ШУМОПОДАВЛЕНИЕ В АВТОМОБИЛЯХ С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ
NOISE SUPPRESSION IN VEHICLES WITH HYBRID DRIVE

Настоящее изобретение относится к способу шумоподавления и блоку управления шумоподавлением в автомобиле с гибридным приводом. Кроме этого настоящее изобретение относится к соответствующему гибридному транспортному средству.
Автомобиль с гибридным приводом представляет собой автомобиль, который приводится по меньшей мере одним электродвигателем и, как правило, двигателем внутреннего сгорания, и источником энергии является автомобильное устройство аккумулирования электрической энергии, а также топливный бак. Таким образом, гибридное транспортное средство может приводиться в движение как исключительно с помощью двигателя внутреннего сгорания, так и исключительно с помощью по меньшей мере одного электродвигателя. Тем не менее также возможно приводить автомобиль в движение при работе как двигателя внутреннего сгорания, так и по меньшей мере одного электродвигателя.
Двигатель внутреннего сгорания оказывает критическое влияние на шум, производимый автомобилем. Когда дело касается автомобилей с высокими эксплуатационными характеристиками, часто необходимо уменьшить соответствующую мощность двигателя внутреннего сгорания в специфических диапазонах нагрузки и скорости вращения и, например, перекрыть имеющиеся откидные клапаны для выхлопного газа для достижения допустимого уровня шума или разрешенного излучения шума в отношении внутреннего и внешнего шума автомобиля. В частности, это необходимо, например, в городской местности, поскольку увеличенное излучение шума в данной местности не разрешено. Однако подобные действия по регулировке двигателя внутреннего сгорания, а именно перекрытие откидных клапанов для выхлопного газа, часто приводят к заметному ухудшению характеристик двигателя внутреннего сгорания автомобиля и кроме этого обычно приводят к увеличению расхода топлива.
Тем не менее в транспортном средстве с гибридным приводом благодаря использованию по меньшей мере одного электродвигателя существуют степени свободы для воздействия на излучение шума автомобиля без необходимости в снижении характеристик, ощутимом для соответствующего водителя автомобиля.
Таким образом, цель настоящего изобретения заключалась в управляемом использовании степеней свободы, полученных благодаря наличию электродвигателей в гибридном транспортном средстве, с тем, чтобы можно было получить разрешенное излучение шума.
Для достижения поставленной цели предоставлен способ, обладающий признаками пункта 1 формулы изобретения, и блок управления, обладающий признаками пункта 6 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и технические характеристики описаны в соответствующих зависимых пунктах.
Предложен способ шумоподавления в автомобиле с гибридным приводом, при этом автомобиль содержит двигатель внутреннего сгорания и по меньшей мере две электрические машины, одну электрическую машину на передней оси и другую электрическую машину на задней оси автомобиля. С помощью признаков способа согласно изобретению для понижения уровня шума снижают мощность двигателя внутреннего сгорания и, при необходимости, данную сниженную мощность автоматически наращивают через, по меньшей мере, две электрические машины, например, в зависимости от необходимого водителю крутящего момента для того, чтобы компенсировать снижение нагрузки двигателя внутреннего сгорания. Преимущество данного способа заключается в сохранении мощности трансмиссии при одновременном снижении уровня шума. В данном случае выполняется переменное распределение крутящего момента между передней осью и задней осью автомобиля. Распределение крутящего момента между передней осью и задней осью автомобиля означает в данном случае, что крутящие моменты распределяются между электрической машинной на передней оси и еще одним электрическим генератором на задней оси.
Преимущественно, когда необходима особенно тихая работа автомобиля, соответствующая нагрузка двигателя внутреннего сгорания может быть целенаправленно понижена и наращена с помощью по меньшей мере двух электрических генераторов.
Наращивание означает, что автомобиль приводится в движение положительными крутящими моментами от двигателя внутреннего сгорания и, дополнительно, от электрических машин. Следовательно, автомобиль пользуется одновременно двумя источниками привода. С одной стороны, таким образом возможно значительно улучшить затрачиваемую при движении мощность по сравнению с обычными системами, но, с другой стороны, существующую мощность можно просто получить и, в качестве ответного хода, нагрузка двигателя внутреннего сгорания может быть снижена.
Уже известно так называемое наращивание мощности с помощью электрических машин в гибридных транспортных средствах. Однако, благодаря способу согласно изобретению, данную нарощенную мощность переменно распределяют между, по меньшей мере, двумя электрическими машинами и, следовательно, между передней осью и задней осью для того, чтобы таким образом компенсировать сниженную нагрузку двигателя внутреннего сгорания и за счет этого привести к снижению излучения шума. Благодаря распределению крутящего момента между передней и задней электрической машиной, то есть между передней осью и задней осью автомобиля, достигается пространственная и временная коррекция соответствующих источников шума, результатом чего является получение более однородного характера шума и более низкого общего уровня шума.
Согласно одному заявленному варианту осуществления способа для максимально допустимого разрешенного излучения шума рассчитывают соответствующий ему допустимый приводной момент для одиночной работы двигателя внутреннего сгорания и на основании данного допустимого приводного момента автоматически устанавливают, на каких требуемых приводных моментах по меньшей мере две электрические машины должны быть подключены для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания. В данном случае может быть предусмотрено, что исходя из максимально допустимого излучения шума и связанного с ним допустимого приводного момента может быть сформирована таблица, из которой можно непосредственно определить или считать, необходимо ли снижение излучения шума в случае конкретного требуемого приводного момента и, следовательно, должны ли быть подключены по меньшей мере две электрические машины для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания.
Может быть предусмотрено, что допустимый приводной момент, соответствующий максимально допустимому излучению шума, сохраняется с возможностью извлечения в подходящей памяти автомобиля. То же самое может относиться к таблице, упомянутой и описанной выше, из которой можно непосредственно считать, для каких соответствующих приводных моментов необходимо снижение излучения шума.
Кроме этого может быть предусмотрено, что при превышении максимально допустимого излучения шума автоматически выполняется подключение по меньшей мере двух электрических машин для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания и переменно выполняется распределение момента между передней осью и задней осью автомобиля.
Кроме этого, может быть предусмотрено, что выполняется равномерное распределение крутящего момента между передней осью и задней осью автомобиля, что означает, что происходит равное распределение делимых моментов между передней осью и задней осью автомобиля. Однако также может быть предусмотрено распределение момента, отличающееся от вышеуказанного, в этом случае соответствующее полученное снижение излучения шума служит основой для выполнения управляемого распределения момента.
Настоящее изобретение также относится к блоку управления для автомобиля с гибридным приводом, при этом автомобиль содержит двигатель внутреннего сгорания с, по меньшей мере, двумя электрическими машинами, при этом одна электрическая машина расположена на передней оси и другая электрическая машина расположена на задней оси автомобиля. Блок управления согласно изобретению содержит контрольный блок, который предназначен для определения для требуемого приводного момента связанного с ним ожидаемого излучения шума в случае отдельной работы двигателя внутреннего сгорания, и, если определенное таким образом излучение шума превышает максимально допустимое излучение шума, для автоматического задействования по меньшей мере двух электрических машин для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания, и выполняется переменное распределение момента между передней осью и задней осью транспортного средства.
Определение ожидаемого излучения шума, связанного с требуемым приводным моментом, в данном случае также может означать лишь определение того факта, что ожидаемое излучение шума выше или ниже максимально допустимого излучения шума.
Кроме этого блок управления может содержать вычислительный блок, предназначенный для того, чтобы для максимально допустимого излучения шума определять соответственно связанный с ним допустимый приводной момент для отдельной работы двигателя внутреннего сгорания и, на основании данного допустимого приводного момента, для автоматического определения, на каких соответствующих требуемых приводных моментах должны быть подключены по меньшей мере две электрические машины для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания. Как уже упоминалось, подобное определение может быть оформлено в виде таблицы и храниться с возможностью извлечения в автомобиле.
Кроме этого предусмотрено, что блок управления содержит измерительный блок, который присоединен с возможностью сообщения к контрольному блоку и который предназначен для непрерывного измерения излучений шума автомобиля для того, чтобы передавать соответствующие измеренные излучения шума в контрольный блок, при этом контрольный блок предназначен, помимо прочего, для уравнивания соответствующего измеренного излучения шума с максимально допустимым излучением шума.
Также предусмотрено, что блок управления также содержит, в качестве альтернативы или дополнения, еще один измерительный блок, который подобным образом присоединен с возможностью сообщения к контрольному блоку, и который предназначен для непрерывного измерения числа оборотов автомобиля, соответственно, числа оборотов соответствующего двигателя внутреннего сгорания автомобиля, для того, чтобы сообщить контрольному блоку о достижении частоты вращения в предопределенном диапазоне частоты вращения, что сопровождается повышенным излучением шума и, возможно, излучением шума, которое превышает максимально допустимое излучение шума. В данном случае задействование двух электрических машин может происходить автоматически, при условии, что частота вращения находится в пределах предопределенного диапазона частоты вращения, который связан с излучением шума, превышающим допустимое излучение шума, так что снижение излучения шума двигателем внутреннего сгорания может быть осуществлено очень быстро и эффективно.
Кроме этого может быть предусмотрено, что контрольный блок оптимизирует распределение момента между передней осью и задней осью автомобиля, соответственно, между электрической машиной на передней оси и электрической машины на задней оси автомобиля.
Дальнейшие преимущества и улучшения изобретения можно понять из описания и прилагаемого чертежа.
Изобретение схематически изображено на чертеже посредством вариантов осуществления и описано схематически и подробно со ссылкой на этот чертеж.
В целом уровень шума, соответственно, излучение шума автомобиля должны быть разделены на определенные диапазоны для того, чтобы не превышались оговоренные предельные значения, а именно, допустимые излучения шума. В автомобилях с гибридным приводом благодаря наличию электрических машин существуют степени свободы для воздействия на подобное излучение шума. Таким образом, основная идея способа согласно изобретению, соответственно, блока управления согласно изобретению заключается в том, что в автомобиле с гибридным приводом, который содержит одну электрическую машину на передней оси и другую электрическую машину на задней оси, нарощенную мощность соответствующих электрических машин варьируемо распределяют между обеими электрическими машинами и тем самым компенсируют соответствующую уменьшенную двигателем внутреннего сгорания нагрузку. Распределение моментов между передней и задней электрической машиной приводит к пространственной и временной коррекции соответствующих источников шума, результатом чего является получение в целом однородного характера шума и более низкого уровня шума, соответственно, более низкого излучения шума.
На фиг.1 изображен один возможный вариант осуществления блока управления согласно изобретению для автомобиля с гибридным приводом. На фиг.1 изображен блок 100 управления для автомобиля с гибридным приводом, при этом автомобиль содержит двигатель 150 внутреннего сгорания и по меньшей мере две электрические машины, первая электрическая машина на передней оси и вторая электрическая машина на задней оси автомобиля. Первая машина и вторая электрическая машина обозначены совместно ссылочной позицией 110. Блок 100 управления содержит контрольный блок 120, который предназначен для того, чтобы для приводного момента, который требуется, например, водителю автомобиля, определять связанное с этим ожидаемое излучение шума при отдельной работе двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Кроме этого, если определенное таким образом излучение шума превышает максимальное допустимое излучение шума, контрольный блок 120 автоматически инициирует то, что упомянутые по меньшей мере две электрические машины 110 подключаются для снижения нагрузки двигателя 150 внутреннего сгорания и варьируемо осуществляется распределение момента между передней осью и задней осью транспортного средства. Кроме этого блок управления содержит вычислительный блок 125, предназначенный для определения для максимально допустимого излучения шума соответственно связанного с ним допустимого приводного момента, для отдельной работы двигателя внутреннего сгорания и на основании данного допустимого приводного момента, для автоматического определения, на каких соответствующих требуемых приводных моментах должны быть подключены по меньшей мере две электрические машины для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания. Контрольный блок 120 и вычислительный блок 125 сообщаются друг с другом и могут быть объединены в один блок 130. Также возможно, что контрольный блок не определяет для требуемого приводного момента связанное с ним ожидаемое излучение шума, в частности, в случае отдельной работы двигателя внутреннего сгорания, а вместо этого лишь определяет, что для требуемого приводного момента связанное с ним ожидаемое излучение шума при отдельной работе двигателя внутреннего сгорания превышает максимально допустимое излучение шума и, следовательно, автоматически инициирует то, что по меньшей мере две электрические машины должны быть подключены. Это означает, что не обязательно определять конкретно для соответствующего требуемого приводного момента связанное с ним ожидаемое излучение шума, а необходимо лишь определить, что соответствующее ожидаемое излучение шума превышает максимально допустимое излучение шума в зависимости от соответствующего требуемого приводного момента. На основании допустимого приводного момента, вычислительный блок 125 может подготовить определенное разграничение, например в форме таблицы, которая при каждом запросе немедленно выдает для соответствующего конкретного требуемого приводного момента, нужно ли подключение упомянутых по меньшей мере двух электрических машин для снижения нагрузки двигателя внутреннего сгорания. При необходимости для максимально допустимого излучения шума существует множество связанных с ним допустимых приводных моментов при отдельной работе двигателя внутреннего сгорания, так что на основании данного множества допустимых приводных моментов может быть подготовлена диаграмма диапазонов, которая предоставляет информацию о том, какие соответствующие приводные моменты в каких диапазонах приводят к излучению шума, превышающему максимально допустимое излучение шума, так что необходимо подключение двух электрических машин. Данная диаграмма диапазонов или, в качестве альтернативы, таблица может храниться в памяти 135 блока 100 управления, так что данную таблицу всегда можно извлечь. Контрольный блок 120 и вычислительный блок 125 сообщается с памятью 135 и могут иметь доступ к содержимому последней и сохранять новое содержимое, последнее обычно выполняется вычислительным блоком 125. Кроме этого блок управления содержит измерительный блок 140, который присоединен с возможностью сообщения к контрольному блоку и который предназначен для непрерывного измерения излучения шума автомобиля и для передачи соответствующего измеренного излучения шума в контрольный блок, при этом контрольный блок предназначен, помимо прочего, для уравнивания соответствующего измеренного излучения шума с максимально допустимым излучением шума. Измерительный блок 140 не обязательно должен являться частью блока 100 управления, а лишь должен сообщаться с контрольным блоком 120 блока 100 управления. Это означает, что измерительный блок 140 также может быть расположен снаружи блока 100 управления. Наконец, блок 100 управления сообщается с электрическими машинами 110, а также с двигателем 150 внутреннего сгорания и, посредством соответствующих соединений, автоматически инициирует снижение нагрузки двигателя 150 внутреннего сгорания при превышении максимально допустимого излучения шума вместе с подключением электрических машин 110 и с варьируемым распределением момента между электрическими машинами 110, в частности, равномерным распределением момента между двумя электрическими машинами, а именно между первой машиной, расположенной на передней оси, и второй машиной, расположенной на задней оси автомобиля.
Кроме этого также предполагается, что в качестве дополнения или альтернативы предоставлен еще один измерительный блок, который предназначен для непрерывного определения частоты вращения двигателя 150 внутреннего сгорания и для сообщения блоку управления, соответственно, контрольному блоку 120, который содержится внутри него, что измеренная частота вращения находится в пределах диапазона частоты вращения, о котором уже известно, что частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, которые находятся в данном диапазоне, соответственно связаны с повышенным излучением шума, то есть с излучением шума, которое превышает максимально допустимое излучение шума. Контрольный блок, соответственно, блок управления могут получать достаточную информацию для инициирования снижения нагрузки двигателя 150 внутреннего сгорания, связанного с подключением электрических машин 110, и кроме этого распределения момента между двумя электрическими машинами, с тем чтобы получить излучение шума, которое ниже максимального допустимого излучения шума, в частности, излучение шума, оптимальное для текущей ситуации при езде, без негативного воздействия на стиль вождения водителя или на текущую ситуацию при езде.