CN101084368A - 辅助启动机动车的方法以及相应的装置 - Google Patents

Abstract

一种当机动车启动时，通过增加发动机扭矩来辅助启动机动车的方法，所述方法包括如下步骤：－确定适合检测机动车启动的参数，－通过适合检测驾驶者意愿的一个参数，计算发动机工作速率选值点，－由所述工作速率选值点，确定一启动辅助扭矩，－当机动车从零速度启动到非零速度时，使用所述辅助扭矩，以及－根据发动机惯性扭矩不同数值计算所述工作速率选值点，从发动机工作速率和测量的工作速率之间的预定差开始，进行一第一值向一第二值的转换。

Description

辅助启动机动车的方法以及相应的装置

技术领域

[01]本发明涉及当机动车启动时通过增加发动机扭矩辅助启动机动车的方法，以及相关的装置。

[02]本发明尤其涉及用于辅助启动机动车的方法，该方法可用于各种装配有机械变速箱并在启动机动车时可控制发动机工作速率的机动车，以获得相当满意的驾驶性能。  “机动车启动”其意思是从机动车速度为零和变速箱分离的状态向机动车速度为非零和变速箱啮合的状态的转换。

背景技术

[03]当前，为了改善从静止位置启动机动车时的舒适感，要寻求尽可能地减少机动车向前运动的连贯性的中断。这种中断可能是由机动车总体重量的增加以及发动机集流箱容积增加引起的，发动机集流箱在反应时间期间略微降低发动机扭矩。

[04]对此，已知一种辅助启动机动车的方法，所述方法中，检测机动车速度非零以及发动机速率降低后，计算发动机工作速率的选值点(consigne)，并将递升增益系数用于所测量的发动机扭矩，所述递升增益系数是发动机工作速率选值点和所测量的发动机工作速率之间的差(écart)的函数。

[05]这种辅助启动的方法的缺点是，其不能精确补偿所施加的发动机扭矩，导致离合器踏板累进性(progressivité)的减小，使驾驶者很难平稳启动。

发明内容

[06]因此，本发明的目的是克服这一缺点，并提供一种通过增加发动机扭矩来辅助启动机动车的方法，使得可以获得最优的驾驶性能。

[07]为此，本发明的目的是提供一种当机动车启动时，通过增加发动机扭矩来辅助启动机动车的方法，所述方法包括如下步骤：

[08]-确定能够检测机动车启动的参数，

[09]-通过能够检测驾驶者意愿的一个参数，计算发动机工作速率选值点，

[10]-由所述工作速率选值点，确定一启动辅助扭矩，以及

[11]-当机动车从零速度到非零速度启动时，使用所述辅助扭矩，

[12]-根据发动机惯性扭矩不同数值计算所述工作速率选值点，从发动机工作速率和测量的工作速率之间的预定差值开始，进行一第一值向一第二值的转换。

[13]因而，使用这种辅助启动的方法，可以获得一个启动辅助扭矩，所述启动辅助扭矩可以增加到发动机扭矩上，以提供直接适合驾驶者意愿的驾驶性能。所述增加的扭矩由驾驶者的意愿确定，使得可以特别精确地估计所加的扭矩。

[14]这种辅助启动方法的优点是，其可以在一个对应于机动车变速箱脱离状态下的惯性扭矩与一个对应于变速箱依据所测量的工作速率啮合的状态下的惯性扭矩之间转换，以估算出启动阶段过程中待增加的最佳扭矩水平，进而避免了可能出现的机动车向前运动的连贯性的任何中断。

[15]在本方法的一个实施例中，加入一过滤项，计算发动机工作速率选值点，以获得基本稳定的工作速率。

[16]优选地，所述启动辅助扭矩是通过对所述发动机工作速率选值点和发动机工作速率之间的差求导来确定。

[17]优选地，在使用辅助扭矩期间，控制发动机，以获得一扭矩储备。

[18]通过这种辅助启动的方法，观察驾驶者所需的扭矩的同时，可以通过发动机策略保持扭矩储备，这样，可以不需依靠进气动力而即时回应额外扭矩的需求，所述进气动力与发动机集流箱的尺寸有关。

[19]在本发明的一个实施例中，操作发动机，以便获得可变的扭矩储备，所述扭矩储备在机动车开始启动时具有一最大值，在机动车结束启动时出现一最小值。

[20]优选地，根据吸入空气流量选值点和预计空气流量操控发动机。

[21]本发明的另一个目的是提供一种在机动车启动时增加发动机扭矩的机动车启动辅助装置，所述装置包括：一参数确定部件，所述确定部件能够检测机动车的启动；一估算部件，所述估算部件通过能够检测驾驶者意愿的参数，估算发动机工作速率选值点；以及一计算部件，所述计算部件通过速率选值点，计算启动辅助扭矩，以便在机动车从零速度到非零速度启动时，使用所述辅助扭矩。

[22]代表机动车启动的参数包括，一代表加速器踏板压下的参数和/或一代表机动车速度和发动机工作速率之间比率的参数。

[23]因而，使用这种装置，可以在不知道离合器压下状态下，确定启动辅助扭矩，从而使所述方法适用于大多数的发动机控制技术。

附图说明

 [24]通过研究附图所示的完全非限制性的实施例的说明，可以更好的理解本发明及其优点，其中：

[25]图1示出依照本发明的辅助启动装置的框图；以及

[26]图2示出在启动阶段过程中，发动机速率和扭矩随时间变化的图表。

具体实施方式

[27]图1描述了依照本发明的辅助启动装置的总的结构，由总附图标记1表示。在该图中，箭头F₁至F₇对应本发明启动辅助方法的阶段。所述装置1包括：代表机动车启动参数的一确定模块2；发动机工作速率选值点的一估算模块3，其和所述确定模块2相联系；以及一计算模块4，其程序地设计为计算待增加至发动机扭矩的启动辅助扭矩，以获得满意的驾驶性能，所述计算模块和所述估算模块3相联系。所述装置1还配有：所述启动辅助扭矩的一个管理模块5；机动车发动机的一个控制部件6，其和所述管理模块5相联系；以及启动辅助扭矩的一个监测部件7，其和所述控制部件6相联系。

[28]所述确定模块2分别在其各个输入E1、E2和E3上接受代表机动车加速器踏板压下状态Pedacc的信息、代表机动车速度Vveh的信息、以及代表机动车发动机工作速率N的信息，这些信息通过适当的传感器提供，所述信息用于确定和估算启动辅助的两个起动条件。

[29]为了确定第一起动条件是否满足，确定模块2通过所述信息计算机动车速度Vveh和发动机工作速率N的比率：

然后将所述比率和一参考值Vmil比较。选择所述参考值Vmil表征变速箱的长度。因此，当发动机速率为1000转/分钟时，该参考值通过机动车所达到的速度确定。例如，变速箱的第一传动比由1000转/分钟时7公里/小时的一个Vmil值表征。在此，“1000转/分钟时7公里/小时的一个Vmil值”理解为：当变速箱以第一传动比啮合时，发动机速率为1000转/分钟，机动车速度为7公里/小时。比率

所比较的参考值Vmil就是变速箱第一传动比的Vmil值。

[30]这样，通过一比较器(未示出)，所述确定模块2将机动车速度Vveh和发动机工作速率N的比率与所述参考值Vmil相比较。如果所示比率小于所述参考值Vmil，机动车启动辅助的第一起动条件就满足。

[31]所述确定模块2还通过加速器踏板的压下Pedacc来检测机动车驾驶者所需的扭矩，所述加速器踏板的压下Pedacc由一个传感器(未示出)测量。当驾驶者压下加速器踏板时，第二起动条件就满足。

[32]当所述确定模块2检测出机动车启动辅助的起动条件满足时，其产生一个代表撤消辅助起动的信息项，并将之传输至所述估算模块3(箭头F₁)。

[33]所述估算模块3通过对应于预定扭矩选值点的加速器踏板压下状态，估算出工作速率选值点。所述工作速率选值点使用下面的公式E计算：

$\left[34\right],N_{\mathrm{sp}}\left(i\right)=N_{\mathrm{sp}}(i-1)+\frac{\mathrm{dt}}{J}[\mathrm{kC}+(1-k)K(N-N_{\mathrm{sp}}(i-1)]$

[35]其中，N_sp(i)对应i时刻的发动机工作速率选值点，

[36]      N_sp(i-1)对应i-1时刻的发动机工作速率选值点，

[37]      J对应机动车发动机的惯性扭矩，

[38]      C是驾驶者所需的扭矩，

[39]      N是发动机工作速率，

[40]      k是一稳定系数，以及

[41]      K是一过滤常数。

[42]可通过校准图计算稳定系数k，所述校准图依赖于机动车速度Vveh、发动机工作速率与机动车速度的比率

以及驾驶者所需的扭矩C，所述信息Vveh、

和C可通过一存储器读取或解释，或者随着代表描述机动车环境的信号的条件变化。

[43]稳定系数k可如下计算： $k=[1-f_2\left(\frac{\mathrm{Vveh}}{N}\right)f_3\left(\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dt}}\right)]$

[44]其中，f₂是

的函数，其根据

信息，表示处于撤消阶段的可能性，以及

[45]f₃是

的函数，其根据扭矩信息，表示处于撤消阶段的可能性。

[46]稳定系数k可以检测驾驶者大致的恒定的扭矩需求，并起动由K(N-N_sp(i-1)限定的第一级别的过滤，当扭矩的需求量变化时，稳定系数k恒定。所述第一级别的过滤可以避免估算模块3对发动机工作速率选值点计算上的偏离。

[47]在计算过程中，估算模块3首先通过使用对应于变速箱分离状态的发动机惯性扭矩的一第一值J₁确定工作速率选值点的值。当由此确定的工作速率选值点和所测量的发动机工作速率之间的差超过一个阈值N_seuil时，所述估算模块3使用对应于变速箱以第一传动比啮合状态的发动机惯性扭矩的一第二值J₂确定工作速率选值点的值。

[48]然后，所述估算模块3将工作速率选值点的值传输到启动辅助扭矩的计算模块4扭矩(箭头F₂)。

[49]所述计算模块4同时在其输入之一E₄上接收关于测量的发动机工作速率的信息。然后，计算模块4通过一比较器(未示出)在工作速率选值点和所测量的工作速率之间进行比较。所述计算模块4依据工作速率选值点和工作速率之间的差，确定待增加至发动机扭矩上的启动辅助扭矩，以获得满意的驾驶性能。通过一比例导数校正器(uncorrecteur proportionnel dérivé)(未示出)计算启动辅助扭矩，并将之传输给启动辅助扭矩的管理模块5(箭头F₃)。

[50]所述管理模块5在输入E₅上接收关于驾驶者经由加速器踏板所需求的扭矩的选值点信息。所述管理模块5确定对应于启动辅助扭矩与所需求的扭矩选值点的第一扭矩值，以及对应于一扭矩储备的第二扭矩值，所述扭矩储备高于第一扭矩选值点。

[51]所述第一扭矩值对应于一第一扭矩选值点的值C_a，发动机通过改变相对于一最优提前位置的点火提前(l’avance àl’allumage)，达到所述第一扭矩选值点值。所述最优提前位置是对于一给定的工作选值点、实现最大扭矩的位置。词语“点火提前”在这里应理解为发动机点燃元件产生火化的时刻和活塞处于顶端死点的时刻之间发动机轴旋转的角度。对应于所述第一扭矩选值点值的点火提前可为例如20°。

[52]所述第二扭矩值C_b对应于一第二扭矩选值点的值，发动机通过打开油门(papillon)并在一最优提前位置工作，达到所述第二扭矩选值点值。所述第一和第二选值点均传输到发动机控制部件6上(箭头F₄和F₅)。

[53]通过降低对应于所述第一选值点值的点火提前，例如为了得到一个5°的角，以及通过过度打开所述油门，为了得到等于所述第一选值点值的扭矩值，所述控制部件6控制所述点火提前和所述发动机油门。通过这样的发动机策略，驾驶者所需扭矩选值点和辅助扭矩相一致，同时保证了通过改变点火提前得到迅速可用的一储藏扭矩或一扭矩储备，而不必依赖于进气动力，所述进气动力主要和发动机集流箱的尺寸相关。

[54]所述控制部件6将一发动机吸入空气流量选值点Q_consigne和一预计的吸入流量Q_estimé传输到监测部件7(箭头F₆和F₇)。如果所述流量选值点Q_consigne的值小于所述吸入流量Q_estimé，那么，通过降低点火提前减少发动机提供的扭矩。相反，如果所述流量选值点Q_consigne的值大于所述吸入流量Q_estimé，那么，通过改变点火提前，并使用可用的储藏扭矩，增加发动机提供的扭矩，这样，所述储藏扭矩在机动车完成启动后基本上为零。

[55]在图2中，曲线20至22分别给出发动机扭矩选值点和所述扭矩值C_a和C_b根据时间的变化，曲线23和24示出发动机的工作速率和工作速率选值点根据时间的变化。

[56]曲线20由机动车驾驶者压下加速器踏板确定，其具有位于时刻t₀和时刻t₁之间的第一部分，示出扭矩选值点基本为零。曲线20的第二部分在时刻t₁和时刻t₂之间逐渐升高，达到一个扭矩选值点C₁，例如35牛·米，然后，曲线20在时刻t₂和时刻t₃之间的第三部分延伸，基本等于扭矩选值点C₁。曲线20的第四部分位于时刻t₃和时刻t₄之间，基本等于扭矩选值点C₂，例如45牛·米。第五部分在时刻t₄和时刻t₅之间降低，基本降低至扭矩选值点C₁。曲线的第六部分从时刻t₅到时刻t₆基本升高，直至其基本达到扭矩选值点C₂。从时刻t₆开始，扭矩选值点基本为常量。

[57]曲线23表示传感器检测的发动机工作速率的改变，其具有位于时刻t₀和时刻t₁之间的第一部分，基本等于发动机速率N₁，例如660转/分钟。曲线23的第二部分，位于时刻t₁和时刻t₇之间，基本从所述速度N₁减小至速度N₂，例如630转/分钟。位于时刻t₇和时刻t₃之间的第三部分线性升高，达到转速N₃，例如1200转/分钟。第四部分，位于时刻t₃和时刻t₅之间，降低至最小速度N₄，例如600转/分钟。曲线23的第五部分从时刻t₅开始，基本为一个升高的部分。

[58]曲线24示出发动机工作速率选值点的变化，其由公式E以及前述曲线20和23确定。

[59]曲线24的第一部分基本与曲线23的位于时刻t₀和时刻t₁之间的第一部分相一致。位于时刻t₁和时刻t₇之间的第二部分升高至速度N₅，例如700转/分钟。位于时刻t₇和时刻t₈之间的第三部分线性升高至速度N₆，例如1600转/分钟。第四部分，位于时刻t₈和时刻t₅之间，升高至速度N₇，例如1900转/分钟，斜率小于其第二部分的斜率。在时刻t₅，工作速率选值点突然降低至转速N₄。位于时刻t₈和时刻t₉之间的第五部分升高至速度N₈，例如1100转/分钟。曲线的第六部分从时刻t₉开始，基本和曲线20从时刻t₄开始的部分相一致。

[60]曲线21表示选值点扭矩和撤消辅助扭矩的变化，其包含第一部分，所述第一部分基本和曲线22位于时刻t₀和时刻t₃之间的部分一致。第二部分位于时刻t₃和时刻t₈之间，升高至扭矩值C₃，例如80牛·米。接下来是第三部分，所述第三部分在时刻t₈和时刻t₁₀之间降低至扭矩值C₄，例如65牛·米。第四部分在时刻t₁₀和时刻t₁₁之间基本升高至扭矩值C₅，例如90牛·米。第五部分在时刻t₁₁和时刻t₉之间降低，然后基本和曲线20从时刻t₉开始的部分相一致。

[61]曲线22表示可获得的扭矩储备的变化，其具有基本和曲线21的总的外观一样的外观。第一部分基本和曲线21位于时刻t₀和时刻t₃之间的部分一致。第二部分位于时刻t₃和时刻t₈之间，升高至扭矩值C₆，例如120牛·米，接下来是第三部分，所述第三部分在时刻t₈和时刻t₁₀之间降低至扭矩值C₇，例如100牛·米。第四部分在时刻t₁₀和时刻t₁₁之间基本升高至扭矩值C₈，例如135牛·米。第五部分在时刻t₁₁和时刻t₅之间降低，然后基本和曲线21相一致。

[62]因而，本发明可以得到一个增加发动机扭矩的启动辅助扭矩，以提供直接适应驾驶者意愿的驾驶性能，同时，通过发动机策略，可以维持一个可得到的扭矩储备，以迅速回应机动车驾驶者的意愿。

Claims (9)

1.当机动车启动时，通过增加发动机扭矩来辅助启动机动车的方法，所述方法包括如下步骤：

-确定能够检测机动车启动的参数，

-通过能够检测驾驶者意愿的一个参数，计算发动机工作速率选值点，

-由所述工作速率选值点，确定一启动辅助扭矩，以及

-当机动车从零速度到非零速度启动时，使用辅助扭矩，其特征在于：根据发动机惯性扭矩不同数值计算所述工作速率选值点，从发动机工作速率和测量的工作速率之间的预定差开始，进行一第一值向一第二值的转换。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，加入一过滤项，计算发动机工作速率选值点，以获得基本稳定的工作速率。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述启动辅助扭矩是通过对发动机工作速率选值点和发动机工作速率之间的差求导来确定。

4.按照前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在使用辅助扭矩期间，控制发动机，以获得一个扭矩储备。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，操作发动机，以便获得一可变的扭矩储备，所述扭矩储备在机动车开始启动时具有一最大值，且在机动车启动结束时出现一最小值。

6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据吸入空气流量选值点和预计空气流量操控发动机。

7.在机动车启动时，通过增加发动机扭矩来辅助机动车启动的装置，所述装置包括：一参数确定部件(2)，所述确定部件适于检测机动车的启动；一估算部件(3)，所述估算部件通过适合检测驾驶者意愿的参数估算发动机工作速率选值点；以及一计算部件(4)，所述计算部件通过速率选值点计算一启动辅助扭矩，以便在机动车从零速度到非零速度启动时，使用所述辅助扭矩，

其特征在于，密封装置根据发动机惯性扭矩不同数值计算工作速率选值点，从发动机工作速率和测量的工作速率之间的预定差开始，进行一第一值向一第二值的转换。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，代表机动车启动的参数包括一代表加速器踏板压下的参数。

9.按照权利要求7或8所述的装置，其特征在于，代表机动车启动的参数包括一代表机动车速度和发动机工作速率之间比率的参数。

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