在混合动力车辆运行期间识别是否在其内燃机中发生燃烧的方法和控制装置与流程

混合动力车辆见长于两个不同类型的驱动系统，这两个驱动系统根据情况能同时、即混合式地或者彼此独立地运行。通常，混合动力车辆包含内燃机和电动驱动装置作为驱动系统。

在混合动力车辆的混合式运行期间，如果内燃机例如在故障情况下、加错油时等不能提供转矩或仅能提供不足的转矩，则可能发生电动驱动装置“拖动”内燃机。在这种情况下，驾驶员收到内燃机显示的转速信号并且认为内燃机按规定正常运转。但由于电动驱动装置拖动内燃机，因此蓄电池较快地空运行，这可能导致车辆抛锚。如果在内燃机被无意地拖动期间喷射燃料，则这部分燃料不会燃烧并且可能积聚在排气道、例如催化转化器中并且由于可能的后续点火损坏排气道。

为了降低内燃机被电动驱动装置无意拖动的概率，已知不同的方法。例如，如专利文献EP 1 110 800 A2中所述，例如通过干预燃烧参数可以避免内燃机停机，或者如专利文献DE 10 2007 047 589 A1中所述，有目的地控制内燃机停机。此外，如在专利文献DE 10 2012 216 351 A1、EP 2 685 429 A1和EP 1 077 149 A2中所述，已知不同的机械装置，可以对实际的或猜测的内燃机停机做出反应。

此外还存在各种诊断方法，这些诊断方法例如如同专利文献EP 1 426 599 A1所述基于润滑油液面可以推断出内燃机的错误燃烧。然而利用已知的诊断方法不能可靠地识别内燃机中的燃烧的所有可能的错误、尤其这样一种错误，即，在内燃机中完全未发生燃烧或在内燃机的任一气缸中都未发生燃烧。

本发明所要解决的技术问题在于，提供用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法和控制装置，所述方法和控制装置至少部分地克服了上述缺点。

所述技术问题按照权利要求1通过按照本发明的用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法并且按照权利要求10通过用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的控制装置解决。

根据第一方面，本发明涉及一种用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法，其中，在所述内燃机与用于驱动混合动力车辆的电气机器之间设置有分离离合器，所述方法包括：

断开内燃机与电气机器之间的分离离合器；

在所述分离离合器断开时收到转速信号，该转速信号代表在分离离合器断开时内燃机的转速；和

基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧。

根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的控制装置，其中，在所述内燃机与用于驱动混合动力车辆的电气机器之间设置有分离离合器，其中，所述控制装置设计用于实施按照第一方面所述的方法。

本发明的另外有利的设计方案由从属权利要求和以下对本发明的优选实施例的说明中得出。

本发明涉及一种用于在混合动力车辆运行期间、尤其在混合动力车辆的混合模式运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机、例如汽油机或柴油机中发生燃烧的方法。混合动力车辆当其参与道路交通时可以处于运行中。例如，混合动力车辆在内燃机首次起动后可以处于运行中，其中，首次起动尤其是跟随在内燃机停机阶段之后的起动，其中，混合动力车辆的点火在可能持续例如几分钟或更久的停机阶段期间停止。例如，当混合动力车辆处于行车运行中时，混合动力车辆可以处于运行中，其中，行车运行除了混合动力车辆以大于0km/h的速度移动的行驶阶段以外也可以包括由于道路交通造成的、例如在十字路口或由于道路上的障碍物的驻车阶段。具有自动变速器的混合动力车辆当在首次起动后挂入挡位时可以处于运行中。

在内燃机与用于驱动混合动力车辆的电气机器、例如用于驱动混合动力车辆的电动机之间设置有分离离合器。分离离合器优选设计用于，在闭合状态下将内燃机与电气机器机械地相互耦连，并且在断开状态下将内燃机与电气机器在机体上彼此完全分离。因此，混合动力车辆具有所谓的内燃机怠速模式，在内燃机怠速模式中，内燃机与电气机器脱耦地空转运行。分离离合器优选可控制、例如能够通过可控制的电动机被控制。

根据按照本发明的方法，为了识别是否在混合动力车辆的内燃机中发生燃烧，断开在内燃机与电气机器之间的分离离合器并且在分离离合器断开时收到转速信号，该转速信号代表在分离离合器断开时内燃机的转速。收到转速信号可以包括例如从测量装置或处理装置接收转速信号。收到转速信号可以附加地包含借助测量装置测量转速信号和/或借助处理装置将测得的转速信号转化为一个或多个数据流。所述测量装置可以是转速传感器、例如静磁的转速传感器。静磁的转速传感器可以具有例如带有多个磁性区段或磁性齿部的传感器轮和磁场传感器、例如霍尔传感器。传感器轮可以固定在内燃机的曲轴的任意位置上、例如内燃机的两个气缸之间或内燃机与分离离合器之间。所述处理装置可以具有微处理器。分离离合器断开时的转速信号可以是仅当分离离合器已被断开时被接收的信号。备选地，分离离合器断开时的转速信号可以是信号的间隔，其中，分离离合器在所述间隔期间断开，而信号被持续地接收，无论分离离合器是断开还是闭合。

基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧。尤其确定是在内燃机的一个气缸还是在所有气缸中发生燃烧，或者是否在内燃机的任一气缸中都不发生燃烧。对是否在内燃机中发生燃烧的确定可以例如基于内燃机的空转转速进行，下面会进一步说明。

借助按照本发明的方法能够可靠地避免，尽管内燃机没有故障或实际上在内燃机中发生了燃烧却误识别为在内燃机中未发生燃烧。相应地可以防止基于错误地识别出在内燃机中未发生燃烧而无意地触发代替措施，所述代替措施通常当识别出在内燃机中未发生燃烧时被触发。代替措施可以包括尤其带功率限制的电气行驶、启动电子功率控制系统(EPC系统)、启动发动机故障指示灯(Malfunction Indication Lamp,MIL)或其它代替措施。

断开分离离合器意味着对行驶策略的干预，因为由此在分离离合器断开时收到转速信号和确定是否在内燃机中发生燃烧需要的时间内，从混合动力车辆的混合运行转换为纯电气运行。断开分离离合器、在分离离合器断开时收到转速信号和基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧以下也被称为对是否在内燃机中发生燃烧的主动诊断。

在一些实施例中，用于在混合动力车辆运行期间识别是否在内燃机中发生燃烧的方法还可以包括，在分离离合器闭合时分析是否存在用于内燃机中缺失的燃烧的指示器。在此，如果识别到存在用于缺失的燃烧的指示器，则断开分离离合器。反之则重复对是否存在用于内燃机中缺失的燃烧的指示器的分析。用于缺失的燃烧的指示器可以例如包括在对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断中识别出在内燃机中未发生燃烧。在对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断中优选不发生对行驶策略的干预。

尤其当在内燃机的任一气缸中都不发生燃烧或在所有气缸中都发生燃烧时，对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断可能有误。因此优选地，在混合动力车辆运行期间持续进行对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断，并且一旦在被动诊断中确定在内燃机中未发生燃烧，就可以借助主动诊断检查被动诊断的正确性，在所述主动诊断中，基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧。

在被动诊断中识别出在内燃机中未发生燃烧之后才启动主动诊断，由此在被动诊断中识别出在内燃机中可能未发生燃烧的情况下可以减少对行驶策略的干预。由此能够可靠地防止针对尽管内燃机没有故障但在内燃机中未发生燃烧的情况无意地触发代替措施。

在一些实施例中，对用于内燃机中的缺失的燃烧的指示器是否存在的分析可以基于分离离合器闭合时的转速信号、尤其高分辨的转速信号进行，该转速信号代表在分离离合器闭合时内燃机的当前转速。例如可以基于分区段的转速增大分析是否存在用于内燃机中的缺失的燃烧的指示器。在此，例如可以确定内燃机的气缸位于预先规定的位置、例如其上止点时的曲轴转角是否与高分辨的转速信号具有极值、例如最小值时的曲轴转角相一致。如果相一致则可以确定在内燃机中很可能未发生燃烧。

备选或附加地，用于内燃机中的缺失的燃烧的指示器是否存在的分析可以基于在分离离合器闭合时λ传感器的λ信号进行，该λ信号代表在分离离合器闭合时混合动力车辆的λ传感器的当前的λ值。在此，例如可以识别尽管燃烧参数被调整但当前的λ值是否还处于预先规定的λ值范围之外，并且如果当前的λ值处于预先规定的λ值范围之外，则确定在内燃机中很可能未发生燃烧。反之，如果当前的λ值落在预先规定的λ值范围内，则可以确定在内燃机中发生燃烧。

备选或附加地，用于内燃机中的缺失的燃烧的指示器是否存在的分析可以基于分离离合器闭合时的转矩信号进行，该转矩信号代表电气机器的当前转矩。例如，对用于缺失的燃烧的指示器是否存在的分析可以包括实施转矩-转速可信性检测。在此可以识别，当一方面内燃机与电气机器之间的行车离合器并且另一方面电气机器与混合动力车辆的驱动桥之间的行车离合器断开时，电气机器的当前转矩是否超过电气机器的尤其与电气机器的环境条件有关的预期的转矩，并且如果当前转矩超过预期的转矩，则可以确定在内燃机中很可能未发生燃烧。反之，如果当前转矩等于或低于预期的转矩，则可以确定在内燃机中很可能发生燃烧。

备选或附加地，用于内燃机中的缺失的燃烧的指示器是否存在的分析可以基于发动机温度、尤其发动机温度的走向进行。例如，如果识别到发动机温度超出预先规定的最大温度或者在预先规定的时间段内超出预先规定的最大温度，则可以确定在内燃机中发生燃烧。

例如，如果识别到分区段的转速增大处于预先规定的范围内，而且当前的λ值处于预先规定的λ值范围之外，而且当前的转矩超过预期的转矩，则可以确定在内燃机中未发生燃烧。随后在此例中才启动主动诊断。

在一些实施例中，如果在被动诊断中、在一个燃烧循环期间识别到存在用于内燃机中缺失的燃烧的指示器，则可以断开分离离合器。备选地，如果在被动诊断中，在多个、例如三个连续的燃烧循环期间识别到存在用于内燃机中缺失的燃烧的指示器，则可以断开分离离合器。由此可以提高在被动诊断中识别出在内燃机中未发生燃烧并且实际上内燃机存在故障的概率。相应地可以延迟主动诊断的启动并且因此延迟对行驶策略的干预。

如果在被动诊断中，在一个燃烧循环中误识别出在内燃机中未发生燃烧，而在接着该燃烧循环的燃烧循环中识别出在内燃机中发生燃烧，则可以省去主动诊断并且认为内燃机不存在故障。行驶策略可以保持不变一直到在内燃机中未发生燃烧的概率大于临界概率。随后才可以开始主动诊断。由此可以提高行驶舒适度并且避免误识别为未发生燃烧。

在一些实施例中，基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧可以包括将分离离合器断开时内燃机的转速与预先规定的临界转速作比较，和当内燃机的转速小于预先规定的临界转速时确定在内燃机中未发生燃烧。预先规定的临界转速可以小于内燃机的空转转速、例如比内燃机的空转转速小空转转速的至少10％。

在一些实施例中，用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法还可以包括，在断开分离离合器后使内燃机停机并且在分离离合器断开时重新起动内燃机。在使内燃机停机时可以关闭内燃机、尤其可以中断燃料喷射以及通过内燃机的质量流和阻止内燃机中的燃烧。在重新起动内燃机时可以实施所谓的怠速起动、也就是在空转下或在分离离合器断开时内燃机的起动。在重新起动后可以基于分离离合器断开时的转速信号确定内燃机的转速是否增大超过预先规定的临界转速、尤其增大至内燃机的空转转速。如果该转速增大未超过预先规定的临界转速，则可以识别出在内燃机中未发生燃烧并且因此内燃机存在故障。反之则可以识别出在内燃机中发生燃烧并且没有故障。

备选地可以省去内燃机的停机。取而代之地可以在断开分离离合器后识别内燃机的转速是否降低到预先规定的临界转速、尤其内燃机的空转转速以下。如果该转速仅降低至空转转速，也就是说内燃机在分离离合器打开时自身保持在空转转速或者重新升高至空转转速，则可以识别出在内燃机中发生燃烧并且没有故障。如果该转速降低到预先规定的临界转速以下、尤其识别到内燃机的“停机”，则可以识别出在内燃机中未发生燃烧并且因此内燃机存在故障。

基于分离离合器断开时的转速信号可以非常可靠地识别是否在内燃机中发生燃烧。因此能够实现，仅当内燃机实际存在故障时由于缺失的燃烧而触发代替措施。

在一些实施例中，如果内燃机的转速在断开分离离合器后经过预先规定的时间间隔后小于预先规定的临界转速，则可以确定在内燃机中未发生燃烧。预先规定的时间间隔可以与断开分离离合器之前内燃机的转速有关，或者在断开分离离合器后使内燃机停机并且重新起动内燃机的情况下与重新起动的时间点有关。预先规定的时间间隔可以处于0.1s至30s、优选0.5s至15s的范围内。

在一些实施例中，如果确定在内燃机中未发生燃烧，则可以产生驾驶员报告信号，该驾驶员报告信号代表在内燃机中未发生燃烧。例如可以由于驾驶员报告信号启动显示器、例如发动机故障指示灯。因此可以告知驾驶员，应启动代替措施和必要时应启动哪些代替措施和/或驾驶员应当搜寻修理车间。

备选或附加地，如果识别出在内燃机中未发生燃烧，则可以触发另外的代替措施。例如可以纯电气地运行混合动力车辆，其中，尤其进行功率限制。

备选或附加地，如果识别出在内燃机中未发生燃烧，则可以进行内燃机的重新起动并且确定在内燃机重新起动后是否在内燃机中发生燃烧。如果内燃机的转速增大超过预先规定的临界转速，则可以识别出发生燃烧并且没有故障。反之，如上所述可以引入代替措施。

在一些实施例中，如果识别出在内燃机中发生燃烧，则可以闭合分离离合器。为此，可以在闭合分离离合器之前将内燃机同步至变速器转速，并且一旦内燃机的转速与变速器转速大致相当就闭合分离离合器。随后能够以混合运行模式运行混合动力车辆。在此运行期间可以再次实施对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断。

所述方法可以类似地应用于具有内燃机和通过分离离合器与该内燃机相连的附加的驱动装置的车辆上。附加的驱动装置可以是例如氢气驱动装置或者是其它的驱动装置。

本发明还涉及一种用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的控制装置，其中，在所述内燃机与用于驱动混合动力车辆的电气机器之间设置有分离离合器。所述控制装置设计用于通过分离离合器控制信号断开内燃机与电气机器之间的分离离合器、在分离离合器断开时收到代表分离离合器断开时内燃机转速的转速信号并且基于分离离合器断开时的转速信号确定是否在内燃机中发生燃烧。所述控制装置尤其设计用于实施上述用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法。

所述控制装置可以具有处理器、例如微处理器，所述处理器设计用于实施上述用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法。控制装置还可以具有数据存储器，在该数据存储器中优选存储有程序，该程序包含用于处理器的指令，以便根据所述方法控制该处理器。此外，在数据存储器中可以存储有用于实施所述方法的预先规定的参数、例如预先规定的临界转速、预先规定的时间间隔和/或其它参数。

所述控制装置可以具有一系列信号输入端和信号输出端。通过信号输入端可以接收例如分离离合器断开时的转速信号、分离离合器闭合时的转速信号、λ信号、转矩信号和/或其它信号。通过信号输出端可以控制尤其分离离合器和必要时机动车的变速器，和/或传递驾驶员报告信号。

所述控制装置可以集成在机动车的发动机控制器或变速器控制器中。

本发明还涉及一种机动车、例如混合动力车辆。所述混合动力车辆具有内燃机、通过分离离合器与所述内燃机相连的用于驱动混合动力车辆的电气机器、如上一段所述的控制装置和转速传感器。例如，所述混合动力车辆可以是全混合动力车辆或者是插电式混合动力车辆。所述转速传感器可以如上根据按照本发明的方法所述设计。

作为电气机器的代替，机动车可以具有氢气驱动装置、另外的内燃机或其它驱动装置。

现在示例性地并且结合附图说明本发明的实施例。在附图中：

图1示意性地示出混合动力车辆的传动系的实施例；

图2示意性地示出按照本发明的控制装置的实施例；

图3示出按照本发明的用于识别是否在内燃机中发生燃烧的方法的第一实施例的流程图；

图4示出按照本发明的用于识别是否在内燃机中发生燃烧的方法的第二实施例的流程图。

图1中示出混合动力车辆的传动系1的实施例。混合动力车辆的传动系1包含具有曲轴11的内燃机10、电动驱动装置12和分离离合器13，电动驱动装置12通过分离离合器13与内燃机10的曲轴11耦连。内燃机10和电动驱动装置12通过变速器14与驱动桥15耦连，驱动桥15与混合动力车辆的车轮16连接。变速器14是例如双离合器变速器。

传动系1还包含转速传感器，该转速传感器具有带有58个齿部170的传感器轮17和霍尔传感器18。传感器轮17固定在内燃机10与分离离合器13之间的曲轴11上。霍尔传感器18在曲轴11旋转期间感测或者说扫描传感器轮17并且产生高分辨的、振荡的转速信号。霍尔传感器18的转速信号通过数据总线19被传输至控制装置2。

控制装置2设计用于实施用于在混合动力车辆运行期间识别是否在混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法3、4之一，以下结合图3和图4进一步说明方法3、4。

如图2所示，控制装置2包含信号输入端20，信号输入端20可与数据总线19连接，并且控制装置2可以通过信号输入端20接收转速信号。控制装置2还包含与信号输入端20连接的处理器21、与处理器21连接的数据存储器22和与处理器21连接的信号输出端23。在数据存储器22中存储有程序，该程序包含用于处理器21的指令以便根据方法3、4之一控制处理器21。处理器21是微处理器，该微处理器设计用于实施用于在混合动力车辆运行期间识别是否在该混合动力车辆的内燃机中发生燃烧的方法3、4。信号输出端23与控制马达或分离离合器13的调节器(未示出)可连接，以便传递用于断开或闭合分离离合器的控制信号，并且与显示器可连接以便传递驾驶员报告信号并且告知驾驶员内燃机具有故障，因为在内燃机中未发生燃烧。

图3示出按照本发明的用于识别是否在内燃机中发生燃烧的方法3的第一实施例的流程图.

在步骤30中实施对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断。在此，例如在分离离合器闭合时从转速传感器接收高分辨的转速信号，该转速信号代表与曲轴转角有关的内燃机转速，并且随后确定内燃机的气缸位于其上止点时的曲轴转角是否与高分辨的转速信号具有最小值时的曲轴转角相一致。如果这两个曲轴转角不同，则被动诊断得出在内燃机中很可能发生燃烧的结果。与此相反，如果这两个曲轴转角相一致，则被动诊断得出在内燃机中很可能未发生燃烧的结果。

如果在步骤30中识别出在内燃机中发生燃烧，则重复步骤30中的被动诊断。

如果在步骤30中识别出在内燃机中未发生燃烧，则在步骤31中断开内燃机与电动驱动装置之间的分离离合器。为此将控制信号传递至控制马达或分离离合器的调节器，该控制信号促使控制马达或调节器断开分离离合器。

在步骤32中，在分离离合器断开时从转速传感器接收转速信号，该转速信号代表在分离离合器断开时内燃机的转速。

在步骤33中确定是否在内燃机中发生燃烧。为此在断开分离离合器之后识别，内燃机的转速在3s后大约降低至内燃机的空转转速还是大约0U/min。如果该转速仅降低至空转转速，则得出在内燃机中发生燃烧。与此相反，如果该转速降低至0U/min，则得出在内燃机中未发生燃烧。

如果在步骤33中确定在内燃机中发生燃烧，则在步骤34中闭合分离离合器。为此，在闭合分离离合器之前将内燃机同步至变速器转速，并且一旦内燃机的转速与变速器转速大致相当，就将控制信号传输至控制马达或分离离合器的调节器，该控制信号促使控制马达或调节器闭合分离离合器。在闭合分离离合器之后重新以混合运行模式运行混合动力车辆。

如果在步骤33中确定在内燃机中未发生燃烧，则在步骤35中触发代替措施。代替措施包括转换为混合动力车辆的带功率限制的纯电气运行，以便延长能以电气运行模式行驶的路程，代替措施还包括告知驾驶员应当搜寻修理车间。为了告知驾驶员将相应的驾驶员报告信号传输至显示设备。

图4示出用于在混合动力车辆运行期间识别是否在内燃机中发生燃烧的方法4的第二实施例。

如根据图3所述，在步骤30中实施对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断。如果在步骤30中识别出在内燃机中发生燃烧，则在步骤30中重复被动诊断。

如果在步骤30中识别出在内燃机中未发生燃烧，则在步骤31中，如根据图3所述断开内燃机与电动驱动装置之间的分离离合器。

在步骤36中使内燃机停机。为此，通过中断燃料喷射以及通过内燃机的质量流来关闭内燃机。

在步骤37中重新起动内燃机。在此，在分离离合器断开时，在空转下起动内燃机。

在步骤32中，如根据图3所述，在分离离合器断开时接收转速信号。

在步骤38中确定是否在内燃机中未发生燃烧。为此，在重新起动内燃机之后确定内燃机的转速是否大约增大至内燃机的空转转速。如果该转速未增大至空转转速，则得出在内燃机中未发生燃烧。反之，如果该转速增大至空转转速，则得出在内燃机中发生燃烧。

如果在步骤38中确定在内燃机中发生燃烧，则在步骤34中，如根据图3所述闭合分离离合器。

如果在步骤38中确定在内燃机中未发生燃烧，则在步骤35中，如根据图3所述引发代替措施。

附图标记列表

1 传动系

10 内燃机

11 曲轴

12 电动驱动装置

13 分离离合器

14 具有行车离合器的变速器

15 驱动桥

16 车轮

17 传感器轮

170 传感器轮的齿部

18 霍尔传感器

19 数据总线

2 控制装置

20 信号输入端

21 处理器

22 数据存储器

23 信号输出端

3、4 用于识别是否在内燃机中发生燃烧的方法

30 实施对是否在内燃机中发生燃烧的被动诊断

31 断开分离离合器

32 在分离离合器断开时接收转速信号

33 确定是否在内燃机中发生燃烧

34 闭合分离离合器

35 引发代替措施

36 使内燃机停机

37 重新起动内燃机

38 确定是否在内燃机中发生燃烧