專利名稱：混合動力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)燃機和電機的混合動力汽車。
技術(shù)背景為了能夠適應(yīng)越來越嚴格的環(huán)境法規(guī)，當今在汽車上通常都裝配有 過濾器裝置，它安裝在油箱排氣導(dǎo)管中。該過濾器裝置優(yōu)選具有活性炭 作為過濾材料，用于將油箱排氣流中的碳氫化合物過濾掉，以便沒有或 者只有很少的碳氫化合物進入環(huán)境中。但是，如果過濾材料被飽和，那 么就不再能夠吸收其它的碳氫化合物而過濾器裝置就失去其作用。但 是，為了使過濾器裝置保持長期功能有效，就要不時地清洗過濾器裝置 而由此使過濾材料再生。用于使過濾材料再生的清洗流此時被輸送到內(nèi) 燃機的進氣管，從而從過濾材料中清洗出來的碳氬化合物能夠在內(nèi)燃機 中燃燒掉而使環(huán)境得到保護。但是對于具有混合動力驅(qū)動裝置的汽車， 此時存在的問題是，內(nèi)燃機不是持續(xù)地運轉(zhuǎn)，而是尤其是在純粹的電動 驅(qū)動的情況下被關(guān)閉。但是在關(guān)閉狀態(tài)下，不能夠燃燒掉從過濾器裝置 中沖洗到吸收管中的碳氬化合物，因此在混合動力汽車中這種方案不是 最理想的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所致力于的問題在于提出一種改進的或者至少一種不同的 實施形式，其特點尤其在于有害物的排放非常少。按照本發(fā)明，該問題通過獨立權(quán)利要求的內(nèi)容解決。 一些有利的實 施形式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。本發(fā)明基于的總構(gòu)思在于，對于具有內(nèi)燃機、電機以及帶有可再生 過濾器裝置的油箱排氣系統(tǒng)的混合動力汽車，設(shè)有控制裝置，在混合動 力汽車處于純粹的電動驅(qū)動時并且在同時需要對過濾器裝置進行沖洗 或再生的情況下，該控制裝置啟動內(nèi)燃機并且由此將從過濾器裝置中沖 洗回來的碳氫化合物輸送到內(nèi)燃機中進行燃燒。過濾器裝置此時布置在 從油箱通入環(huán)境中的和借助于閥裝置可以關(guān)閉的油箱排氣導(dǎo)管中，其中在過濾器裝置和內(nèi)燃機的一個進氣管之間將一個閥裝置布置在吸氣導(dǎo) 管中。如果過濾器裝置的過濾材料被碳氫化合物飽和，控制裝置則操作 閥裝置以沖洗過濾器裝置并且由此實現(xiàn)上面所述的將導(dǎo)管中和過濾器 裝置中存在的碳氫化合物輸送到內(nèi)燃機。當然，導(dǎo)管中或過濾器裝置中 存在的碳氬化合物的燃燒此時只有在內(nèi)燃機至少在怠速混合氣(Standgas)下運行時才能夠?qū)崿F(xiàn)。但是，正是在混合動力驅(qū)動的汽車 中，在電動驅(qū)動狀態(tài)下內(nèi)燃機被關(guān)閉。因此控制裝置為此這樣地構(gòu)造， 使得它在混合動力汽車的電動驅(qū)動下依據(jù)過濾器裝置的負載狀態(tài)接通 或開動內(nèi)燃機。因此當混合動力汽車處于電動驅(qū)動下時并且例如傳感器 識別出過濾材料被碳氫化合物飽和，那么控制裝置一方面就打開吸氣導(dǎo) 管中和油箱排氣導(dǎo)管中的閥裝置和另一方面它啟動內(nèi)燃機，后者則燃燒 掉輸送給它的碳氫化合物。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，由此可以明顯減少 混合動力驅(qū)動的汽車中的碳氫化合物量和由此有害物的排放。合適的是在內(nèi)燃機的進氣管中設(shè)置負壓儲罐，其在閥裝置打開時即 使在內(nèi)燃機被關(guān)閉時也能夠沖洗過濾器裝置。該負壓儲罐此時優(yōu)選具有 足夠沖洗過濾器裝置的負壓容積并且能夠在需要時打開。這也能夠在混 合動力汽車的純粹電動驅(qū)動狀態(tài)下進行，其中此時控制裝置一方面打開 吸氣導(dǎo)管中和油箱排氣導(dǎo)管中的閥裝置和另 一方面將負壓儲罐與內(nèi)燃 機的一個進氣管連通地連接。通過在負壓儲罐中存在的負壓從吸氣導(dǎo)管和從過濾器裝置的過濾材料中吸入碳氬化合物并且直到啟動內(nèi)燃機之 前將其儲存在進氣管或負壓儲罐中。當內(nèi)燃機在較后的運行狀態(tài)下被開 動，則可以將儲存在負壓儲罐和進氣管中的碳氫化合物輸送到內(nèi)燃機中 實施燃燒過程。該變型方案允許在內(nèi)燃機被關(guān)閉時也能夠?qū)^濾器裝置 中存在的過濾材料進行沖洗或再生。在本發(fā)明的技術(shù)方案的一個有利的擴展方案中，在一方面過濾器裝 置和另一方面燃油箱之間將一個閥裝置布置在油箱排氣導(dǎo)管中并且此 外設(shè)置一個泵裝置，它能夠在閥裝置被關(guān)閉時對燃油箱加壓。此外設(shè)有 傳感器裝置，它能夠檢測碳氫化合物濃度和/或燃油箱中的壓力。借助于 這些裝置，可以實施對燃油箱的密封性的檢查，其中閥裝置被關(guān)閉而燃 油箱通過泵裝置施加壓力。在斷開泵裝置之后，傳感器裝置探測出隨時 間變化的壓力降和能夠通過這樣探測的值推斷出油箱系統(tǒng)的密封性。同 時對燃油箱的施壓也具有大的好處，即燃油從液態(tài)向氣態(tài)的轉(zhuǎn)變變得困難，由此燃油的蒸發(fā)速度明顯變慢。由此能夠在純粹的電動驅(qū)動下使燃 油處于壓力下并且由此至少難于除去燃油中的碳氫化合物。本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點由從屬權(quán)利要求、附圖和對照附圖的所 屬的


給出。應(yīng)該理解，前面所迷的和后面還要說明的特征不僅可在各給出的組 合中應(yīng)用，而且也可在其它組合中應(yīng)用或者單獨應(yīng)用，而沒有脫離本發(fā) 明的范圍。

本發(fā)明的優(yōu)選實施例在附圖中示出并在下面的描述中進行詳細解 釋，其中相同的附圖標記涉及相同的或者類似的或者功能相同的部件。附圖中分別以示意的形式表示出圖1 在一個標準的實施例中的按照本發(fā)明的油箱排氣系統(tǒng)， 圖2 如圖1的—見圖，但是具有油箱排氣系統(tǒng)的多個不同的和可以 單獨有選擇地使用的部件，圖3 按照本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置在電池充電狀態(tài)下的扭矩和速度分布，圖4 如圖3的視圖，但是在油箱排氣狀態(tài)下。
具體實施方式
對應(yīng)于圖1，用于一個此外沒有示出的混合動力汽車的混合動力驅(qū) 動裝置1具有內(nèi)燃機2以及一個同樣沒有示出的電機。其中混合動力汽 車優(yōu)選是全混合動力汽車，從而它不僅能夠純粹地以內(nèi)燃機方式而且能 夠純粹地以電機方式運行。內(nèi)燃機2此時具有進氣管3并且與廢氣裝置 4連接。進氣管3將燃油空氣混合物輸送給內(nèi)燃機2,該燃油空氣混合 物在內(nèi)燃機2中燃燒。隨后燃燒產(chǎn)物離開內(nèi)燃機2和通過廢氣裝置4進 入環(huán)境中。在進氣管3中通入吸氣導(dǎo)管5，它的另一端與過濾器裝置6 連接。吸氣導(dǎo)管5和過濾器裝置6此時是油箱排氣系統(tǒng)的組成部分，該 油箱排氣系統(tǒng)此外還包括燃油箱7。過濾器裝置6具有可以再生的或可 以沖洗的過濾材料8并且布置在從燃油箱7通向環(huán)境中的和借助于岡裝 置9可以關(guān)閉的燃油排氣導(dǎo)管10中。另一個閥裝置9'布置在吸氣導(dǎo)管 5中位于內(nèi)燃機2和過濾器裝置6之間。從燃油中蒸發(fā)出來的碳氫化合物此時通過油箱排氣導(dǎo)管10進入過 濾器裝置6中并且在那里被過濾材料8，例如一種活性炭過濾器阻止而 不能夠排出到環(huán)境中。如果過濾材料8被碳氫化合物飽和，則需要對其 進行沖洗或再生，為此設(shè)有控制裝置11，其在需要時操作亦即打開閥裝 置9， 9，并且由此將環(huán)境空氣通過過濾材料8和吸氣導(dǎo)管5輸送到進氣 管3。由于油箱排氣導(dǎo)管10和過濾材料8通過環(huán)境空氣的沖洗，過濾材 料8被再生并且準備用于重新吸收從燃油中蒸發(fā)出來的碳氬化合物。但是，在混合動力驅(qū)動裝置l中存在內(nèi)燃機2被關(guān)閉而汽車僅僅被 純粹地電動驅(qū)動的運行狀態(tài)。在該運行狀態(tài)下，由于不存在從進氣管3 到過濾器裝置6的壓力降，因此不能夠進行過濾器裝置6的沖洗，因此 存在這樣的危險，即一旦過濾材料8被碳氬化合物完全飽和，那么碳氫 化合物就可以通過油箱排氣導(dǎo)管IO進入環(huán)境中。但是這種情況下在無 論如何都應(yīng)該被阻止。因此，按照本發(fā)明，控制裝置11為此這樣地構(gòu) 造，使得它在混合動力汽車的電動驅(qū)動下依據(jù)過濾器裝置6的負載狀態(tài) 開動內(nèi)燃機2并且由此能夠?qū)倪^濾材料8中沖洗到進氣管3中的碳氫 化合物送去燃燒。此外，在圖2中用字母A至H表示了用于減少或避免碳氫化合物進 入環(huán)境中的其它可能性，其中這些擴展方案既可以選擇地也可以集合地 使用。擴展方案I在擴展方案I中，在過濾器裝置6和燃油箱7之間另 一個閥裝置9" 被布置在油箱排氣導(dǎo)管10中。此外設(shè)有泵裝置12,它能夠在閥裝置9" 關(guān)閉時對燃油箱7施壓。同樣設(shè)有傳感器裝置13,它至少能夠檢測燃油 箱7中的壓力。通過關(guān)閉閥裝置9"和對燃油箱7施加壓力，燃油箱中 的壓力升高，由此阻止了燃油的蒸發(fā)傾向和從而阻止了碳氬化合物從燃 油中蒸發(fā)出去或者至少使其難于發(fā)生。由此難于形成氣態(tài)的碳氪化合 物。通過傳感器裝置13此外可以檢測隨時間變化的壓力損失，它給出 了燃油箱7的或連通的導(dǎo)管10的密封性的推斷。通過提高壓力由此減 少了進入過濾器裝置6中的氣態(tài)碳氫化合物的數(shù)量。擴展方案II為了能夠更好地測定過濾器裝置6或過濾材料8中接收碳氫化合物 的負栽狀態(tài)，設(shè)有物位傳感器14,它與擴展裝置U相連接。擴展方案in擴展裝置u可以進行所謂的優(yōu)先控制，其中例如包括在識別出過濾材料8具有高負栽的碳氫化合物時接通內(nèi)燃機。同時可以進行設(shè)定沖 洗氣量的調(diào)節(jié)和抑制一定的診斷過程。例如可以借助于入探測器探測碳 氫化合物含量并且由此推斷出油箱排氣氣體的濃度級(Fettstufe)。如 果混合物例如較濃，那么可以抑制 一 個診斷過程而優(yōu)先進行油箱排氣。 擴展方案IV為了在需要時提高通過油箱排氣導(dǎo)管10、過濾材料8和吸氣導(dǎo)管5 輸送到進氣管3的沖洗氣量，可以在閥裝置9，和過濾器裝置6之間設(shè) 置泵16,它產(chǎn)生通過過濾器裝置6的和朝著進氣管3方向流動的流。該 泵16此時可以例如構(gòu)造成電動泵或構(gòu)造成由內(nèi)燃機2通過曲軸或凸4侖 軸才幾械驅(qū)動的泵16，。不僅通過泵16而且通過泵16，可以主動地提高16的使;，因為:亥泵在混合動力驅(qū)動裝置1,中不需要或、者^有被使;。其中泵16， 16，同樣與控制裝置11連通地連接。泵16， 16，尤其具有 這樣的優(yōu)點，即在高負荷運行中存在的高的進氣管壓力下可以實現(xiàn)高的沖洗流。擴展方案V在擴展方案V中，在吸氣導(dǎo)管5中位于過濾器裝置6和閥裝置9， 之間布置了例如類型為X探測器的碳氫化合物傳感器15,用于測量氧的 濃度。碳氫化合物傳感器15也可以構(gòu)造成火焰電離探測器和測量沖洗 氣體中的碳氫化合物濃度。由此應(yīng)該減小用于打開閥裝置9，的反應(yīng)時 間。通過知道沖洗氣體的濃度可以更快地控制閥裝置9，，因為可以在 控制裝置11中預(yù)先計算出沖洗氣體對燃燒混合物的作用。擴展方案VI在擴展方案VI中，在吸氣導(dǎo)管5中位于過濾器裝置6和閥裝置9， 之間設(shè)置測量裝置17，用于測量質(zhì)量流，尤其是用于測量油箱排氣的質(zhì) 量流，其中測量裝置17例如可以構(gòu)造成熱膜探測器。測量裝置17此時 尤其是與泵16或16'和控制裝置U連接。擴展方案VII在圖3和4中用曲線18表示混合動力汽車的速度。用曲線19和20 一方面表示內(nèi)燃機2上的扭矩和另一方面表示電機的扭矩。如果例如物位傳感器14識別出過濾材料8的高碳氬化合物負栽，那么就將用于驅(qū) 動混合動力汽車所需要的扭矩從內(nèi)燃機2朝著電機方向偏移，從而內(nèi)燃 機2以進氣管3中的很小的進氣管壓力運行并且由此調(diào)節(jié)到高的沖洗壓 差。如從圖3和4中可以獲知，總的扭矩在變速器輸入端保持不變。此 時可以從圖3中荻知，內(nèi)燃機2產(chǎn)生主要用于驅(qū)動混合動力汽車所需要 的扭矩19。由電機產(chǎn)生的扭矩20是負的，從而該電機可以作為發(fā)電機 用于對汽車電池充電?？偱ぞ?1調(diào)節(jié)到大約+ 100Nm，其中內(nèi)燃機2 產(chǎn)生大約+ 120Nm的扭矩19和電機產(chǎn)生大約-20Nm的扭矩20。與此 相對地，按照圖4的在電機和內(nèi)燃機2之間的扭矩分布是完全不同的 此時內(nèi)燃機2產(chǎn)生大約+ 25Nm的扭矩19和電機產(chǎn)生大約+ 75Nm的扭 矩20。此時總扭矩21同樣是+100Nm，從而在圖3和4中的兩個狀態(tài) 之間的速度18沒有改變。擴展方案vm在擴展方案VIII中，在內(nèi)燃機2的進氣管3中設(shè)置負壓儲罐22, 它在閥裝置9， 9，被打開時可以在內(nèi)燃機2被關(guān)閉時也能夠?qū)崿F(xiàn)過濾器 裝置6的沖洗。此時在負壓儲罐22和進氣管3之間布置了止回閥23， 用于阻止非控制的和非希望的回流。負壓儲罐22產(chǎn)生用于沖洗所要求 的負壓，該負壓按照其它的擴展方案，例如擴展方案D是通過泵16或 16，產(chǎn)生的。負壓儲罐22作為惟一的變型允許在關(guān)閉內(nèi)燃機2的情況 下對過濾器裝置6進行沖洗。最后再次指出，擴展方案I至VIII不僅可以集合地而且可以選擇地 應(yīng)用，其中重要的是以下的擴展方案的相互組合擴展方案IV和VI， 擴展方案V和III以及擴展方案V和VII。
權(quán)利要求
1.混合動力汽車，具有以下特征a)混合動力汽車具有內(nèi)燃機(2)和電機，b)混合動力汽車具有油箱排氣系統(tǒng)，它包括至少一個燃油箱(7)和從可再生的過濾器裝置(6)通向內(nèi)燃機(2)的進氣管(3)的吸氣導(dǎo)管(5)，c)過濾器裝置(6)布置在從燃油箱(7)通向環(huán)境中的和借助于閥裝置(9)可以關(guān)閉的油箱排氣導(dǎo)管(10)中，d)在過濾器裝置(6)和進氣管(3)之間一個閥裝置(9)布置在吸氣導(dǎo)管(5)中，e)混合動力汽車具有控制裝置(11)，它這樣構(gòu)造，即它為了沖洗過濾器裝置(6)這樣地操作閥裝置(9，9’)，使得環(huán)境空氣通過油箱排氣導(dǎo)管(10)、過濾器裝置(6)和吸氣導(dǎo)管(5)可以輸送到內(nèi)燃機(2)和由此可以將在導(dǎo)管(5，10)和過濾器裝置中存在的碳氫化合物輸送到內(nèi)燃機(2)中進行燃燒，f)控制裝置(11)此外這樣構(gòu)造，使得當混合動力汽車為電動驅(qū)動時該控制裝置依據(jù)過濾器裝置(6)的負載狀態(tài)接通內(nèi)燃機(2)。
2. 尤其是如權(quán)利要求1所述的、具有權(quán)利要求1的特征a)至e) 的混合動力汽車，其特征在于，在內(nèi)燃機(2)的進氣管(3)中設(shè)置負 壓儲罐(22),它在閥裝置(9， 9，)被打開時可以在內(nèi)燃機(2)被 關(guān)閉的情況下實現(xiàn)對過濾器裝置(6)的沖洗。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的混合動力汽車，其特征在于，-在過濾器裝置(6)和燃油箱(7)之間， 一個閥裝置(9")設(shè) 置在的油箱排氣導(dǎo)管(10)中，-設(shè)有泵裝置(12),它可以在閥裝置(9")關(guān)閉時對燃油箱(7) 施力口壓力，-設(shè)有傳感器裝置(13)，它可以探測燃油箱(7)中的壓力。
4. 如權(quán)利要求1至3中之一所述的混合動力汽車，其特征在于， 設(shè)有與控制裝置(11 )連接的物位傳感器(14)，它可以探測吸收碳氬 化合物的過濾器裝置(6)的負載狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求1至4中之一所述的混合動力汽車，其特征在于， -在閥裝置(9，)和過濾器裝置(6)之間設(shè)置泵(16, l6，)，它產(chǎn)生通過過濾器裝置(6)的和朝向進氣管(3)流動的流，-該泵(16， 16，)構(gòu)造成電動泵(16)或者構(gòu)造成由內(nèi)燃機(2) 機械地驅(qū)動的泵(16，)。
6. 如權(quán)利要求1至5中之一所述的混合動力汽車，其特征在于， 在吸氣導(dǎo)管(5)中在過濾器裝置(6)和閥裝置(9')之間布置有用于 測量碳氫化合物濃度的碳氫化合物傳感器(15)。
7. 如權(quán)利要求6所述的混合動力汽車，其特征在于，碳氫化合物 傳感器(15)構(gòu)造成X探測器或者火焰電離探測器。
8. 如權(quán)利要求1至7中之一所述的混合動力汽車，其特征在于， 在吸氣導(dǎo)管(5)中在過濾器裝置(6)和閥裝置(9')之間布置有用于 測量質(zhì)量流的測量裝置U7)。
9. 如權(quán)利要求8所述的混合動力汽車，其特征在于，用于測量質(zhì) 量流的測量裝置(17)構(gòu)造成熱膜探測器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)燃機(2)和電機的混合動力汽車。混合動力汽車具有油箱排氣系統(tǒng)，它包括至少一個燃油箱(7)和從可再生的過濾器裝置(6)通向內(nèi)燃機(2)的進氣管(3)的吸氣導(dǎo)管(5)。此外，設(shè)有控制裝置(11)，它為了沖洗過濾器裝置(6)可以操作各種閥裝置(9，9’)，使得環(huán)境空氣通過過濾器裝置(6)和吸氣導(dǎo)管(5)可以輸送到內(nèi)燃機(2)?？刂蒲b置(11)此外這樣構(gòu)造，使得當混合動力汽車為純粹的電動驅(qū)動時該控制裝置依據(jù)過濾器裝置(6)的負載狀態(tài)或者沖洗氣體的濃度接通內(nèi)燃機(2)。
文檔編號B60W10/06GK101224745SQ20081000402
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者N·索夫勒特, T·勞納 申請人:F.波爾希名譽工學(xué)博士公司