CN102224045A - 在车辆起动阶段控制发动机速度的方法、装置和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于带有自动变速器的机动车辆(100)的发动机(230)的速度控制的方法，其在使车辆运动时在接合车辆的离合器(235)时进行，所述方法包括以下步骤：请求所需的离合器扭矩(TCr)；确定离合器(235)的当前离合器扭矩(TC)以及在接合离合器时离合器(235)的闭合速率(离合器扭矩增量(TC)；确定在以所述闭合速率接合离合器(235)时用于提供要求的发动机速度增量的要求的动态扭矩增量(TD)；基于包括所述当前离合器扭矩(TC)和所述动态扭矩增量(TD)的参数确定用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机扭矩(TEn)；从发动机(230)的所述必要发动机扭矩(TEn)确定用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机速度(ωEn)；如果必要发动机速度(ωEn)高于预先确定的发动机速度(ωEd)则将发动机速度(ωE)升高到必要发动机速度(ωEn)。本发明还涉及一种用于控制发动机速度的装置、一种机动车辆、一种用于控制发动机速度的计算机程序以及一种计算机程序和计算机程序产品。

Description

在车辆起动阶段控制发动机速度的方法、装置和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的在使车辆运动时控制发动机速度的方法。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的在使车辆运动时发动机速度的控制装置。本发明还涉及一种机动车辆。本发明还涉及一种计算机程序和计算机程序产品。
背景技术
机动车辆可以装备有包括自动离合器系统的自动变速器。离合器系统的一种变型是例如单板或双板离合器类型的所谓的滑差离合器。在具有这种自动离合器的车辆的情况下，驾驶员操纵加速器踏板以提供驱使车辆的动力因此也是扭矩，离合器的位置决定所传递的扭矩的大小。
当例如在陡峭的坡上使相对重的车辆运动时，可能发生发动机中的扭矩在最低可行/额定发动机速度下不足以使车辆运动，在这种情况下必须升高发动机速度。因此当使车辆运动时需要对发动机速度进行控制。离合器中的能量与发动机速度有关，因为发动机速度越高，供应到离合器的能量越多，离合器磨损越严重。因此，如果将发动机速度升高到超过所需的速度，那离合器就承受不必要的磨损，如果将发动机速度升高的太少或者根本不升高，则车辆就会有根本不运动的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种在使具有自动变速器的机动车辆运动时以这样的方式控制该车辆的发动机速度的方法，即防止其离合器的不必要的磨损而同时可以容易并平滑地使该车辆运动，甚至在需要大扭矩的时候，正如在坡上起动的时候。
本发明的另一个目的是提供一种使具有自动变速器的机动车辆运动时以这样的方式控制该车辆的发动机速度的装置，即防止其离合器的不必要的磨损而同时可以容易并平滑地使该车辆运动，甚至在需要大扭矩的时候，正如在坡上起动的时候。
本发明的又一个目的是提供一种使具有自动变速器的机动车辆运动时以这样的方式控制该车辆的发动机速度的方法和计算机程序，即防止其离合器的不必要的磨损而同时可以容易并平滑地使该车辆运动，甚至在需要大扭矩的时候，正如在坡上起动的时候。
由下面所陈述的描述说明的这些以及其他目的是通过如上所述的在使车辆运动时控制发动机速度的方法、在使车辆运动时控制发动机速度的装置、机动车辆、计算机程序和计算机程序产品达到的，它们还分别呈现了在所附的独立权利要求1、11、20、21、22和23的特征部分中说明的特征。所述方法和装置的优选实施方式在所附的从属权利要求2-10和12-19中限定。
根据本发明，这些目的是利用当使具有自动变速器的机动车辆运动时在该车辆的离合器接合时用于控制该车辆的发动机速度的方法达到的，包括步骤：
-请求所需的离合器扭矩；
-确定当前离合器扭矩以及离合器接合时离合器的闭合速率；
-确定当所述离合器以所述闭合速率接合时用于提供所需的发动机速度增量的所需的动态扭矩增量；
-基于包括所述当前离合器扭矩和所述动态扭矩增量的参数确定获得所述请求的离合器扭矩的必要发动机扭矩；
-从所述必要发动机扭矩确定获得所述请求的离合器扭矩的必要发动机速度；以及
-如果必要发动机速度高于预定的发动机速度那将发动机速度升高到所述必要发动机速度。
从而在需要大扭矩时(正如在坡上使车辆运动时)防止了车辆离合器的不必要的磨损同时车辆可以容易并平滑地移动，以便于离合器磨损只发生在需要的时候。
根据一个实施方式，所述方法包括只要离合器在滑动就重复所述步骤的步骤，从而使该方法在使车辆运动的整个过程中能够令人满意地起作用。
根据该方法的一个实施方式，在确定所述必要发动机扭矩的步骤中的参数还包括比在确定发动机扭矩中的潜在误差大的扭矩容限(margin)。从而将在发动机扭矩表中的可能误差考虑在内。
根据该方法的一个实施方式，所述离合器扭矩增量、即离合器的闭合速率校准成存在最大速率，离合器可以以该最大速率闭合。这在其中离合器可以由电子控制单元容易并快速控制的电液离合器系统的情形中是有利的。
根据该方法的一个实施方式，确定动态发动机扭矩增量的步骤包括步骤：基于离合器扭矩的导数确定发动机扭矩的导数；从发动机扭矩的导数确定发动机速度的导数，所述动态发动机扭矩增量基于发动机转动惯量和所述发动机速度的导数确定。
根据该方法的一个实施方式，确定必要发动机速度的步骤是通过为发动机预先确定的扭矩/速度关系实现的。因此使车辆运动的过程包括使用对于特殊发动机已知的扭矩/速度关系、因而强烈取决于发动机速度的发动机扭矩、依据最大发动机扭矩与发动机速度相关的变量和依据指定的理想发动机扭矩与发动机速度相关的可选变量所施加的发动机扭矩。
根据该方法的一个实施方式，确定发动机速度的导数的步骤是基于为发动机预先确定的扭矩/速度关系实现的。在使车辆运动的过程中，对于特殊发动机已知的扭矩/速度关系、因而强烈取决于发动机速度的发动机扭矩、依据最大发动机扭矩与发动机速度相关的变量和依据指定的理想发动机扭矩与发动机速度相关的可选变量所施加的发动机扭矩的使用，通过发与发动机扭矩相关的动机速度的推导，可以容易获得发动机速度的导数。
根据该方法的一个实施方式，确定当前离合器扭矩的步骤包括步骤：通过离合器扭矩传感器检测所述离合器扭矩，获得相对精确的离合器扭矩值。
根据该方法的一个实施方式，确定当前离合器扭矩的步骤包括步骤：通过离合器输入数据建立离合器扭矩的模型。建立离合器扭矩的模型的优点是不需要传感器，因为不同离合器位置上的离合器扭矩时预先知晓的。这在低扭矩下使用有利。
根据该方法的一个实施方式，确定当前离合器扭矩的步骤包括步骤：从发动机扭矩和发动机转动惯量以及发动机速度增量估计离合器扭矩。一个优点是不需要传感器。这更好地适合于更高的扭矩，在更高的扭矩下报告/确定发动机扭矩TE的误差不像较低扭矩下的那么显著。该实施方式以及离合器扭矩被建立模型的实施方式因此可以具有结合的优点，在相对低的发动机扭矩下建立离合器扭矩的模型并且在相对高的发动机扭矩下通过发动机扭矩来确定离合器扭矩。
这些目的还利用在使具有自动变速器的机动车辆运动时在接合车辆的离合器时用于控制该车辆的发动机速度的装置来达到，该装置包括根据权利要求11的特征。根据本发明的该装置的优选实施方式在从属权利要求12-19中得到了说明。
这些目的还利用包括根据权利要求20的特征的机动车辆来达到，可以是卡车、公共汽车或小客车。
这些目的还利用在使具有自动变速器的机动车辆运动时在接合车辆的离合器时用于控制该车辆的发动机速度的计算机程序来达到，该计算机程序包括存储在计算机可读介质上的用于执行根据权利要求1-10的方法步骤的程序代码，该计算机程序在电子控制单元上或连接到电子控制单元的另一台计算机上运行。
这些目的还利用计算机程序产品来达到，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的用于执行根据权利要求1-10的方法步骤的程序代码，该计算机程序产品在电子控制单元上或连接到电子控制单元的另一台计算机上运行。
这些目的还利用可直接存储在电子控制单元内的内部存储器上或与电子控制单元连接的另一台计算机上的计算机程序产品来达到，该计算机程序产品包括用于执行根据权利要求1-10的方法步骤的计算机程序，该计算机程序在计算机上运行。
附图说明
参照如下连同附图一起理解的详细描述将更好的理解本发明，其中许多视图中相同的附图标记表示类似的部件，其中：
图1示意性地图示了根据本发明的一个实施方式的机动车辆；
图2a根据本发明的一个实施方式示意性地图示了图1中示出的车辆的子系统；
图2b根据本发明的实施方式示意性地图示了具有备选的扭矩传感器位置的车辆动力传动系统；
图3根据本发明的一个实施方式示意性地图示了预先确定的发动机扭矩作为图1中示出的机动车辆的发动机速度的函数；
图4a根据本发明的一个实施方式示意性地图示了所请求的离合器扭矩作为图1中示出的机动车辆的加速器踏板位置的函数；
图4b根据本发明的一个实施方式示意性地图示了所请求的离合器扭矩作为图1中示出的机动车辆的离合器位置的函数；
图5示意性地图示了根据本发明的一个实施方式的流程图；
图6示意性地图示了根据本发明的一个实施方式的算法；以及
图7示意性地图示了根据本发明的一个实施方式的计算机。
具体实施方式
图1示出了车辆100的侧视图。作为例子的车辆100包括牵引车单元110和挂车112。该车辆可以是重型车辆，例如卡车或公共汽车。该车辆可选地可以是小客车。该车辆100是具有自动变速器的机动车辆。
术语“链路”这里指的是通信连接装置，其可以是实体线路，比如光电通信链路，或非实体线路，比如无线连接，例如无线电链路或微波链路。
图2a示出了车辆100的子系统299。该子系统299位于牵引车单元110中。该子系统299包括动力传动系统，所述动力传动系统包括发动机230、连接到发动机的输出轴231并且构成离合器系统的一部分的离合器235、齿轮箱240，所述齿轮箱240具有连接到离合器235的输入轴236和经由齿轮247(比如锥齿轮247)连接到动力轮245的输出轴243，所述动力轮245通过驱动轴246连接到所述锥齿轮247。
根据一个实施方式的发动机230是内燃机。根据一个实施方式的内燃机是六缸发动机。根据一个实施方式的内燃机是柴油发动机。根据另一个实施方式，所述发动机是汽油发动机，根据又一个实施方式，所述发动机是乙醇发动机。根据另一种变型，所述发动机是所谓的弹性燃料发动机、即其可以以混合的乙醇和汽油运行。所述发动机230具有起动电动机(未示出)，所述起动电动机适于在车辆100的驾驶员发出请求时起动发动机。
所述子系统299还包括用于动力调动的操纵机构250，例如加速控制器，比如加速器踏板250。动力调动可以基于由驾驶员执行的与驾驶员想要向车辆提供动力以使其运行的意愿对应的动作产生。还可以将所述操纵机构250视作可以基于例如经由链路来自于车辆100的某个其他子系统的信号实施的动力调动可能性的表现。
本发明在车辆在运行表面上是固定的并且驾驶员即将使该车辆运动并且使用用于动力调动的操纵机构250驶离的情形中是特别适用的。
发动机230的输出轴231连接到离合器235。根据一种变型的离合器235是传统的盘式，例如单板或双板离合器。根据一个优选的变型的离合器系统234是电液的，其具有通过电子控制单元容易快速精确控制的优点。离合器系统可选地可以是气动的。离合器系统的离合器235还连接到齿轮箱240的输入轴236。齿轮箱240的输入轴243适于经由锥齿轮以传统的方式将动力传递到多个车轮245。所述离合器245适于能够中断动力驱动系统中的动力传递。
发动机230的特定转动惯量JE从机械计算中获知，其中根据一种变型，其是通过3D模型计算的。因此各个发动机的转动惯量JE是已知的参数。
所述子系统299包括第一控制单元201。第一控制单元201为了发信号的目的经由链路251连接到用于动力调动的操纵机构250。车辆驾驶员通过使用所述操纵机构250可以从发动机请求扭矩。根据一个实施方式，转动惯量参数作为常数以程序形式编入第一控制单元201、第二控制单元202和第三控制单元203中。
所述子系统299包括第二控制单元202，根据一种形式其适于经由链路233控制发动机230。为此，所述第二控制单元202为了发信号的目的连接到操纵机构(未示出)，例如将燃料喷射到发动机缸体的喷射阀。所述第二控制单元202适于控制发动机速度ωE和发动机扭矩TE。发动机速度旨在由位于第二控制单元中的发动机速度调节器260控制。事实是发动机速度调节器260位于第二控制单元中对发动机速度提供快速控制，因为不需要任何通信链路，比如CAN。除了定点值之外，发动机速度调节器260使用的所有信号是在第二控制单元内部，从而可以优化发动机速度调节器260的速度。所述发动机速度调节器可选地可以以任何所需的合适方式位于第二控制单元外部用于控制发动机速度。
发动机230的瞬时扭矩TE可以通过第二控制单元202以传统方式建立。发动机扭矩TE以Nm表示。由发动机产生的扭矩TE的这种建立是在控制单元202中连续进行的。由发动机230产生的扭矩TE的这种建立可以基于供应到发动机230的燃烧室的燃料量来进行。可选地，可以通过合适的传感器237来检测发动机230的扭矩，该传感器237适于经由链路239向控制单元202发送含有关于发动机扭矩TE的瞬时值的信号。
所述子系统299还包括第三控制单元203，根据一种形式该第三控制单元203适于经由链路238控制离合器235并且经由链路248控制齿轮箱240。根据一种变型，第三控制单元203适于通过位于第三控制单元203中的离合器调节器290控制离合器235的位置。离合器调节器可以以任何所需的合适方式位于第三控制单元的外部用于控制离合器位置。
根据一种变型，离合器235的最大闭合速率校准成所需的闭合速率。因此第三控制单元203适于基于所述校准控制所述闭合速率。离合器闭合速率的校准指的是离合器扭矩的导数
Figure BPA00001373376000071
从而获知在使车辆运动时离合器扭矩TC的变化。因此将离合器的最大校准速率校准成如果驾驶员使用加速器踏板来请求更快的闭合那完成得到校准的闭合。如果驾驶员使用加速器踏板请求离合器的比最大闭合速率更慢的闭合，那将根据该请求慢慢地闭合离合器。
第一控制单元201经由链路205与第二控制单元通信，经由链路206与第三控制单元通信。第一控制单元201适于传达用于动力调动的操纵机构250的位置，例如加速器踏板位置。
第二控制单元202经由链路207与第三控制单元通信。靠近发动机230设置发动机速度传感器270来检测发动机的速度，第二控制单元202适于经由链路208从发动机速度传感器270接收表示发动机速度数据的信号。第二控制单元202适于处理所述发动机速度数据以便于确定发动机加速度
Figure BPA00001373376000072
即发动机速度ωE的导数。第二控制单元202适于向第三控制单元203发送表示发动机扭矩TE的信号和表示发动机速度ωE的信号。
基于操纵机构/加速器踏板250的位置、即基于驾驶员经由操纵机构250发出的动力请求，第二控制单元202适于确定所请求的离合器扭矩TCr。经由操纵机构250控制的动力是可以经由传动装置驱动车轮245的动力。所述动力基本是离合器扭矩TC剩以齿轮齿数比。因此，可以通过控制离合器扭矩TC来控制所述动力。可选地，第三控制单元203可以适于基于加速器踏板位置(所请求的离合器扭矩TCr)确定当前离合器扭矩TC。所请求的离合器扭矩TCr在许多情况下基本等于离合器扭矩TC。
可选地或作为补充地，离合器扭矩TC是从发动机扭矩TE估算的，正如将要参照图5关于所描述的方法更详细地解释的。
可选地或作为补充地，离合器扭矩TC可以经由适于检测离合器扭矩TC的离合器扭矩传感器280获得。因此所述子系统299根据一种变型包括适于检测离合器扭矩TC的离合器扭矩传感器280。第三控制单元203适于经由链路281从离合器扭矩传感器280接收表示离合器扭矩数据的信号。可选地，第一控制单元201或第二控制单元202可以适于从离合器扭矩传感器280接收表示离合器扭矩数据的信号。图2b示出了用于离合器扭矩TC检测的多个传感器位置。
根据一种变型，第一、第二和第三控制单元由在图2a中的虚线形式示出的控制单元200包括。可选地，第一、第二和第三控制单元每个具有控制单元的形式并且具有相应的功能并适于实现相应的控制。用于分配所述功能的其他控制单元变型也是可行的。
第四控制单元210经由这里由链路212表示的连接到控制单元200的链路与第一、第二和第三控制单元通信。第四控制单元210可拆卸地连接到控制单元200。第四控制单元210可以是在车辆100外部的控制单元。第四控制单元可以适于执行根据本发明的创新方法步骤。第四控制单元210可以用于向控制单元200转移软件，尤其是用于在使具有自动变速器的机动车辆运动时在离合器接合时控制该车辆的发动机速度的软件。第四控制单元210可以可选地经由车辆中的内部网络与控制单元200通信。
第四控制单元210经由链路252与操纵机构250通信。
图2b示出了具有备选的离合器扭矩传感器位置的根据图1的车辆的动力传动系统。
所述动力传动系统包括发动机230、连接到发动机的输出轴231并且构成离合器系统234的一部分的离合器235、齿轮箱240，所述齿轮箱240具有连接到离合器235的输入轴236和经由锥齿轮247连接到动力轮245的输出轴243，所述动力轮245通过驱动轴246连接到所述锥齿轮247。
根据一种变型，离合器扭矩传感器280靠近发动机230的输出轴231设置，如图2a所示。
根据一种变型，离合器扭矩传感器280a靠近齿轮箱240的输入轴236设置。
根据一种变型，离合器扭矩传感器280b靠近齿轮箱设置并且必须将任何传动装置考虑在内。
根据一种变型，离合器扭矩传感器280c靠近齿轮箱240的输出轴243设置并且必须将任何传动装置考虑在内。
根据一种变型，离合器扭矩传感器280d靠近动力轮245的驱动轴246设置并且必须将任何传动装置考虑在内。
不管其位置如何，离合器扭矩传感器280；280a；280b；280c；280d适于检测扭矩并将表示离合器扭矩数据的信号发送到根据一个实施方式呈现第三控制单元202形式的控制单元200；201；202；203。根据一个备选的实施方式，离合器扭矩传感器280；280a；280b；280c；280d适于连续地向控制单元200；201；202；203发送包含有关离合器235的相关瞬时离合器扭矩TC信息的信号。控制单元200；201；202；203可以基于这些信号计算离合器扭矩TC和离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000091
根据上面的位置示例可以设置一个或多个传感器，适于向控制单元发送包含有关相关的瞬时离合器扭矩(即当前离合器扭矩)信息的信号的两个或多个离合器扭矩传感器280的变型是可行的，从而提供所述离合器扭矩的统计学上更精确值的可能性。
这里，根据本发明的一个示例，所述创新方法由第一控制单元201、第二控制单元202和第三控制单元203开始和控制。可选地，该创新方法由外部电子控制单元210开始和控制。
图3示出了根据本发明的一个实施方式的使图1中示出的机动车辆100运动期间的最大发动机扭矩TEmax和不同于最大扭矩的较低的校准发动机扭矩TEcal，其是发动机230的发动机速度ωE的函数。该曲线涉及到图2a和图5。
实线表示作为发动机的发动机速度ωE的函数的最大发动机扭矩TEmax、即发动机可以以特定发动机速度传送的最大扭矩，这里称做最大扭矩曲线。
虚线表示为相同的发动机指定的作为发动机速度ωE的函数的较低发动机扭矩TEp。备选的虚线是通过重新校准最大扭矩曲线获得的。当使车辆运动时得到的结果是不同的发动机速度增量，其不同于由实曲线表示的情况，实曲线表示在使车辆运动时作为发动机速度的函数的发动机230的最大扭矩。当与发动机速度相关的指定较低发动机扭矩模拟出发动机230动力不足时，结果就是提早的发动机速度增加。这样的一个优点是可以在操纵操纵机构/加速器踏板250时可以改变所经历的感知程度，以便于提供较强的感知程度、即当施加加速度时发动机速度更快地增加。
如图3中所示，发动机扭矩曲线TEmax、TEp强烈取决于在使车辆运动时使用的发动机速度范围内的发动机速度。为了在使车辆运动时发动机速度可以控制发动机230并且离合器235给发动机加载高的离合器扭矩TC，需要存在发动机速度调节器260可以使用的过剩的扭矩。发动机速度调节器的速度与这一扭矩容限成比例。为了能够在使车辆运动时在接合离合器235时能够快速升高发动机速度并且离合器235加载发动机230，发动机速度调节器需要大的扭矩来实现这种发动机速度升高。在快速离合器接合中，发动机速度必须以相同的扭矩升高的比慢离合器接合中的多。另外的需求是在离合器235的快速接合中，发动机速度需要以相同的扭矩比在慢的离合器接合中升高的更早。因此发动机速度调节器实现该发动机速度升高所需的扭矩是动态的，下文中称作动态扭矩增量TD。当达到与动态扭矩增量TD对应的扭矩时，需要发动机速度的升高。
因此发动机具有预定的扭矩/速度关系。
图4a根据本发明的一个实施方式示出了所请求的离合器扭矩TCr作为图1中示出的机动车辆的操纵机构/加速器踏板250的位置的函数。
根据图4a中的曲线的所请求的离合器扭矩TCr是基于操纵机构/加速器踏板250的位置确定的、即基于驾驶员经由操纵机构/加速器踏板250所请求的动力确定的。曲线随着操纵机构/加速器踏板250的位置指数增加以便于当操纵机构/加速器踏板250接近完全驱动、即全压下(100％)位置时，意味着所请求的离合器扭矩TCr增加更快，导致使用所述操纵机构/加速器踏板250来加速时确定的感知程度。校准曲线可以具有任何合适的形状用于操纵机构/加速器踏板的所需感知程度，根据一种变型可以是线性的。
图4b根据本发明的一个实施方式示出了作为图1中示出的机动车辆的离合器235的位置的函数。
根据一种变型，通过离合器输入数据来建立离合器扭矩的模型，通过获知离合器的结构和特征，通过将离合器调节到某一位置，基于离合器位置建立离合器扭矩TC的模型，旨在根据示出的估算曲线来检测离合器位置，例如根据图4b，其表示离合器位置与传递到离合器的扭矩之间的关系。
图5示出了根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
该方法包括第一方法步骤S510，在该步骤上，根据一种变型通过将加速器踏板压到某一位置来驱动操纵机构250(通常是加速器踏板)的驾驶员请求所需的离合器扭矩TCr。
该方法包括基于第一方法步骤S510执行的第二方法步骤S515。在步骤S515上，确定离合器235当前离合器扭矩TC，这可以以多种方式进行。
根据一个实施方式，通过利用离合器扭矩传感器280检测所述离合器扭矩来执行步骤S515以确定当前离合器扭矩TC。用于检测离合器扭矩的传感器的位置已经参照图2b讨论过了。利用传感器确定当前离合器扭矩TC的优点是可以实现向度精确的确定。
根据一个实施方式，通过利用离合器输入数据建立离合器扭矩的模型来执行步骤S515以确定当前离合器扭矩TC。使用离合器的结构和特性的知识来创建离合器235的模型，籍此可以基于离合器位置来建立离合器扭矩TC的模型。根据一种变型，根据表示离合器位置与传递到离合器的扭矩之间的关系的绘制估算曲线通过将离合器调节到某一位置来确定离合器扭矩TC。在图4b中示出了这种曲线的一个示例。建立离合器扭矩的模型的优点是不需要传感器，因为预先知道了不同离合器位置上的离合器扭矩。这在低扭矩下使用有利。离合器的位置由调节器290控制，所述调节器290将离合器引导到提供所请求的离合器扭矩的位置上。
根据一个实施方式，通过从发动机扭矩TE、发动机230的转动惯量JM和发动机的速度增量/加速度
Figure BPA00001373376000121
(即发动机速度的导数)估算来执行步骤S515以确定当前离合器扭矩TC，其中所述估算是通过从发动机扭矩TE中减去发动机的转动惯量JM与速度增量
Figure BPA00001373376000122
的乘积进行的。优点是不需要传感器。这更好地适合于更高的扭矩，在更高的扭矩下报告/确定发动机扭矩TE的误差不像较低扭矩下的那么显著。该实施方式以及离合器扭矩被建立模型的实施方式因此可以具有结合的优点，在相对低的发动机扭矩下建立离合器扭矩的模型并且在相对高的发动机扭矩下通过发动机扭矩来确定离合器扭矩。
该方法包括基于第一方法步骤执行的第三方法步骤S520以确定离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000123
也就是使离合器235接合的速率、离合器235的闭合速率，其是离合器扭矩的导数。闭合速率适配成以适当的速率使离合器235接合使得在达到所请求的离合器扭矩TCr之前获得所需的任何发动机速度升高。离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000124
可以以多种方式确定，例如在许多情况下其可以基本接近所请求的离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000125
这通常获得具有较少噪音的更稳定的值。离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000126
通常将足够接近所需的离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000127
以用作可用的近似值。
根据一个优选的实施方式，所请求的离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000128
即离合器235的所请求的闭合速率，校准成存在最大的速率，可以请求离合器235以该最大的速率闭合。这在使用离合器235可以通过电子控制单元容易并快速控制的电液离合器系统时是有利的。
根据另一个实施方式，离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000129
即离合器235的闭合速率，校准成存在最大的速率，可以以该最大的速率闭合离合器235。
根据一个备选的实施方式，离合器235本身可以配置并构造成以某一理想的最大速率闭合使其接合。这例如对应气动离合器是适用的，取决于它们的机械构造、弹簧特性等等。
该方法包括在第三方法步骤之后执行的第四方法步骤S525以确定实现所需的发动机速度增量
Figure BPA000013733760001210
所需的动态扭矩增量TD以便于提供所请求的离合器扭矩增量。
动态离合器扭矩TD是通过用发动机加速度
Figure BPA000013733760001211
(即发动机速度增量，其是发动机速度的导数)乘以发动机230的转动惯量JM来获得的。发动机230的转动惯量对于每个发动机230是已知的。
根据一个实施方式，发动机速度的导数是通过将发动机扭矩增量
Figure BPA00001373376000131
作为发动机速度ωE的函数来获得的、即发动机速度的导数，在表示为发动机预先确定的发动机扭矩TE的曲线中，发动机扭矩/发动机速度曲线根据一种变型是在不同发动机速度下的发动机的最大发动机扭矩TEmax，根据另一种变型，是预先校准的曲线，籍此发动机扭矩TE低于最大发动机扭矩TEmax，导致提早的发动机速度增加，因为然后假设发动机230比其真实情况是动力不足的。在图3中示出了这种曲线的一个示例。发动机扭矩增量即发动机速度的导数，根据一种变型是通过与离合器扭矩增量一样的方式获得的。
该方法包括在第四方法步骤之后执行的第五方法步骤以确定必要发动机扭矩TEn来为了获得所需的离合器扭矩TCr。
所述必要发动机扭矩TEn是通过将动态扭矩盈余TD、当前离合器扭矩TC和扭矩误差容限Tmar加在一起获得的，该扭矩误差容限满足发动机230的容差，因为例如形成弧形，并且必须覆盖发动机230的扭矩报告中的误差。扭矩误差容限Tmar还取决于如何计算离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000134
例如离合器扭矩增量是否近似于所请求的离合器扭矩增量
Figure BPA00001373376000136
以及这带来的是什么误差容限。根据一种变型，扭矩误差容限Tmar是常数，例如100Nm。根据另一种变型，扭矩误差容限Tmar是可变的，例如取决于发动机速度。
该方法包括在第五方法步骤之后执行的第六方法步骤S535以确定必要发动机速度ωEn来为了获得所请求的离合器扭TCr。
必要发动机速度是通过为发动机预先确定的扭矩/速度关系确定的。该必要发动机速度ωEn是从必要发动机扭矩TEn通过使用属于发动机230的扭矩/速度曲线(例如根据图3)获得的，从该曲线可以读出所述必要发动机速度。
该方法包括在第六方法步骤之后执行的第七方法步骤S540以将用于获得所请求的离合器扭矩的必要发动机速度ωEn与某一预先确定的发动机速度ωEd进行比较。该发动机速度根据一种变型是空转速度。根据另一种变型，其是在离合器接合下最低校准的发动机速度，如果不需要发动机速度增加其试图保持离合器接合。
如果所述必要发动机速度ωEn低于所述预先确定的发动机速度ωEd，那没有发动机速度增加需求，动力盈余将足够使车辆驶离。
如果所述必要发动机速度ωEn高于所述预先确定的发动机速度ωEd，那第八方法步骤S545将使发动机速度升高到所述必要发动机速度ωEn。
该方法包括第九方法步骤S550以调查离合器235是否被接合、即离合器是仍然在滑动(称作滑动状态)还是完全接合(称作锁定状态)。
如果离合器235被接合，那使车辆运动的过程就已经完成。如果离合器235仍然在滑动，那因此其仍然处在使其接合的过程中，因此通过请求所需的离合器扭矩TCr来再次开始该方法。所需的离合器扭矩TCr如果降低，那所述必要发动机速度ωEn就会降低，导致发动机速度的降低。
图6示出了根据本发明的一个实施方式的算法。该算法示出了如何执行根据本发明的所述方法。
例如通过压下车辆的加速器踏板请求离合器扭矩TCr。确定当前离合器扭矩TC，这可以以各种方式601、602、603实现。用于确定离合器扭矩TC的第一种变型601是通过利用离合器扭矩模型610来建立模型，第二种变型602是通过利用传感器检测，第三种变型603是从发动机扭矩进行估算。这些变型可以组合，选择使用或者一起使用。参照图3描述了这些变型以及它们的组合。如果存在可以选择的多个变型，要使用哪一个或多个变型来确定TC可以用来自于离合器扭矩源TCs的信号来表示。
对离合器扭矩TC采用
Figure BPA00001373376000141
推导以得出离合器扭矩导数
Figure BPA00001373376000142
与发动机扭矩导数相同的离合器导数可以使发动机速度导数
Figure BPA00001373376000145
从发动机扭矩/速度曲线获取，例如根据图3，正如参照图5描述的，方法步骤S525。
通过将发动机速度导数与发动机转动惯量JE相乘得到的结果是实现所需的发动机速度增量的动态扭矩增量TD以便于提供所请求的离合器扭矩增量。
然后将动态扭矩增量TD、当前离合器扭矩TC和满足发动机230的扭矩的误差报告的扭矩误差容限Tmar加在一起来获得所述必要发动机扭矩TEn，正如参照图5描述的，方法步骤S530。
所述必要发动机速度ωEn是从发动机扭矩/速度曲线种获取的，例如根据图3，其示出了与所述必要发动机扭矩TEn对应的发动机速度ωE。
然后将所述必要发动机速度ωEn与预先确定的发动机速度ωEd(根据该示例其是空转速度)进行比较。
如果所述必要发动机速度ωEn高于所述预先确定的发动机速度ωEd，那发动机速度会被升高到所述必要发动机速度ωEn。
图7示出了根据本发明的一个实施方式的计算机。更具体地说，其示出了一种装置700的图表。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的第一控制单元201。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的第二控制单元202。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的第三控制单元203。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的控制单元200。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的控制单元200、201、202、203的两个或多个。该装置700根据一个实施方式结合有图2a中图示出的外部控制单元210。
该装置700包括非易失性存储器720、数据处理单元710和读/写存储器750。所述非易失性存储器720具有第一存储器元件730，计算机程序，例如操作系统存储在该第一存储器元件730中用于控制该装置700的功能。该装置700还包括总线控制器、串行通信端口、I/O装置、A/D变换器、时间和数据输入和转移单元、信号计数器和中断控制器(未示出)。所述非易失性存储器720还具有第二存储器元件740。
提供计算机程序P，该计算机程序P包括在使具有自动变速器的机动车辆运动时在接合离合器时用于控制该机动车辆的发动机速度的程序。该程序P可以以可执行的形式或压缩的形式存储在存储器760中和/或读/写存储器750中。
执行某一功能的数据处理单元710意味着该数据处理单元710执行存储在存储器760中的程序的某一部分或执行存储在读/写存储器750中的程序的某一部分。
数据处理单元710可以经由数据总线715与数据端口799通信。所述非易失性存储器720旨在经由数据总线712与数据处理单元710通信。单独的存储器760旨在经由数据总线711与数据处理单元710通信。所述读/写存储器750旨在经由数据总线714与数据处理单元710通信。
当在数据端口799上接收到数据时，它们被暂时存储在第二存储器部740中。当接收到的输入数据已经被暂时存储时，如上所述组织数据处理单元710执行代码执行。根据一种形式，在数据端口799上接收到的信息信号包含例如由操纵机构250、发动机速度调节器260、离合器调节器290产生的信息。所述信息与所请求的离合器扭矩TCr、当前离合器扭矩、离合器扭矩增量(离合器闭合速率)、所需的动态扭矩增量、必要发动机扭矩、必要发动机速度相关。因此可以将与用于实现根据在使具有自动变速器的机动车辆运动时在接合离合器时用于控制该机动车辆的发动机速度的创新方法的计算相关的信息提供到数据端口799，并在装置700内计算和/或存储在存储器710中。因此该装置700可以使用该信息来在使具有自动变速器的机动车辆运动时在接合离合器时控制该机动车辆的发动机速度。
这里所描述的方法的部分可以通过所述装置200利用运行存储在存储器760或读/写存储器750中的程序的数据处理单元710来实现。当该装置200运行该程序时，这里所描述的方法被执行。
所提供的对本发明的优选实施方式的前面的描述是出于说明性的和描述性的目的。并不旨在是排它性的，也不是将本发明局限到所描述的各种变型。对于本领域技术人员来说许多修改和变型是显而易见的。这些实施方式被选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理以及它们的实际应用，从而使本领域的技术人员可以从不同的实施方式理解本发明，并且其具有适合旨在用途的各种修改。

Claims (23)

1.一种用于带有自动变速器的机动车辆(100)的发动机(230)的速度控制的方法，所述控制在使所述车辆运动时在接合所述车辆的离合器(235)时进行，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-请求(S510)所需的离合器扭矩(TCr)；
-确定(S515)所述离合器(235)的当前离合器扭矩(TC)并且确定(S520)在接合所述离合器(235)时所述离合器(235)的闭合速率；
-确定(S525)在以所述闭合速率接合所述离合器(235)时用于提供要求的发动机速度增量的要求的扭矩增量(TD)；
-基于包括所述当前离合器扭矩(TC)和所述扭矩增量(TD)的参数确定(S530)用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机扭矩(TEn)；
-从发动机(230)的所述必要发动机扭矩(TEn)确定(S535)用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机速度(ωEn)；以及
-如果所述必要发动机速度(ωEn)高于预先确定的发动机速度(ωEd)，则将发动机速度(ωE)升高到所述必要发动机速度(ωEn)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括只要离合器在滑动就重复(S550)所述步骤的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在确定必要发动机扭矩(TEn)的步骤中的参数还包括扭矩容限(Tmar)，所述扭矩容限(Tmar)比在确定发动机(230)的扭矩中的潜在误差大。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，离合器扭矩增量
Figure FPA00001373375900011
即离合器(235)的闭合速率被校准成存在最大速率，所述离合器(235)可以以所述最大速率闭合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，确定(S525)扭矩增量(TD)的步骤包括以下步骤：
-基于离合器扭矩的导数
Figure FPA00001373375900012
确定发动机扭矩的导数
Figure FPA00001373375900013
-从所述发动机扭矩的导数
Figure FPA00001373375900014
确定发动机速度的导数
Figure FPA00001373375900015
所述扭矩增量(TD)基于发动机转动惯量(JM)和所述发动机速度的导数
Figure FPA00001373375900016
被确定。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，确定(S535)必要发动机速度(ωEn)的步骤借助于为发动机(230)预先确定的扭矩/发动机速度关系实现。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，确定发动机速度的导数的步骤借助于为发动机(230)预先确定的扭矩/发动机速度关系实现。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，确定当前离合器扭矩(TC)的步骤包括以下步骤：
-借助于至少一个离合器扭矩传感器(280；280a；280b；280c；280d)检测所述离合器扭矩(TC)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，确定当前离合器扭矩(TC)的步骤包括以下步骤：
-借助于离合器输入数据建立所述离合器扭矩(TC)的模型。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，确定当前离合器扭矩(TC)的步骤包括以下步骤：
-从发动机扭矩(TE)和发动机转动惯量(JE)以及发动机速度增量估计所述离合器扭矩(TC)。
11.一种用于带有自动变速器的机动车辆(100)的发动机(230)的速度控制的装置，所述控制在使所述车辆运动时在接合所述车辆的离合器(235)时进行，其特征在于，所述装置包括：
-用于请求所需的离合器扭矩(TCr)的机构(250、201、200)；
-用于确定所述离合器(235)的当前离合器扭矩(TC)的机构(200、201、202、203)和用于确定在接合所述离合器(235)时所述离合器(235)的闭合速率的机构(200、201、202、203、290)；
-用于确定当以所述闭合速率接合所述离合器(235)时用于提供要求的发动机速度增量的要求的扭矩增量(TD)的机构(200、201、202、203)；
-用于基于包括所述当前离合器扭矩(TC)和所述扭矩增量(TD)的参数确定用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机扭矩(TEn)的机构(200、201、202、203)；
-用于从发动机(230)的所述必要发动机扭矩(TEn)确定用于获得所请求的所述离合器扭矩(TCr)的必要发动机速度(ωEn)的机构(200)；以及
-用于如果所述必要发动机速度(ωEn)高于预先确定的发动机速度(ωEd)就将发动机速度(ωE)升高到所述必要发动机速度(ωEn)的机构(200)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，用于确定必要发动机扭矩(TEn)的参数还包括扭矩容限(Tmar)，所述扭矩容限(Tmar)比在确定发动机扭矩中的潜在误差大。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于将离合器扭矩增量
Figure FPA00001373375900031
即离合器(235)的闭合速率校准成存在最大速率的机构(630)，所述离合器(235)可以以所述最大速率闭合。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其特征在于，用于确定扭矩增量(TD)的所述机构包括基于离合器扭矩的导数
Figure FPA00001373375900032
确定发动机扭矩的导数
Figure FPA00001373375900033
的机构(200、201、202、203)；用于从发动机扭矩的导数
Figure FPA00001373375900034
确定发动机速度的导数
Figure FPA00001373375900035
的机构(200、201、202、203)，所述扭矩增量(TD)旨在基于发动机转动惯量(JM)和所述发动机速度的导数被确定。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于借助于为发动机(230)预先确定的扭矩/速度关系确定必要发动机速度(ωEn)的机构(200、201、202、203)。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于借助于为发动机(230)预先确定的扭矩/速度关系确定发动机速度的导数的机构(200、201、202、203)。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其特征在于，用于确定当前离合器扭矩(TC)的所述机构(200、201、202、203)包括适于检测所述离合器扭矩(TC)的至少一个离合器扭矩传感器(280；280a；280b；280c；280d)。
18.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其特征在于，用于确定当前离合器扭矩(TC)的所述机构(200、201、202、203)包括用于借助于离合器输入数据建立离合器扭矩(TC)的模型的机构(610)。
19.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其特征在于，用于确定当前离合器扭矩(TC)的所述机构(200、201、202、203)包括用于从发动机扭矩(TE)和发动机转动惯量(JE)以及发动机速度增量估计所述离合器扭矩(TC)的机构(200、201、202、203)。
20.一种包括根据权利要求11-19中任一项所述的装置的机动车辆。
21.一种用于带有自动变速器的机动车辆的发动机的速度控制的计算机程序(P)，所述控制在使所述车辆运动时在接合离合器时进行，所述计算机程序包括用于执行根据权利要求1-10所述的方法步骤的存储在计算机可读介质上的程序代码，并且在电子控制单元(700；201、202、203、200)上或在连接到所述电子控制单元的另一个计算机(700；210)上运行。
22.一种计算机程序产品，其包括用于执行根据权利要求1-10所述的方法步骤的存储在计算机可读介质上的程序代码，所述计算机程序在电子控制单元(700；201、202、203、200)上或在连接到所述电子控制单元的另一个计算机(700；210)上运行。
23.一种计算机程序产品，其可直接读入电子控制单元(700；201、202、203、200)或连接到所述电子控制单元的另一个计算机(700；210)的内部存储器，所述计算机程序产品包括用于执行根据权利要求1-10所述的方法步骤的计算机程序(P)，所述计算机程序(P)在计算机(700；201、202、203、200；700、201)上运行。
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