CN101187339A - 用于改变车辆中内燃机的运行模式的方法 - Google Patents

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Abstract

用于改变车辆中内燃机的运行模式的方法，该车辆带有具有可变传动比的变速器的传动系，其特征在于，所述运行模式的改变与变速器传动比的变化同时进行。

Description

用于改变车辆中内燃机的运行模式的方法
技术领域
本发明涉及一种用于改变车辆中内燃机的运行模式的方法以及一种装置、尤其是用于内燃机的控制器以及一种计算机程序，其中该车辆带有具有可变传动比的变速器(Getriebe)的传动系。
背景技术
如今对于车辆中的内燃机推广得最广泛的是进气管喷射式和直接喷射式汽油发动机以及直接喷射式柴油发动机。在此已经熟知不同的燃烧方法，除了汽油发动机中的均质分层燃烧方法外还有例如一种均质柴油机燃烧(HCCI)以及一种汽油发动机中的高压缩燃烧(CAI)。同样熟知的是进行单个气缸的气缸关闭。所有这些运行模式的缺点是，它们不能在内燃机的所有工作点上实现。因此在运行过程中必须改变运行模式，这就可能导致例如扭矩梯度的形式的舒适度损失。同样熟知的是，用不同的燃料使车辆运行，例如用天然气或汽油。这里可以在连续运行过程中在燃料之间进行切换，这同样会导致力矩梯度。
发明内容
本发明的任务是减少在转换内燃机的运行模式时的舒适度损失，尤其是通过扭矩梯度产生的舒适度损失。
这一问题通过按独立权利要求的一种方法、一种装置以及一种计算机程序得以解决。这一问题尤其通过一种用于改变车辆中内燃机的运行模式的方法得以解决，该车辆带有具有可变传动比的变速器的传动系，其中运行模式的改变是与变速器传动比的改变同时进行的。变速器传动比的改变例如在手动换档变速器、自动化的换档变速器(automatisiertes Schaltgetriebe)以及自动变速器(Getriebeautomat)中是换档，或者在一种可无级变化的变速器中例如CVT中是传动比的变化。这里的同时理解为，运行模式的改变在换档过程期间或者说在传动比改变期间进行。传动比的改变会引起力矩突变或者至少引起力矩梯度，这样附加的力矩梯度通过运行模式的改变不明显。
优选在内燃机在发动机综合特性曲线的特定区域里运行时一旦变速器的传动比发生变化就进行运行模式的改变。如果内燃机在发动机综合特性曲线的特定区域运行，那么从这一点出发，即随着传动比的变化运行模式的改变是必要的。传动比一旦出现变化，运行模式的改变就会推后或者提前。即将进行的运行模式的改变优选根据内燃机在发动机综合特性曲线里的运行模式的当前的点和在发动机综合特性曲线里的运行状态的变化梯度来识别，并且在变速器的传动比发生变化时进行运行模式的改变。这里的运行模式的变化梯度理解为发动机综合特性曲线里工作点移动的方向和大小。发动机综合特性曲线优选为关于内燃机转速的扭矩的发动机综合特性曲线。在一种换档变速器中运行模式的改变优选为发生在换档过程期间。在此，在一种换档变速器中运行模式的改变优选为发生在当传动系中处于内燃机和变速器之间的离合器至少部分打开时。在一种具有两个离合器的双离合器变速器中运行模式的改变优选在两个离合器滑动时的换档过程期间进行。在一种具有变矩器跨接耦合器的自动变速器中运行模式的改变优选为发生在变矩器跨接耦合器打开时。
文中开头所述的问题也通过一种用于改变车辆中内燃机运行模式的方法得以解决，该车辆带有具有用于至少部分分离内燃机和传动系之间的扭矩传递的离合器装置的传动系，其中在运行模式改变时离合器装置至少部分打开，这样就在内燃机和传动系之间扭矩传递时引起滑动。离合器装置优选为一种车辆的传动系中处于内燃机和变速器之间的离合器，其中离合器在运行模式改变过程中通过部分打开进入滑动状态。在另一种优选的实施方式中，离合器装置可以包括两个在车辆传动系中处于内燃机和双离合器变速器之间的离合器，其中两个离合器在运行模式改变过程中通过部分打开进入滑动状态。同样，离合器装置也可以是在车辆传动系中处于内燃机和传动系之间的自动变速器的变矩器跨接耦合器，其中变矩器跨接耦合器在运行模式改变过程中打开。
文中开头所述的问题也通过一种装置、尤其是用于内燃机的控制器得以解决，这种装置具有用于改变车辆中内燃机的运行模式的机构，该车辆带有具有可变传动比的变速器的传动系，其中运行模式的改变与变速器传动比的变化同时发生。
文中开头所述的问题也通过一种装置、尤其是用于内燃机的控制器得以解决，这种装置具有用于改变车辆中内燃机的运行模式的机构，该汽车带有具有离合器装置的传动系，该离合器装置用于至少部分分离内燃机和传动系之间的扭矩传递，其特征在于，在运行模式改变时离合器装置至少部分打开，以便在内燃机和传动系之间扭矩传递时引起滑动。
文中开头所述的问题也通过一种具有程序代码的计算机程序得以解决，当在计算机中执行该程序时，该程序代码用于执行按本发明方法的所有步骤。
附图说明
以下借助附图对本发明的实施例进行进一步的解释。其中：
图1是一种内燃机的发动机万有特性曲线；
图2是在一种自动化的变速器中按本发明的控制的草图；
图3是在一种换档变速器中按本发明的控制的草图。
具体实施方式
图1示出了一种内燃机的发动机万有特性曲线K、所谓的万有特性曲线的例子。图中示出了关于转速n的内燃机力矩T。出发点是，内燃机设置在车辆中，其中内燃机用于驱动车辆。内燃机是车辆传动系的一部分，除了内燃机外传动系还包括用于驱动主动轮的具有可变减速比的减速器。减速器可以是例如换档变速器，其中在这种情况下在内燃机和换档变速器之间设置了一个可控的离合器；可以是一种自动化的换档变速器，其中在内燃机和换档变速器之间同样设置了一个离合器；可以是一种具有变矩器以及可液压控制的档位的自动变速器，其中变矩器借助变矩器跨接耦合器可以跨接起来；或者也可以是一种所谓的具有两个离合器的双离合器变速器，其中双离合器变速器包括两个独立的传动线，该传动线可以分别借助于配属于该传动线的离合器与内燃机交替地连接。变速器也可以是一种具有连续变化的传动比的变速器(CVT)。所有之前描述的变速器和离合器装置都是人们熟知的，因此这里不再进一步解释。
内燃机不仅可以是柴油发动机，而且也可以是汽油发动机。不仅在柴油发动机中，而且在汽油发动机中都熟知不同的运行模式。一方面，尤其是在汽油发动机中，已知在燃料的喷射和燃烧方面不同的运行模式，例如均质或者分层的燃烧方法或者说两者的组合、均质的柴油机燃烧(HCCI)、高压缩的汽油发动机燃烧(CAI)以及类似的燃烧方法。在内燃机的运行过程中可以在这些运行模式之间来回转换，这通常会引起一种力矩梯度。同样熟知的是，例如在部分负荷区域关闭内燃机的单个的气缸，并且在相应的高扭矩要求下重新接通气缸(气缸关闭)。这里在气缸接通和关闭时也出现了扭矩突变。另外也熟知，用不同的燃料使内燃机运行，例如选择用汽油或者天然气。这里在从一种燃料的燃烧转换到另一种燃料的燃烧时也出现了扭矩突变。
不同的运行模式之间的转换现在在一个时刻进行，在该时刻传动比发生变化，该时刻在换档变速器或者说自动变速器中就是换档。
如果传动比的转换与运行模式的改变不一致，那么传动系也会进入一种“软状态”，在该状态中，例如在自动变速箱(Automatikgetriebe)中变矩器跨接耦合器被打开或者在自动化的换档变速器或者在双离合器变速器中离合器有目的地进入滑动状态。
这在图1中的示例中示出，该示例是关于内燃机转速n的发动机力矩T的发动机综合特性曲线K。全负荷曲线VK限界了可用的高功率区域。数条曲线BF标示固定的运行区域。虚线表示的曲线-其中有一条用T(P＝常数)标示-表示的是恒定功率的转速/扭矩。用数字275、300、325、350、400、450、500标示的曲线表示的是同样的专门的、也就是有关功率的燃耗be＝常数的线条。在发动机扭矩为大约65牛顿米以及最大转速为大约4700 1/min时，内燃机的运行模式发生改变。该运行模式的改变是用一条实线A来表示的。也就是在发动机综合特性曲线中有两个分别具有不同的运行模式的区域，一个是在发动机力矩＞65Nm或者转速＞4700 1/min时的运行模式I，并且另一个是在发动机力矩＜65Nm并且转速＜4700 1/min时的运行模式II。如果在图1的发动机综合特性曲线中线条A在转速变化或者说力矩变化时被超越，那么运行模式就会发生转换。在发动机综合特性曲线中，线条G1、G2、G3、G4以及G5分别表示变速器的不同档位以及点划线P表示的是相同的功率。换档引起工作点沿着表示相同的功率的线条P移动到与表示变速器的相应的档位的线条的相应交点，例如从第4档位转换到第5档位时，从点2转换到点4。在从点2转换到点4时，线条P与线条A相交，从而有必要改变运行模式。现在这种运行模式的改变是与从第4档位到第5档位的换档、也就是从点2到点4同时发生的。相应地，运行模式的改变倒过来，也就是例如在从第5档位转换到第4档位时，在图1的例子中例如就是从点4到点2。
分别对应运行模式I或者说II的发动机综合特性曲线区域不仅在超越线条A时应用，而且一旦工作点落入包围在线条A和点线B之间的区域或者说走廊KAB中时也应用。如果例如在从工作点1的第3档位转换到工作点2的第4档位时，那么虽然不会从运行模式II转换到运行模式I，但是作为工作点到达走廊KAB。由于从运行模式II转换到走廊KAB，在从第3档位转换到第4档位的同时，运行模式转换到运行模式I。相反，如果从第5档位的工作点4转换到第4档位的工作点2，那么就会从运行模式I转换到走廊K，这样在换挡期间同样会改变运行模式。
在一种自动化的换档变速器(ASG)中，运行模式的转换时刻与换挡是重合的。由于换挡是电子控制的，所以这一信息提供给控制器，这样运行模式的转换就能与换挡同步进行。在具有变矩器的自动变速器中，运行模式的转换发生在变矩器跨接耦合器打开的阶段，以便利用液力变矩器的缓冲。在双离合器变速器中，运行模式的转换时刻发生在这样一个阶段中，在该阶段中两个离合器处于滑动状态或者说开关点被移动，以便它在内燃机运行模式的转换阶段中发生。这里也有通过电子控制的转换随时提供给控制器的关于换挡时刻的信息。在手动换档变速器中，当离合器在换挡时打开时运行模式发生转换。离合器例如可以通过配属于离合器的开关确定打开或者例如通过调节节气门踏板或者通过在换档过程中当前输出的扭矩来确定打开。
图2示出的是用于自动化的变速器的控制的实施例。在此不仅可以涉及自动化的换档变速器，而且也可以涉及自动变速器。根据驾驶员的意愿(期望力矩WM)和/或者车辆速度v，运行模式协调器KO设定内燃机M的运行模式B。变速器AG将当前挂入的档位EG报告给运行模式协调器KO。如果现在要转换运行模式，那么它就与变速器AG的动作同时发生，例如与变矩器跨接耦合器的打开、在自动化的换档变速器中的换档过程S、在连续变化的变速器中的传动比变化、在双离合器变速器中的交叉转换同时发生。运行模式改变到较小区域，这是图1中的运行模式II；改变到整个运行区域的运行模式，这是图2中的运行模式I，必须最迟发生在运行模式界限处，这是图1中的线条A。相反的改变、也就是从较大运行区域的运行模式改变到较小运行区域的运行模式，在图1中这是从运行模式I到运行模式II的改变，按照精神也应相反。
在手动换档变速器中的控制的一种实施例在图3中示出。运行模式协调器KO在这里也是根据车辆速度v、调节节气门踏板(期望力矩WM)和类似的因素来确定是否必须转换运行模式。只有在离合器打开时才会进行这种转换，这一信息根据离合器状态K报告给运行模式协调器KO。

Claims (15)

1.用于改变车辆中内燃机的运行模式(I、II)的方法，该车辆带有具有可变传动比的变速器的传动系，其特征在于，所述运行模式(I、II)的改变与变速器传动比的变化同时发生。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在内燃机在发动机综合特性曲线(K)的确定区域(KAB)中运行时，一旦变速器的传动比发生变化，所述运行模式(I、II)就进行改变。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，即将发生的运行模式的改变根据在发动机综合特性曲线(K)中内燃机运行模式(I、II)的当前的点和在发动机综合特性曲线(K)中运行状态变化的梯度(G)来识别，并且所述运行模式(I、II)的改变在变速器传动比变化时进行。
4.按权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述发动机综合特性曲线(K)是关于转速(n)的扭矩(T)的发动机综合特性曲线。
5.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在换档变速器中所述运行模式(I、II)在换档过程中改变。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在换档变速器中运行模式(I、II)的改变在传动系中处于内燃机和变速器之间的离合器至少部分打开时进行。
7.按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在具有两个离合器的双离合器变速器中运行模式(I、II)的改变在换档过程中当两个离合器滑动时进行。
8.按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在具有变矩器跨接耦合器的自动变速器中运行模式(I、II)的改变在变矩器跨接耦合器打开时进行。
9.用于改变车辆中内燃机的运行模式(I、II)的方法，该车辆带有具有用于至少部分分离内燃机和传动系之间的扭矩传递的离合器装置的传动系，其特征在于，在运行模式(I、II)改变时离合器装置至少部分打开，从而就在内燃机和传动系之间的扭矩传递中引起滑动。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离合器装置是车辆传动系中处于内燃机和变速器之间的离合器，并且该离合器在运行模式改变的过程中通过部分打开进入滑动状态。
11.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离合器装置是两个在车辆的传动系中处于内燃机和双离合器变速器之间的离合器，并且两个离合器在运行模式改变的过程中通过部分打开进入滑动状态。
12.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离合器装置是车辆传动系中处于内燃机和传动系之间的自动变速器的变矩器跨接耦合器，并且该变矩器跨接耦合器在运行模式的改变过程中打开。
13.装置，尤其是用于内燃机的控制器，这种装置具有用于改变车辆中内燃机的运行模式(I、II)的机构，该车辆带有具有可变传动比的变速器的传动系，其特征在于，所述运行模式(I、II)的改变与变速器传动比的变化同时进行。
14.装置，尤其是用于内燃机的控制器，这种装置具有用于改变车辆中内燃机的运行模式(I、II)的机构，该车辆带有具有用于至少部分分离内燃机和传动系之间的扭矩传递的离合器装置的传动系，其特征在于，在运行模式(I、II)改变时离合器装置至少部分打开，从而在内燃机和传动系之间的扭矩传递中引起滑动。
15.计算机程序，具有用于在计算机中执行该程序时执行按权利要求1至12中任一项所述的所有步骤的程序代码。
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