驶员舒适度和驾驶乐趣。因为辅助扭矩只有当基本扭矩小于额定扭矩时才能够被提供，或者辅助压缩机只有当基本扭矩小于额定扭矩时才能够工作，所以辅助压缩机可以同时保持低的能量需要。
辅助压缩机例如是电气辅助压缩机。例如可以使用通过电动机驱动的旋转活塞增压器或螺旋式增压器或者使用通过电动机驱动的径流式压缩机作为电气辅助压缩机。电气辅助压缩机的特点是快速的可控性并且其允许快速获得产生辅助扭矩的辅助增压压力。由此可以快速调节所要求的额定扭矩，其中以适合方式调整能量消耗，以保护能量存储装置免受过重的负荷。供选择地，也可以使用气动式或以其他方式驱动的压缩机作为辅助压缩机。
汽油机的压缩组件可包括废气涡轮增压器、节流阀和/或带有旁通阀的旁路。柴油机的压缩组件可以包括带有可变的涡轮几何结构的废气涡轮增压器和/或包括节流阀。废气涡轮增压器可以具有布置在内燃机排气管段中的涡轮、和布置在内燃机进气管段中的压缩机。对于带有可变的涡轮几何结构的废气涡轮增压器，该涡轮优选地具有可调式导向叶片。节流阀优选在内燃机进气管段中沿空气供给方向优选地布置在废气涡轮增压器的涡轮之前。该旁路例如设计为通道，该通道将沿着废气排出方向在废气涡轮增压器的涡轮之前的排气管段区域与在涡轮之后的排气管段区域相连接。
辅助压缩机可以设置在内燃机进气管段中，例如设置在进气道中，以产生用于内燃机的增压压力，其中经由所述进气道给内燃机供应进入空气。例如，辅助压缩机能够在内燃机进气管段中可以布置在废气涡轮增压器的压缩机之前或之后和/或在节流阀之后。辅助压缩机产生用于内燃机的增压压力(辅助增压压力)，该增压压力与获取的辅助扭矩成正比。
驱动装置可以具有与内燃机耦合的曲轴。该曲轴优选地将驱动装置通过变速器与交通运输工具的车轮连接，以便驱动交通运输工具。辅助压缩机尤其不是与内燃机曲轴相连接，而是被单独地驱动。由此辅助压缩机可以不依赖于内燃机的运行来控制并且可以在必要时有针对性地衔接到内燃机的运行中。
额定扭矩的获取可包括接收到指示加速踏板位置的调整信号和由调整信号计算额定扭矩。调整信号例如可以由检测加速踏板位置的传感器接收。
用于表征基本扭矩的变量可以是内燃机的实时基本扭矩、在内燃机燃烧室内的实时基本增压压力或者与实时基本扭矩成正比的其它参数。用于表征基本扭矩的变量的获取可以在内燃机的一个或多个操纵参数和/或状态参数的基础上由电能存储装置(蓄电池)的性能和/或必要时由一个或多个另外的驱动装置的动力装置的性能而实现。
为了确定基本扭矩是否小于额定扭矩，可以用额定扭矩减去基本扭矩。当差值为正时，基本扭矩小于额定扭矩。否则基本扭矩大于或等于额定扭矩。
用于表征辅助扭矩的变量可以是内燃机的实时辅助扭矩、在内燃机燃烧室内的实时辅助增压压力、或者与所述实时辅助增压压力成正比的其它变量。根据额定扭矩获取用于表征辅助扭矩的变量另外可以由能量存储装置(蓄电池)的性能、由辅助压缩机的性能、由内燃机的实时转速和/或内燃机的性能和/或必要时由一个或多个另外的驱动装置的动力装置的性能而实现。例如，可以考虑驱动装置的实时调节的行驶速度级、电能存储装置的充电状态、电能存储装置的老化、电能存储装置温度和/或辅助压缩机迄今为止的工作时间和/或运行模式。辅助扭矩可另外与辅助压缩机的预备程度有关。
当控制辅助压缩机时可以这样调节辅助压缩机以使其提供辅助增压压力，该辅助增压压力导致内燃机产生所获取的辅助扭矩。
所述用于控制辅助压缩机的方法可以包括获取可由辅助压缩机提供的最大辅助压缩机-提升增压压力和获取在最大辅助压缩机-提升增压压力下通过内燃机产生的最大辅助压缩机-提升扭矩。最大辅助压缩机-提升增压压力优选地由通过进气管段的实时空气质量流量来限定。最大辅助压缩机-提升增压压力和最大辅助压缩机-提升扭矩的获取优选地实时地进行，因为与车辆状态、如内燃机转速、最大辅助压缩机-提升增压压力和最大辅助压缩机-提升扭矩的变化相关。
在提升操作期间除了最大基本扭矩以外还可以提供最大辅助压缩机-提升扭矩。提升操作是中期加速操作，该操作可通过最大程度地推移驱动装置的加速踏板来被要求并且持续几秒至几分钟。
根据所述用于控制辅助压缩机的方法可以在获取最大辅助压缩机-提升扭矩时另外考虑供辅助压缩机使用的电流和/或内燃机的实时转速。供选择地或额外地，可以在获取最大辅助压缩机-提升扭矩时考虑：驱动装置的状态参数，例如实时调节的行驶速度级；和/或电能存储装置的状态参数，例如电能存储装置充电状态、电能存储装置的老化和/或电能存储装置的温度；和/或辅助压缩机的状态参数，例如提升时长，在该提升时长期间辅助压缩机迄今已经产生了所述最大辅助压缩机-提升增压压力。辅助压缩机-提升扭矩可另外与辅助压缩机的预备程度有关。
例如，在所调节的行驶速度级和内燃机的实时转速的基础上可以确定期望扭矩，该期望扭矩借助极限扭矩来限定极限，该极限扭矩基于供辅助压缩机使用的电流和内燃机转速。所述受限的期望扭矩随后可以借助0至1范围内的因子(Faktor)转换为所述辅助压缩机最大提升扭矩，所述因子基于限定出电能存储装置实时状态和/或辅助压缩机实时状态的一个或多个参数来确定。对于期望扭矩的确定，可以考虑所述因子和/或所述极限扭矩的发动机综合特征曲线(Kennfelder)。
所述用于控制辅助压缩机的方法另外可以包括获取内燃机的最大基本扭矩；在考虑最大辅助扭矩和最大基本扭矩的情况下确定驱动装置的总扭矩极限值；并且将额定扭矩与总扭矩极限值进行比较。驱动装置的总扭矩极限值可以是整个驱动装置可提供的最大扭矩，例如所有通过驱动装置的动力装置如内燃机、辅助压缩机和必要时电机(E-Maschine)最大可提供的扭矩之和。如果在将额定扭矩与总扭矩极限值进行比较时确定了额定扭矩大于总扭矩极限值，则所述扭矩被限制在总扭矩极限值。其它情况下，额定扭矩保持不变。
最大辅助压缩机-提升扭矩在此有助于驱动装置提供升高的总扭矩。由此可以有效地改善驱动装置的功效，这例如表现为交通运输工具可以更好和更快地被加速。
在其中驱动装置包括内燃机和辅助压缩机、但是不包括电机作为辅助动力装置的实施例中，总扭矩极限值可以是最大辅助压缩机-提升扭矩和最大基本扭矩之和或者可以是最大内燃机总扭矩。
在某些实施例中，驱动装置可以是混合驱动并且除了内燃机和辅助压缩机以外还具有电机。该电机优选地与曲轴相连接并且提供用于驱动交通运输工具的电动机扭矩。在该情况下，根据本发明的方法另外包括确定驱动装置的电机的最大电动机扭矩，其中在确定总扭矩极限值时考虑所述最大电动机扭矩。对于混合驱动的总扭矩极限值则可以是最大辅助压缩机-提升扭矩、最大基本扭矩和最大电动机扭矩之和或者最大内燃机总扭矩和最大电动机总扭矩之和。
根据用于控制辅助压缩机的方法，当在对额定扭矩与总扭矩极限值进行比较的过程中得知额定扭矩大于总扭矩极限值时，可以在获取辅助扭矩的过程中获取最大辅助压缩机-提升扭矩作为辅助扭矩。如果例如甚至驱动单元的剩余动力装置在最大扭矩时也运行，则该驱动装置基本上提供了与总扭矩极限值相符的扭矩。
借助最大辅助压缩机-提升扭矩可以提供升高的内燃机总扭矩，从而能够达到更高的、表现出驾驶员意愿的额定扭矩。这例如在给交通运输工具加速时(这时驾驶员要求最大可能的扭矩)是所希望的，因为由此实现了驾驶员舒适度和运动式的驾驶。
根据用于控制辅助压缩机的方法，当在对额定扭矩与总扭矩极限值进行比较的过程中得知额定扭矩小于或等于总扭矩极限值并且大于最大基本扭矩时，可以在获取辅助扭矩的过程中获取小于或者等于最大辅助压缩机-提升扭矩的辅助扭矩作为辅助扭矩。
根据用于控制辅助压缩机的方法，可以考虑燃烧室内的增压压力额定梯度(Ladedrucksollgradient)。由此能够对实时提供的扭矩应当多快地达到额定扭矩进行有针对性的调整。通过对实时提供的扭矩进行针对性的调整，可以例如限制废气排放和/或在短时间内满足驾驶员的意愿。
用于控制辅助压缩机的方法可以供选择地或额外地包括：获取增压压力额定梯度；基于增压压力额定梯度获取可由辅助压缩机提供的辅助压缩机-瞬态增压压力；和获取在所述辅助压缩机-瞬态增压压力下由内燃机产生的用于表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量。增压压力-额定梯度的获取例如可以根据驾驶员意愿来进行。为此，例如可以检测加速踏板的运动、尤其是加速踏板的运动速度并且可以根据加速踏板的运动、尤其是加速踏板的运动速度获取增压压力-额定梯度。
在瞬态补偿操作过程中除了基本扭矩以外还可以提供辅助压缩机-瞬态扭矩。瞬态补偿操作是短暂的、最多持续几秒的补偿操作。用于表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量可以是辅助压缩机-瞬态扭矩本身、辅助压缩机-瞬态增压压力、辅助压缩机的待调节的转速、针对瞬态操作而设置的辅助压缩机的瞬态电流、或者与辅助压缩机-瞬态扭矩成正比的其它变量。
根据用于控制辅助压缩机的方法，当内燃机总扭矩小于或等于内燃机最大基本扭矩时，辅助压缩机-瞬态扭矩可等于内燃机总扭矩与基本扭矩之差。在该情况下，辅助扭矩可对应于辅助压缩机-瞬态扭矩。当内燃机总扭矩大于内燃机最大基本扭矩时，辅助压缩机-瞬态扭矩可等于最大基本扭矩与基本扭矩之差。在该情况下，辅助扭矩等于或大于辅助压缩机-瞬态扭矩。
表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量可以小于或等于表征最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量。表征最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量可以基于供辅助压缩机使用的电流、内燃机实时转速和/或如上提及的状态参数来确定。例如，在获取表征最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量中可将瞬态时长包括在内，在该瞬态时长的过程中辅助压缩机目前已经产生辅助增压压力。
例如，所获取的用于表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量可以是辅助压缩机的待调节的转速。表征最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量则可以是最大辅助压缩机-瞬态电流，该最大辅助压缩机-瞬态电流被转换成最大转速，以限制辅助压缩机的待调节的转速。由此还可以在短暂的补偿操作中容许这样的辅助压缩机瞬态扭矩，其能量消耗通过最大辅助压缩机-瞬态扭矩得以最优化。
例如可以基于所调节的行驶速度级和内燃机的实时转速来确定电流并且基于限定出电能存储装置的实时状态和/或辅助压缩机的实时状态的一个或多个参数来确定0至1范围内的因子，随后借助该因子将所确定的电流换算成最大辅助压缩机-瞬态电流。最大辅助压缩机-瞬态电流另外可被用来，基于供辅助压缩机使用的电流和由辅助压缩机利用的电流来限定辅助压缩机的额定转速，从而通过辅助压缩机最大程度地影响最大补偿扭矩。
因此，可这样选择辅助扭矩，以使其最好地匹配基本扭矩和额定扭矩。由此，例如可以避免造成高废气排放的基本扭矩，而无需降低内燃机总扭矩。
当驱动装置包括电机时，用于控制辅助压缩机的方法还可以包括，确定待由电机提供的电动机扭矩，其中辅助扭矩根据电动机扭矩来确定。随后辅助扭矩可以最好地匹配基本扭矩、电动机扭矩和额定扭矩。
本发明还涉及一种用于控制车辆驱动装置的辅助压缩机的控制装置，该驱动装置具有内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生内燃机的基本增压压力，并且所述辅助压缩机被设计用于产生内燃机的辅助增压压力。该控制装置被设计用于执行如在前文中说明的用于控制驱动装置的辅助压缩机的方法。
该控制装置优选包括处理器如微处理器、和数据存储器。在数据存储器中优选存入程序，该程序包括用于处理器的指令，以与所述方法对应地控制该电气辅助压缩机。
该控制装置可以包括多个信号输入端和信号输出端。通过所述信号输入端可以例如获得，描述加速踏板位置的调整信号、内燃机转速、关于电能存储装置的信息和/或另外的参数。通过所述信号输出端可以控制电气辅助压缩机、内燃机、压缩组件和必要时电机。
该控制装置可以部分或完全整合到发动机控制装置中。
本发明另外涉及交通运输工具，尤其是机动车，其具有如上所述的驱动装置和控制装置。该驱动装置具有内燃机、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机，其中所述压缩组件被设计用于产生内燃机的基本增压压力，并且所述辅助压缩机被设计用于产生内燃机的辅助增压压力。该内燃机可以是汽油机或者柴油机(或称为柴油内燃发动机)。
交通运输工具可以包括带有传感器的加速踏板，由该传感器可以向该控制装置提供调整信号。另外，该交通运输工具可以包括用于识别内燃机转速和/或用于提供关于电能存储装置和/或其他参数的信息的传感器，这些传感器同样经由数据线与该控制装置相连接。
附图说明
现在示例性地并参考附图来说明本发明的实施例。其中：
图1示意性地示出了具有根据本发明的控制装置的驱动系的第一实施例；
图2示意性地示出了带有进气管段的内燃机和驱动系的电气辅助压缩机；
图3示出了用于控制根据第一实施例的电气辅助压缩机的方法的流程图；
图4示出了最大辅助扭矩随内燃机转速变化的示意图；
图5示出了在近似稳定转速下辅助扭矩随时间变化的示意图；
图6示出了在控制根据第一实施例的电气辅助压缩机的情况下用于确定总扭矩极限值的方法的流程图；
图7示意性地示出了具有根据本发明的控制装置的驱动系的第二实施例；
图8示出了用于控制根据第二实施例的电气辅助压缩机的方法的流程图；
图9示出了最大辅助扭矩和最大电动机扭矩随内燃机转速变化的示意图；
图10示出了在近似稳定转速下电动机扭矩随时间变化的示意图；
图11示出了在控制根据第二实施例的电气辅助压缩机的情况下用于确定总扭矩极限值的方法的流程图。
具体实施方式
图1中示出了驱动系1的第一实施例。驱动系1包括驱动装置2，驱动装置2经由曲轴10和变速器11与驱动轴12相连接，以使与驱动轴12相连接的车辆车轮运动。
如图2中所示，驱动装置2具有内燃机20和电气辅助压缩机21。内燃机20与内燃机20进气管段的进气道22相连接并且与排气道23相连接。为了调节进气道22中的增压压力，内燃机20进气管段包括带有涡轮240和压缩机241的废气涡轮增压器24，该压缩机通过轴与涡轮240相连接。涡轮240布置在排气道23中并且通过从内燃机20排出的废气来驱动。压缩机241布置在进气道22中并且在涡轮240的驱动下压缩进气道22中的空气。
电气辅助压缩机21在进气道22中沿空气供给方向25布置在废气涡轮增压器24的压缩机241之后并且被设计用于提高进气道22中的增压压力。这导致驱动装置2的扭矩相对于不含电气辅助压缩机的驱动装置而言得以提高，正如参照图3和图6关于用于控制电气辅助压缩机的方法进一步在下文中详细阐述的那样。
如图1中所示，车辆1另外具有发动机控制装置3和能量存储装置4。发动机控制装置3通过数据线130与驱动装置2相连接以获得内燃机20的转速，通过数据线131与能量存储装置4相连接以获得关于其状态的信息，并且通过数据线132与加速踏板14上的传感器(未示出)相连接以接收包含有驾驶员意愿的调整信号。发动机控制装置3包括处理器和存储设备。该处理器被设计用于借助存入存储设备中的程序来执行如下文进一步参照图3和图6阐述的用于控制电气辅助压缩机的方法。发动机控制装置3通过数据线133与驱动装置2相连接，以便如此控制电气辅助压缩机21，使内燃机20提供被升高了辅助扭矩MZ的内燃机总扭矩MVZ，并且以给驱动装置2供应另外的控制指令，例如供应节流阀的额定位置、用于喷射的信息和其它指令。
以电池形式的能量存储装置4与驱动装置2相连接，以给其供应电能。
图3示出用于控制电气辅助压缩机21的方法5。在步骤50中获取包含驾驶员意愿的用于驱动装置的额定扭矩。为此，从加速踏板上的传感器接收到调整信号并且在考虑调整信号的情况下确定额定扭矩。
在步骤51中根据额定扭矩确定基本扭矩MV，其中内燃机响应于由废气涡轮增压器、节流阀、废气回收阀和旁通阀提供的基本增压压力来产生基本扭矩MV。基本扭矩MV是小于或等于图4中示出的最大基本扭矩MVmax的扭矩。图5中示出了在近似稳定转速下获取的基本扭矩MV的示例性时间变化曲线。
在步骤52中确定基本扭矩MV是否小于额定扭矩。
在步骤53中，当基本扭矩MV小于额定扭矩时，根据额定扭矩和基本扭矩MV获取辅助扭矩MZ，其中内燃机响应于由电气辅助压缩机提供的辅助增压压力产生辅助扭矩MZ。这样选择辅助扭矩MZ，以将内燃机总扭矩MVZ快速地、但还是少排放地调节到对应于额定扭矩的值。在加速过程中应当例如快速地达到总扭矩极限值Mmax。
在步骤54中，当基本扭矩MV小于额定扭矩时，根据辅助扭矩MZ以这样的方式控制辅助压缩机，使得内燃机提供被升高了辅助扭矩MZ的内燃机总扭矩MVZ，图5中示出了在近似稳定转速下内燃机总扭矩MVZ的时间变化曲线。
在步骤50中获取额定扭矩时，可以在考虑总扭矩极限值Mmax的情况下另外确定额定扭矩。图6示出了用于确定总扭矩极限值Mmax的方法6。
在步骤60中确定可由废气涡轮增压器、节流阀、废气回收阀和旁通阀提供的最大基本增压压力。在步骤61中获取基于该最大基本增压压力、由内燃机产生的最大基本扭矩MVmax。
在步骤62中获取在最大基本增压压力下最大程度上可由辅助压缩机提供的辅助压缩机提升增压压力。在此考虑了电池状态、内燃机进气管段中的质量流量和内燃机转速。
在步骤63中获取基于最大辅助压缩机-提升增压压力、经由内燃机产生的最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax。最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax表示最大程度上可由电气辅助压缩机实现的辅助压缩机-提升扭矩，其在快速加速时在电气辅助压缩机的支持下由驱动装置最大程度地被提供。
在步骤64中在考虑最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax和最大基本扭矩MVmax的情况下确定驱动装置的总扭矩极限值Mmax。总扭矩极限值Mmax是经由驱动装置在主要(herrschende)控制条件下最大程度上可产生的扭矩。在本实施例中总扭矩极限值Mmax对应于内燃机最大扭矩MVZmax。
图4示出了最大基本扭矩MVmax和总扭矩极限值Mmax随内燃机转速变化的示意图。最大基本扭矩MVmax在低转速范围A内线性上升并在中转速范围B中保持基本不变。随后最大基本扭矩MVmax在高转速范围C再次下降。总扭矩极限值Mmax在低转速范围A线性上升，其中该上升却小于最大基本扭矩MVmax的上升。总扭矩极限值Mmax在中转速范围B略微下降，随后其在高转速范围C、类似于最大基本扭矩MVmax那样地较快地下降。
从在总扭矩极限值Mmax和最大基本扭矩MVmax之间的差得知最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax，其在图4中作为总扭矩极限值Mmax与最大基本扭矩MVmax之间的距离示出。最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax随着转速的上升在低转速范围A剧烈下降、在中转速范围B略微下降。在高转速范围C，最大提升扭矩MBoostmax则基本不变。因为最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax在低转速下为最高，所以电气辅助压缩机刚好在低转速下的加速过程中特别有效地发挥作用。
图5示出了在近似稳定转速下内燃机基本扭矩MV的时间变化曲线和内燃机总扭矩MZV的时间变化曲线。基本扭矩MV大体上线性上升，直到其达到最大基本扭矩MVmax，并且接下来保持不变。内燃机总扭矩MVZ比内燃机基本扭矩MV更快地上升，直到其达到总扭矩极限值Mmax或内燃机最大总扭矩，并且接下来保持不变。基本扭矩MV和内燃机总扭矩MVZ的上升可以根据驾驶员意愿或根据加速踏板的移动而变化，以使加速过程最优化地进行，尤其是快速和少排放地进行。
通过电气辅助压缩机来影响的辅助扭矩MZ被定义为内燃机总扭矩MVZ与基本扭矩MV之差。随时间变化，辅助扭矩MZ首先上升并，随后一旦基本扭矩MV和辅助扭矩MZ之和或者内燃机总扭矩MVZ等于总扭矩极限值Mmax时，辅助扭矩MZ再次下降。
辅助扭矩MZ可包括辅助压缩机-瞬态扭矩MInst和/或辅助压缩机-提升扭矩MBoost。如果从额定扭矩获知驾驶员希望提高总扭矩(内燃机总扭矩MVZ)，则电气辅助压缩机首先造成瞬态补偿并接下来过渡到提升过程。在内燃机总扭矩MVZ达到等于最大基本扭矩MVmax的值之前，通过电气辅助压缩机产生等于辅助压缩机-瞬态扭矩MInst的辅助扭矩MZ。辅助压缩机-瞬态扭矩MInst不允许超过与内燃机转速和电池状态相关的最大辅助压缩机-瞬态扭矩。内燃机总扭矩MVZ通过辅助压缩机-瞬态扭矩MInst被更快地升高。
这样获取辅助压缩机-瞬态扭矩MInst，方法是：获取增压压力额定梯度，基于该增压压力额定梯度来获取可由辅助压缩机提供的辅助压缩机-瞬态增压压力并且由此获取辅助压缩机-瞬态扭矩MInst。当内燃机总扭矩MVZ小于或等于内燃机最大基本扭矩MVmax时，辅助压缩机-瞬态扭矩MInst等于内燃机总扭矩MVZ和基本扭矩MV之差，并且当内燃机总扭矩MVZ大于内燃机最大基本扭矩MVmax时，辅助压缩机-瞬态扭矩MInst等于最大基本扭矩MVmax和基本扭矩MV之差。辅助压缩机-瞬态扭矩MInst小于或等于最大辅助压缩机-瞬态扭矩，所述最大辅助压缩机-瞬态扭矩与供辅助压缩机使用的电流、内燃机转速和/或驱动装置、蓄电池和辅助压缩机的状态参数相关。
如果总扭矩MVZ大于最大基本扭矩MVmax，基本扭矩小于最大基本扭矩MVmax，并且驱动装置的内燃机总扭矩MVZ应当进一步升高，则驱动装置过渡到提升操作中。在此，电气辅助压缩机产生由辅助压缩机-瞬态扭矩MInst和辅助压缩机-提升扭矩MBoost组成的辅助扭矩MZ。
如果基本扭矩MV达到等于最大基本扭矩MVmax的值，并且内燃机总扭矩MVZ应当被进一步升高以加速该车辆，则辅助扭矩MZ等于辅助压缩机-提升扭矩MBoost。辅助压缩机-提升扭矩MBoost最大上升到在取得最大基本扭矩MVmax的情况下等于最大辅助扭矩MBoostmax的值。
驱动系1‘的第二实施例在图7中示出。与图1中的驱动系1相比较，驱动系1‘的驱动装置2‘具有电机26(E-Maschine)作为辅助动力装置。内燃机20和电气辅助压缩机21如同参照图2所描述的那样设计。电机26与内燃机20和与变速器11相连接并且被设计用于产生电动机扭矩ME。电机26经由数据线134与发动机控制装置3相连接。发动机控制装置3被设计用于这样控制电机26，使其提供适合的电动机扭矩ME以供使用。
图8示出了用于控制电气辅助压缩机21的方法5‘。步骤50和51对应于图3中的步骤50和51。
在步骤55中根据额定扭矩基本扭矩来获取电动机扭矩ME。电动机扭矩ME是小于图9中示出的最大电动机扭矩MEmax的扭矩。在近似稳定转速下所获取的电动机扭矩ME的示例性时间变化曲线在图10中示出。
在步骤52‘中确定，基本扭矩MV与电动机扭矩ME之和ME+MV是否小于额定扭矩。
在步骤53‘中，当基本扭矩MV与电动机扭矩ME之和ME+MV小于额定扭矩时，根据额定扭矩、所获取的基本扭矩MV和电动机扭矩ME来获取辅助扭矩MZ，其中内燃机响应于辅助压缩机提供的辅助增压压力来产生辅助扭矩MZ。这样选择辅助扭矩MZ，以将驱动装置的总扭矩快速地、但又少排放地调节到等于额定扭矩的值。在加速过程中，例如应当快速地达到总扭矩极限值Mmax。所述总扭矩等于内燃机总扭矩MVZ与电动机扭矩ME之和。
在步骤54‘中，当基本扭矩MV与电动机扭矩ME之和ME+MV小于额定扭矩时，这样控制辅助压缩机，以使内燃机提供被升高了辅助扭矩MZ的内燃机总扭矩MVZ，其时间变化曲线在图9中示出。
在步骤50中，在确定额定扭矩时除了加速踏板上的传感器的调整信号以外还可以考虑总扭矩极限值Mmax。
图11中示出了在考虑电动机扭矩ME的情况下、用于确定总扭矩极限值Mmax的方法6‘。步骤60、61、62和63对应于图6中的步骤60、61、62和63。在步骤65中，基于最大基本扭矩MVmax和最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax来确定内燃机最大扭矩MVZmax，并且确定在取得内燃机最大扭矩MVZmax的情况下可由电机提供的最大电动机扭矩MEmax。在步骤64‘中，在考虑最大辅助压缩机-提升扭矩MBoostmax、最大基本扭矩MVmax和最大电动机扭矩MEmax的情况下确定驱动装置的总扭矩极限值Mmax。
最大基本扭矩MVmax、内燃机最大总扭矩MVZmax和总扭矩极限值Mmax随内燃机转速的变化曲线示意图在图9中示出。最大基本扭矩MVmax和内燃机最大总扭矩MVZmax的变化曲线正如参照图4所说明的那样。总扭矩极限值Mmax在低转速范围A具有稳定的值。总扭矩极限值Mmax在中转速范围B略微下降，在高转速范围C剧烈下降。
从总扭矩极限值Mmax与内燃机最大总扭矩MVZmax之间的差得出最大电动机扭矩MEmax，其在图9中作为总扭矩极限值Mmax与内燃机最大总扭矩MVZmax之间的距离示出。随转速上升，最大电动机总扭矩MEmax在低转速范围A剧烈下降，在中转速范围B略微下降。在高转速范围C，最大电动机总扭矩MEmax则基本稳定。因为最大电动机总扭矩MEmax基本稳定，所以电机在加速时能够有效地在所有转速下被使用。
图10示出了在近似稳定转速下内燃机基本扭矩MV的时间变化曲线和对应于电动机扭矩ME和基本扭矩MV之和的扭矩ME+MV的时间变化曲线。基本扭矩MV大体上线性上升，直到其达到最大基本扭矩MVmax，并且接下来保持不变。扭矩ME+MV与内燃机基本扭矩MV类似地上升，直到其达到最大扭矩MEmax+MVmax，并接下来保持不变。
由电机造成的电动机扭矩ME被定义为扭矩ME+MV与基本扭矩MV之间的差。电动机扭矩ME随时间变化基本上不变。
正如也在图5中示出的辅助扭矩MZ那样，电动机扭矩ME还可以在瞬态操作中被补充以快速达到额定扭矩，并且还可以在提升操作中被补充以升高驱动机构的总扭矩。
附图标记清单
1、1‘ 驱动系
10 曲轴
11 变速器
12 驱动轴
130-134 数据线
14 加速踏板
2、2‘ 驱动装置
20 内燃机
21 电气辅助压缩机
22 进气道
23 排气道
24 废气涡轮增压器
240 涡轮
241 压缩机
25 空气供给方向
26 电机
3 发动机控制装置
4 能量存储装置
5、5‘ 用于控制电气辅助压缩机的方法
50 获取驱动装置的额定扭矩
51 获取基本扭矩
52、52‘ 确定基本扭矩和必要时电动机扭矩是否小于额定扭矩
53、53‘ 获取辅助扭矩
54、54‘ 控制辅助压缩机
55 获取电动机扭矩
6、6‘ 用于确定总扭矩极限值的方法
60 确定最大基本增压压力
61 获取最大基本扭矩
62 获取最大可由辅助压缩机提供的辅助压缩机-提升增压压力
63 获取最大辅助压缩机-提升扭矩
64、64‘ 确定总扭矩极限值
65 确定内燃机最大扭矩
A 低转速范围
B 中转速范围
C 高转速范围
M 扭矩
ME 电动机扭矩
MEmax 最大电动机扭矩
MV 基本扭矩
MVmax 最大基本扭矩
MVZ 内燃机总扭矩
MVZmax 内燃机最大总扭矩
Mmax 总扭矩极限值
MZ 电气辅助压缩机的辅助扭矩
MBoost 辅助压缩机提升扭矩
MBoostmax 辅助压缩机最大提升扭矩
MInst 辅助压缩机瞬态扭矩
n 内燃机转速
t 时间

Claims (10)

1.一种用于控制交通运输工具的驱动装置(2、2‘)的辅助压缩机(21)的方法，所述驱动装置包括内燃机(20)、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件(24)、和辅助压缩机(21)，其中所述压缩组件(24)被设计用于产生用于内燃机(20)的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机(21)被设计用于产生用于内燃机(20)的辅助增压压力，所述方法包括：
获取(50)用于驱动装置(2)的额定扭矩；
根据所述额定扭矩获取(51)用于表征基本扭矩的变量，其中内燃机响应于所述基本增压压力而产生所述基本扭矩(MV)；
根据所述用于表征基本扭矩的变量确定(52)所述基本扭矩是否小于所述额定扭矩；
当所述基本扭矩(MV)小于所述额定扭矩时，根据所述额定扭矩和所述用于表征基本扭矩的变量获取(53、53‘)用于表征辅助扭矩(MZ)的变量，其中所述内燃机(20)响应于所述辅助压缩机(21)提供的辅助增压压力来产生所述辅助扭矩(MZ)；和
当所述基本扭矩(MV)小于所述额定扭矩时，根据所述用于表征辅助扭矩(MZ)的变量以这样的方式控制(54、54‘)所述辅助压缩机(21)，以使所述内燃机(20)提供被升高了所述辅助扭矩(MZ)的内燃机总扭矩(MVZ)。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
获取(62)能够由辅助压缩机(21)提供的最大辅助压缩机-提升增压压力；和
获取(63)在最大辅助压缩机-提升增压压力下由内燃机(20)产生的最大辅助压缩机-提升扭矩(MBoostmax)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在获取(63)最大辅助压缩机-提升扭矩(MBoostmax)时考虑供辅助压缩机(21)使用的电流、内燃机(20)的转速和/或驱动装置(2、2‘)的状态参数和/或电能存储装置(4)的状态参数和/或辅助压缩机(21)的状态参数。
4.根据权利要求2所述的方法，包括：
获取(61)所述内燃机的最大基本扭矩；
考虑最大辅助扭矩(MBoostmax)和最大基本扭矩(MVmax)的情况下确定(64、64‘)驱动装置(2、2‘)的总扭矩极限值(Mmax)；
将额定扭矩与总扭矩极限值(Mmax)进行比较。
5.根据权利要求4所述的方法，包括：
确定(65)驱动装置(2、2‘)的电机(26)的最大电动机扭矩(MEmax)，其中在确定总扭矩极限值(Mmax)时考虑所述最大电动机扭矩(MEmax)。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，当额定扭矩大于总扭矩极限值(Mmax)时，获取最大辅助压缩机-提升扭矩(MBoostmax)作为辅助扭矩(MZ)，并且其中当额定扭矩小于或等于总扭矩极限值(Mmax)时，获取小于或等于辅助压缩机最大提升扭矩(MBoostmax)的辅助扭矩作为辅助扭矩(MZ)。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，包括：
获取增压压力额定梯度；
基于所述增压压力额定梯度获取能够由辅助压缩机(21)提供的辅助压缩机-瞬态增压压力；和
获取在所述辅助压缩机-瞬态增压压力下由内燃机(20)产生的用于表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当内燃机总扭矩小于或等于内燃机最大基本扭矩时，辅助压缩机-瞬态扭矩等于内燃机总扭矩与基本扭矩之差，并且其中当内燃机总扭矩大于内燃机最大基本扭矩时，辅助压缩机-瞬态扭矩等于最大基本扭矩与基本扭矩之差。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，用于表征辅助压缩机-瞬态扭矩的变量小于或等于用于表征最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量，所述最大辅助压缩机-瞬态扭矩的变量能够与供辅助压缩机(21)使用的电流、内燃机(20)的转速和/或驱动装置(2、2‘)的状态参数和/或电能存储装置(4)的状态参数和/或辅助压缩机(21)的状态参数相关。
10.一种用于控制交通运输工具的驱动装置(2、2‘)的辅助压缩机(21)的控制装置，所述驱动装置具有内燃机(20)、一个或多个除了所述辅助压缩机以外还设置的压缩组件、和所述辅助压缩机(21)，其中所述压缩组件被设计用于产生用于内燃机的基本增压压力，并且其中所述辅助压缩机(21)被设计用于产生用于内燃机(20)的辅助增压压力，其中该控制装置被设计用于执行根据权利要求1至9之一所述的用于控制交通运输工具的驱动装置(2、2‘)的辅助压缩机的方法。
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