CN102374048A - 用于运行汽车内燃机的控制设备和方法以及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在汽车(2)的内燃机(1)惯性运行时运行该内燃机(1)的方法，其中该方法包括以下步骤：检测所述汽车(2)的加速踏板(3)的下压度，其中，所述加速踏板(3)的下压度表示所述加速踏板(3)踩踏有多深，检测所述汽车(2)的制动踏板(4)的下压度，其中，所述制动踏板(4)的下压度表示所述制动踏板(4)踩踏有多深，根据所述加速踏板(3)和所述制动踏板(4)测得的下压度调节设置在所述内燃机(1)进气管(5)的节气门(6)，其中，若所述制动踏板(4)测得的下压度达到或低于第一预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到至少部分开启的位置，若所述制动踏板(4)测得的下压度超过第二预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到闭合的位置。

Description

用于运行汽车内燃机的控制设备和方法以及汽车
技术领域
本发明涉及一种用于在汽车内燃机惯性运行(Schubbetrieb)时运行内燃机的方法、一种用于至少在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的汽车控制设备以及一种带有控制设备、计算机程序和计算机可读媒体的汽车。
背景技术
由DE 19908408A1已知一种用于运行尤其是汽车的内燃机的方法和控制装置，该汽车内燃机带有燃烧室和与进气管连接的、为汽车伺服装置提供所需辅助能的真空蓄能器，其中，燃料直接喷射入该燃烧室中并且在均匀充气或分层充气时燃烧。在此规定，在内燃机分层充气运行时这样调节设置在进气管上的节气门，即，在尤其基于惯性滑行将燃料供给切断而导致喷射逐渐消失时或者在至少一个伺服装置对于真空蓄能器施加压力时，使得进气管中的压力降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的方法、一种用于至少在汽车内燃机惯性运行时运行汽车内燃机的控制设备、一种带有这种控制设备的汽车、一种计算机程序以及一种可读媒体。所述方法和控制设备等等适合于结合内燃机的节能原理加以应用，此外还为汽车制动力放大器提供一个足够的真空负压。
该技术问题通过一种用于在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的方法、一种用于至少在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的汽车控制设备以及一种带有控制设备的汽车、一种计算机程序和一种计算机可读媒体解决。
在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的方法按本发明具有以下步骤：检测汽车加速踏板的下压度，其中，加速踏板的下压度表示加速踏板踩踏有多深。此外，检测汽车制动踏板的下压度，其中，制动踏板的下压度表示制动踏板踩踏有多深。此外，尤其根据加速踏板和制动踏板测得的下压度调节设置在内燃机进气管(Ansaugtrakt)中的节气门。在此，若制动踏板测得的下压度达到或低于第一预先确定的阀值，则将节气门调节到至少部分开启的位置，并且其中，若制动踏板测得的下压度超过第二预先确定的阀值，则将节气门调节到闭合的位置。
按照本发明的在内燃机惯性运行时运行内燃机的方法通过如下措施(若制动踏板测得的下压度低于第一预先确定的阀值，则将节气门调节到至少部分开启的位置，并且若制动踏板测得的下压度超过第二预先确定的阀值，则将节气门调节到闭合的位置)实现了结合内燃机节能原理加以应用，同时还提供一个足够大的发动机制动力矩和/或为汽车制动力放大器提供足够的真空度。
按本发明的方法出于这种考虑，即，汽车内燃机的控制方案会越来越多地设计节能方案或减少二氧化碳排放方案，其中，在内燃机惯性运行中尽可能多地将汽车动能转变为其它形式的能量。在这些方案中不需要或甚至不期望内燃机在惯性运行时筹措很大的制动力，因为汽车的动能应当尽可能用在其他方面。
然而，为了汽车可靠的运行必需给汽车制动力放大器提供一个足够的真空度，以能够满足制动力放大器运行的需要。这在按本发明的方法中这样实现，即，若制动踏板测得的下压度超过第二预先确定的阀值，则将节气门调节到闭合的位置。由此，在汽车的制动状况下，以有利的方式实现所需的真空度并因此整体上实现一个最大的制动效果，而若制动踏板测得的下压度低于第一预先确定的阀值时，则将该节气门调节到至少部分开启的位置。这在两种情况下允许将汽车的动能尽可能多地用在其他方面，从而以有利的方式致使燃料的消耗降低并因此内燃机的废气，尤其是二氧化碳减少。
优选第一预先确定的阀值与第二预先确定的阀值相同。这能够以有利的方式简单地实施运行内燃机的方法。
此外，在内燃机惯性运行时还优选切断燃料的供给。这导致进一步减少燃料的消耗并因此进一步减少内燃机的废气。
在另一种实施形式中，加速踏板的下压度检测还包括加速踏板操作的检测和/或制动踏板下压度的检测包括制动踏板操作的检测。在上述实施形式中，若制动踏板测得的下压度表示不存在制动踏板的操作，即，若下压度为最大可能的下压度的0％或相对制动踏板的静止位置为0°，则将节气门调节到一个至少部分开启的位置，并且若制动踏板测得的下压度表示制动踏板被操作，则节气门调节到闭合的位置。这又以有利的方式允许运行内燃机的方法简单的实施。
在另一种实施形式中，节气门这样调节到至少部分开启的位置，即，使得节气门在所测得的加速踏板的下压度比未实施惯性运行时更少地节流流过该节气门的气流。因此，节气门的开度比它在各加速踏板的位置中非惯性运行时的开度更大，由此，在该运行状态中又进一步减小了内燃机的减速效果，因此汽车的动能很大程度上可以用于其他的目的。
若所测得的制动踏板下压度低于第一预先确定的阀值，则尤其有利地将节气门调节到很大程度开启或完全开启的位置，尤其是未节流的位置。由此节气门对于流过它的气流尽可能少地节流，由此在该运行状态中将内燃机的减速效果减至最小。
此外，在另一种优选的实施形式中，在内燃机惯性运行时，借助汽车的至少一个发电设备，尤其是汽车的发电机将汽车动能转换成电能并且将该电能存储在汽车的至少一个储能设备中。
至少一个发电机在此尤其优选设计成带有可调节的输出电压的、也称作RVC发电机(“电压调节控制式发电机”)的发电机。这以有利的方式允许在内燃机惯性运行时将可供利用的汽车动能尽可能大量地转换成电能，此时，在内燃机惯性运行期间提高发电机的输出电压并因此加速储能设备的充电过程。此外，在内燃机未处于惯性运行状态时，可降低发电机的输出电压或完全断开发电机，由此在这些运行状态中使内燃机卸载。
在该方法的另一种方案中，加速踏板的下压度借助至少一个第一电位计或借助至少一个开关检测和/或制动踏板的下压度借助至少一个第二电位计或借助至少一个开关检测。由此相应踏板的下压度以简单可靠的方式尽可能精确地检测。优选加速踏板的下压度借助两个电位计检测和/或制动踏板的下压度借助两个电位计检测。
此外，本发明涉及一种用于至少在汽车内燃机惯性运行时运行内燃机的汽车控制设备。该控制设备具有至少一个设计用于检测汽车加速踏板的下压度的第一检测装置，其中，加速踏板的下压度表示踩踏加速踏板有多深。此外，该控制设备具有至少一个设计用于检测汽车制动踏板的下压度的第二检测装置，其中，制动踏板的下压度表示踩踏制动踏板有多深。除此外，控制设备具有一个设计用于调节布置在内燃机的进气管中的节气门的调节装置。控制设备根据所测得的加速踏板下压度和所测得的制动踏板下压度借助调节装置将节气门调节成，若所测得的制动踏板下压度达到或低于第一预先确定的阀值，则将节气门调节到至少部分开启的位置，若所测得的制动踏板下压度超过第二预先确定的阀值，则将节气门调节到闭合的位置。
按本发明的控制设备具有与本发明方法关联的所述优点，此处为了避免重复不再赘述。
优选第一预先确定的阀值与第二预先确定的阀值相同。
此外，在一种实施形式中，控制设备设计用于在内燃机惯性运行时切断内燃机燃料的供给。
在另一种实施形式中，控制设备借助调节装置将节气门调节到至少部分开启的位置，使得节气门在所测得的加速踏板的下压度比未实施惯性运行时更少地节流流过该节气门的气流。
所述控制设备优选至少部分地是汽车发动机控制设备的组件。由此控制设备以有利的方式至少部分地集成到已存在于汽车中的部件中。
此外，本发明还涉及一种带有如所述实施形式之一的控制设备和可调节输出电压的发电机的汽车，其中，发电机为将汽车动能转换成电能被这样设计，即，使得在内燃机惯性运行时发电机的输出电压增大。
此外，本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序当它在汽车计算单元上运行时指导计算机单元执行以下步骤。指导计算单元执行，借助至少一个第一检测装置检测汽车加速踏板的下压度，其中，加速踏板的下压度表示踩踏加速踏板有多深。此外，指导计算单元执行，借助至少一个第二检测装置检测汽车制动踏板的下压度，其中制动踏板的下压度表示踩踏制动踏板有多深。除此外，指导计算单元执行，根据所测得的加速踏板下压度和所测得的制动踏板下压度借助调节装置调节布置在内燃机进气管中的节气门。在此，在内燃机惯性运行期间，若所测得的制动踏板下压度达到或低于第一预先确定的阀值，则将节气门调节到部分开启的位置，若所测得的制动踏板下压度超过第二预先确定的阀值，则将节气门调节到闭合的位置。第一预先确定的阀值优选与第二预先确定的阀值相等。
此外，本发明涉及一种计算机可读媒体，按所述实施形式的计算机程序存储在该媒体上。
按本发明的汽车、也称作发动机电子控制系统(EMS)的所述计算机程序和计算机可读媒体具有与按本发明方法相关的优点，此处为避免重复不再赘述。
汽车在上述的实施形式中优选是轿车。
附图说明
现在根据附图进一步阐述本发明内容。附图中：
图1是按本发明的一种实施形式的内燃机运行方法的流程图；
图2a是带有按本发明一种实施形式的控制设备的汽车；
图2b是图2a中汽车的控制设备。
具体实施方式
图1示出按本发明的一种实施形式的内燃机运行方法的流程图。
在步骤30中，检测汽车加速踏板的下压度，其中，加速踏板的下压度表示踩踏加速踏板有多深。在所示的实施形式中，加速踏板的下压度在此借助至少一个第一电位计检测。
此外，在步骤40中检测汽车制动踏板的下压度，其中，制动踏板的下压度表示踩踏制动踏板有多深。在所示的实施形式中，在此制动踏板下压度的检测包括制动踏板操作的检测，即制动踏板是否被操作。
步骤30和40也可以以相反的顺序实施，即，步骤40可以在步骤30之前进行。
在步骤50中检测是否加速踏板测得的下压度是否为最大可能下压度的0％，或相对加速踏板的静止位置为0度。
若不满足上述条件，则在步骤60中根据测得的加速踏板下压度调节布置在内燃机进气管中的节气门。在此例如可以借助特征曲线族中存储的数据检测出节气门待调节的位置。
若满足上述条件，则在步骤70中优选激活内燃机的切断燃料进给，即，在惯性运行时切断内燃机的燃料供给。
此外，在所示的实施形式中汽车的动能借助汽车的至少一个发电机转换成电能并且将电能存储在至少一个汽车储能设备中。所述至少一个发电机在此在所示的实施形式中设计成具有可调节输出电压的发电机，其中，在激活切断燃料进给时增加输出电压并因此减少储能设备的充电时间。
在步骤80中检测制动踏板是否未被操作。为此检查制动踏板测得的下压度是否为最大可能下压度的0％或相对制动踏板的静止位置为0度。
若制动踏板未被操作，即，制动踏板的下压度为0％或0度时，在所示的实施形式中在步骤90中将节气门调节到完全开启的位置或很大程度上没有节流的位置。
若制动踏板被操作，即，下压度不等于0％或0度，则节气门在步骤100中调节到一个很大程度上关闭或基本上完全闭合的位置。
紧接着步骤90或步骤100，与步骤30和40相似地又检测加速踏板下压度以及检测制动踏板下压度并且相应地调节节气门。在此若测得加速踏板现在被操作，则结束内燃机可能的切断燃料进给并且优选减小发电机的输出电压。
按所示的实施形式的方法因此实现了汽车燃料的消耗减少，其中在操作制动踏板时还产生最大的制动效果。
图2a示出带有按本发明一种实施形式的控制设备14的汽车2。
汽车2在所示的实施形式中是轿车并且除了控制设备14外还具有内燃机1和发电机7。与下列附图有关地进一步阐述其他细节。
为此，图2b示出内燃机1和图2a中汽车的控制设备14。与图2a功能相同的部件用相同的附图标记表示。
内燃机1具有一个气缸盖28，燃烧室处于该气缸盖28以及一个位于该气缸盖28下面的在图2b中未示出的发动机缸体中。
为燃烧所需的空气通过一个进气管5吸入。在进气管5中设置一个空气过滤器27和一个节气门6。节气门6在此借助伺服电动机形式的调节装置13可调节。在节气门6的下游，即，沿吸入的环境空气流动方向在节气门6之后，空气流进入进气管25中，该进气管25为内燃机1的四个燃烧室将空气分支成四条支路。所示的实施形式因此表示四缸内燃机，其中，内燃机以其他的实施形式可以具有其他数量的气缸，例如三个、六个或八个气缸。
在进气管25的支路端部处并且在即将进入燃烧室或其在图2b中未示出的进气阀门之前，在各条支路上分别具有一个喷入燃料的喷油嘴26，因此在燃烧室会发生燃烧。在其他实施形式中，喷油嘴设置在各燃烧室中并且将燃料直接喷入燃烧室中。
燃烧过的燃料-空气混合物借助排气歧管24从内燃机1中排出。
内燃机1借助发动机控制设备15控制。为此，内燃机1通过控制和连接线18与发动机控制设备15连接。发动机控制设备15尤其控制喷油嘴26。
控制设备14在所示的实施形式中具有第一检测装置11，其设计用于检测汽车加速踏板3的下压度，其中，加速踏板3的下压度表示踩踏加速踏板3有多深。为此，第一检测装置11通过信号线22与至少一个第一电位计9连接，借助该第一电位计9检测加速踏板3的下压度。
此外，控制设备14具有一个第二检测装置12，其设计用于检测汽车制动踏板4的下压度，其中，制动踏板4的下压度表示踩踏制动踏板4有多深。为此，第二检测装置12通过信号线23与至少一个第二电位计10连接，借助该第二电位计10检测制动踏板4的下压度。
第一检测装置11和第二检测装置12集成在发动机控制设备15中。因此控制设备14在所示的实施形式中是发动机控制设备15的部分组件。
控制设备14设计成，借助调节装置13根据所测得的加速踏板3下压度和所测得的制动踏板4下压度调节节气门6。调节装置13为此通过控制线21与控制设备14或发动机控制设备15连接。在行驶状态中控制设备14借助调节装置13这样控制节气门6，使得根据测得的加速踏板3下压度给内燃机1输送一种会产生期望大小的驱动转矩的空气-燃料混合气。
在此出现加速踏板位置明显减小或加速踏板3未被操作，也就是处于静止位置的行驶状况。在所示的实施形式中，当具备这些或其他行驶状况时，例如当转速超过发动机怠速转速时、处于挂挡状态中并且催化器的工作温度在一个期望的范围内时，激活切断燃料进给，即，在内燃机1的惯性运行中切断内燃机1的燃料输送。为此，这样控制喷油嘴26，使得它不再喷入燃料。
在按这种方式激活内燃机1的切断燃料进给并且除此外不改变甚至撤回加速踏板位置时，控制设备14借助调节装置13这样控制节气门6，使得将节气门6调节到至少部分开启的位置，其中，在所示的实施形式中节气门6被这样调节，即，使得该节气门6在测得的加速踏板3下压度比未进行惯性运行时更小地节流流过该节气门的气流。节气门6因此进一步开启得比它在各种加速踏板位置中非惯性运行时开度更大。在内燃机1的这种运行状态中优选将节气门6调节到完全开启的位置或很大程度上未节流的位置。
由此内燃机1的减速效果在这种运行状态中减小，因此汽车的动能可以为其他目的使用。在所示的实施形式中，在此，汽车动能借助发电机7转换成电能并且将所产生的电能存储在汽车的储能设备8中。发电机7为此按未进一步示出的方式例如通过皮带传动机构与内燃机1连接并且通过连接线20与储能设备8连接。此外，发电机7通过连接线19与发动机控制设备15相连。在所示的实施形式中，发电机7在此设计成具有可调节输出电压的发电机。当激活内燃机1的切断燃料进给时，增加发电机7的输出电压，由此，可以减少储能设备8的充电时间。在未激活内燃机的切断燃料进给时，降低发电机7的输出电压或必要时完全断开发电机7，由此使内燃机7在这些运行状态中卸载。
与之相反，若所测得的制动踏板4下压度表示制动踏板4被操作，则将节气门6调节到闭合的位置。由此可以为未示出的制动力放大器提供所需的真空度，此外还在操纵制动踏板时提供内燃机1尽可能大的制动力矩并因此提供一个尽可能大的制动效果。此外，也在这种行驶状况下将汽车的动能借助发电机7转换成电能，并且将该电能存储在储能设备8中。
此外，在所示的实施形式中，发动机控制设备15还具有计算单元16和计算机可读媒体17，其中，在计算机可读媒体17上存储计算机程序，当该计算机程序在计算机单元16上运行时该计算机程序指导计算单元16借助所述的控制设备14的元件执行按本发明所述的、尤其按图1中所示的实施形式的方法所述的步骤。为此，计算单元16以未进一步示出的方式直接或间接地与所述的部件连接。
虽然在前面的说明中介绍了至少一个示例性的实施形式，但可以对它们进行各种改变和变型。所示的实施形式只是一种例举，而并不应当理解为以某种方式限制本发明的保护范围、应用可能性或结构设计。上述说明只给本领域技术人员提供了一种实现至少一个示例性的实施形式的计划，其中，在不超出所附权利要求书和它们的等同技术方案的保护范围的情况下，还可以对示例性示出的实施形式中各元件的功能和布置进行大量变型。
附图标记清单
1  内燃机
2  汽车
3  加速踏板
4  制动踏板
5  进气管
6  节气门
7  发电机
8  储能设备
9  电位计
10 电位计
11 检测装置
12 检测装置
13 调节装置
14 控制设备
15 发动机控制设备
16 计算单元
17 媒体
18 控制和连接线
19 连接线
20 连接线
21 控制线
22 信号线
23 信号线
24 废气歧管
25 进气管
26 喷油嘴
27 空气过滤器
28 气缸盖
30 步骤
40  步骤
50  步骤
60  步骤
70  步骤
80  步骤
90  步骤
100 步骤

Claims (15)

1.一种用于在汽车(2)的内燃机(1)惯性运行时运行该内燃机(1)的方法，其中该方法包括以下步骤：
-检测所述汽车(2)的加速踏板(3)的下压度，其中，所述加速踏板(3)的下压度表示所述加速踏板(3)踩踏有多深，
-检测所述汽车(2)的制动踏板(4)的下压度，其中，所述制动踏板(4)的下压度表示所述制动踏板(4)踩踏有多深，
-根据所述加速踏板(3)和所述制动踏板(4)测得的下压度调节设置在所述内燃机(1)进气管(5)中的节气门(6)，其中，若所测得的所述制动踏板(4)下压度低于第一预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到至少部分开启的位置，若所测得的所述制动踏板(4)下压度超过第二预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到闭合的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(1)惯性运行时切断所述内燃机(1)的燃料供给。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于所述加速踏板(3)的下压度检测包括检测所述加速踏板(3)是否被操作和/或对于所述制动踏板(4)的下压度的检测包括检测所述制动踏板(4)是否被操作。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将所述节气门(6)这样调节到所述至少部分开启的位置，使得所述节气门(6)在所测得的所述加速踏板(3)的下压度比未实施惯性运行时更少地节流流过该节气门(6)的气流。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，若所测得的所述制动踏板(4)下压度低于第一预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到完全开启的位置。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，借助所述汽车(2)的至少一个发电机(7)将所述汽车(2)的动能转换成电能并且在所述汽车(2)的至少一个储能设备(8)中存储电能。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个发电机(7)设计成带有可调节的输出电压的发电机，并且在所述内燃机(1)惯性运行时提高所述输出电压。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述加速踏板(3)的下压度借助至少一个第一电位计(9)检测和/或所述制动踏板(4)的下压度借助至少一个第二电位计(10)检测。
9.一种汽车(2)的控制设备，用于至少在所述汽车的内燃机(1)惯性运行时运行所述内燃机(1)，该控制设备具有
-至少一个第一检测装置(11)，其设计用于检测所述汽车(2)的加速踏板(3)的下压度，其中，所述加速踏板(3)的下压度表示踩踏所述加速踏板(3)有多深，
-至少一个第二检测装置(12)，其用于检测所述汽车(2)的制动踏板(4)的下压度，其中，所述制动踏板(4)的下压度表示踩踏所述制动踏板(4)有多深，
-调节装置(13)，其设计用于调节布置在所述内燃机(1)的进气管(5)中的节气门(6)，其中，所述控制设备(14)借助所述调节装置(13)根据所测得的所述加速踏板(3)下压度和所测得的所述制动踏板(4)下压度将所述节气门(6)调节成，若所测得的所述制动踏板(4)下压度低于第一预先确定的阀值，则所述节气门(6)调节到至少部分开启的位置，若所测得的所述制动踏板(4)下压度超过第二预先确定的阀值，则所述节气门(6)调节到闭合的位置。
10.如权利要求9所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备设计用于在所述内燃机(1)的惯性运行时切断所述内燃机(1)的燃料供给。
11.如权利要求9或10所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备借助所述调节装置(13)将所述节气门(6)这样调节到所述至少部分开启的位置，即，使得所述节气门(6)在测得的所述加速踏板的下压度比未实施惯性运行时更少地节流流过该节气门(6)的气流。
12.如权利要求9至11之一所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备(14)是所述汽车(2)的发动机控制设备(15)的至少部分组件。
13.一种汽车，其具有如权利要求9至12之一所述的控制设备(14)和带有可调节输出电压的发电机(7)，其中，所述发电机(7)设计用于将所述汽车(2)的动能转换成电能。
14.一种计算机程序，该计算机程序当它在汽车(2)的计算单元(16)上运行时指导所述计算机单元(16)执行以下步骤：
-借助至少一个第一检测装置(11)检测所述汽车(2)的加速踏板(3)的下压度，其中，所述加速踏板(3)的所述下压度表示踩踏所述加速踏板(3)有多深，
-借助至少一个第二检测装置(12)检测所述汽车(2)的制动踏板(4)的下压度，其中，所述制动踏板(4)的下压度表示踩踏所述制动踏板(4)有多深，
-根据所测得的所述加速踏板(3)下压度和所测得的所述制动踏板(4)下压度借助调节装置(13)调节布置在所述内燃机(1)的进气管(5)中的节气门(6)，其中，若所测得的所述制动踏板(4)下压度低于第一预先确定的阀值，则将所述节气门(6)在所述内燃机(1)的惯性运行期间调节到部分开启的位置，若所测得的所述制动踏板(4)下压度超过第二预先确定的阀值，则将所述节气门(6)调节到闭合的位置。
15.一种计算机可读媒体，按权利要求14所述的计算机程序存储在该计算机可读媒体上。
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