CN103256133A - 用于运行机动车中的内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于运行机动车中的内燃机的方法和装置。内燃机通过自动离合器将驱动力矩传输到被驱动的车轮上。计算需要的行驶力矩，并且与需要的行驶力矩和可用的发动机力矩相关地来计算离合器力矩。在考虑被计算出的离合器力矩的情况下操控离合器。

Description

用于运行机动车中的内燃机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于特别是在起动时运行机动车中的内燃机的方法，和一种用于执行该方法的装置。

背景技术

在机动车中，为了将内燃机的转矩传递到车辆传动装置上并进而传递到机动车的被驱动的车轮上而使用离合器。已知的是，在内燃机和手动车辆传动装置之间使用脚操纵的离合器。利用这种离合器可以实现起动和变速器档位的切换，这仅在不加载转矩的情况下可以被执行。在操纵离合器时，其首先被分离，其中例如相互贴靠的圆盘彼此离开，并且然后再次闭合，从而使圆盘再次相互贴靠并且可以传递转矩。圆盘的这种分开和再次连接通常通过驾驶员对离合器踏板的操纵引起。

需要注意的是，起动过程的消耗和舒适度在具有手动变速器的车辆中高程度地取决于驾驶员。驾驶员尝试：根据行驶情况通过松开离合器踏板在供气同时起动，这无需加载离合器元件，可能导致不舒适的颠簸，并且特别在不良的效率点时导致内燃机的消耗不利的运行。此外起动过程按份额决定性地促使燃料消耗，这是因为驾驶员在起动时——对此具有非常差的效率——无需要求在力矩方面的盈余。

发明内容

在此背景下提出一种具有权利要求1的特征的方法和一种根据权利要求7的装置。其它的实施方式由从属权利要求和说明书得出。

通过与离合器执行器的组合地使用例如被称为“线控离合系统（clutch by wire）”或“自动离合器系统”的自动离合器，起动过程可以在考虑行驶情况以及其它条件和事件的情况下驾驶员不直接干涉地被预控制。利用提到的方式可以在保护性地运行离合器部件同时实现能量优化的起动过程。在此，内燃机的力矩值典型地从开始过程起便被量化。接合过程在此情况下通过对内燃机起动的协调运行并且通过自动离合器操纵来实现。以这种方式，起动过程可再现地以最佳的性能并且在舒适度和消耗方面进行优化。

因此提出一种方法和一种运行模型（Ablaufmodell）或者说一种新的起始力矩模型（Startmomentmodell），其在设计方面具有以下特性：

在方法方面涉及一种模型（Model），其例如在借助其它车辆-传感器、例如倾斜角传感器等的情况下来计算起动阻力。该模型可以集成在控制单元、例如发动机控制设备中。对此所需的、用于测定坡度或行驶位置的输入信号例如通过CAN被读取或在在控制单元中进行分析。除了行车道倾斜度以外，例如也可以考虑行车道特性，其也可以取决于可被检测的外部温度。

借助于起始力矩模型，内燃机的起始转速起动根据最大力矩输出和必要时鉴于消耗被优化和计算。相应的点火角余量必要时可以减小，这是因为排除了错误条件。这引起了优化的燃烧和尽可能小的燃料投入。

此外可以进一步打开节气门。为此节气门相应于直接的效率最佳的发动机转矩而被操控。对此节气门在转矩输出最大化的方面被操控。该转矩对于起动过程是必须的。因此避免了不期望的副效应、如转速过高和发动机支承装置处的震动。通过预先操控节气门来决定性地减小总系统的延时。

可用于驱动的、由内燃机提供的力矩在此也可以被计算用于离合器执行器的控制单元，并且必要时通过相应的接口来传输。

根据需要的起动力矩和可用的（消耗优化的）发动机力矩来确定离合器力矩。如果不使用用于发动机控制或协调的控制设备的同一控制设备，则主要用于操纵离合器的控制单元——例如根据主轴中的行程或根据压力——相应于所述计算出的力矩来控制离合器执行器。

要考虑的是，力矩输出可以不仅基于主轴行程也基于压力计算出。例如由于制造或磨损的控制机构-公差可以通过适配-算法或者通过上级的调节策略来补偿。因此提出的功能性与执行器原理、即主轴中的行程/角度-传感器或压力传感器无关。

将打滑运行最小化，这提升了有效功率或性能。因此也减小了对于起始和起动过程来说必要的能量。在离合器单元中的较小的能量输入使摩擦组件的使用寿命较长。

驾驶员期望要求、即驾驶员的例如通过油门踏板角度识别的力矩要求在该设计方案中在起动过程期间并不直接在燃料配量的计算中被考虑并且在发动机控制设备中被应用。相反地，相应于计算出的力矩曲线在起动过程结束时实现与已经存在的、更确切地说对于稳定运行的力矩模型的平滑重叠/叠加。该平滑重叠排除了急剧的没有必要的点火角调整，由此燃料仅仅用于驱动车辆。

在起动过程期间，离合器踏板行程例如借助于传感器来检测。然而检测值对于离合器执行器的动态位置预定并不是决定性的，并且因此不直接确定离合器-实际-位置。必要时这一点可以与用于经济行驶的开关或按键“ECO”进行组合，以便可通过驾驶员选择消耗优化的起动过程。这也可以利用一用于优化的起动过程的燃料消耗的、分开的按键或开关来实现，或者通过车载计算机中的菜单点来实现，以便驾驶员可以消耗最佳地、切断地或力矩最大地（运动地）实现选择可能性。

应考虑驾驶员的与安全相关的反应，例如因为例如前面行驶的车辆在起动过程期间制动而踩踏或操纵离合器，以便再次迅速分离离合器，并且必要时中断当前示出的、预先控制的起动过程。

本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。

当然，前述的和下面仍要阐述的特征不仅可以在分别给出的组合中、而且还在其它组合中或单独地应用，而并不超出本发明的范畴。

附图说明

图1示出了用于执行该方法的装置。

图2在图表中示出了在起动过程期间的参量的历程。

图3示出了在起动过程期间的力矩历程。

具体实施方式

本发明根据实施方式示意性地在附图中示出，并且以下参照附图详细说明本发明。

在图1中以示意图示出了一种用于执行上述方法的装置，总体上以附图标记10标出。视图示出离合器踏板12、离合器踏板传感器14、控制单元16——通常是一控制设备、离合器-输出缸18、离合器执行器20、自动离合器22、液压线路24、加速踏板或者说油门踏板26和内燃机28。

控制单元16通过未示出的传感器来检测环境条件、例如车辆的倾斜，并且计算用于起动所需的力矩或起动力矩。此外通过离合器踏板传感器14查询驾驶员对离合器踏板12的操纵和加速踏板26的位置。以这种方式识别驾驶员期望，并且在此特别地识别由驾驶员期望的起动力矩和由驾驶员期望的起动类型是运动的还是经济的。起动策略能选择地例如以与运动-按键组合的方式或通过在行驶习惯基础上的学习-算法应用在发动机控制设备中。

如果现在识别出，驾驶员想起动，则离合器22被控制单元16操控并且这样被操纵，使得与外部条件且必要时也与驾驶员期望相关地执行舒适地和/或消耗优化地起动。对此离合器执行器20由控制单元16触发，该离合器执行器又经过液压线路24对离合器22的离合器-输出缸18进行操纵。相应地操纵离合器22。

在图2中描绘了在起动过程期间不同参量关于时间（横坐标40）的历程。以双箭头42说明了起动过程的持续时间。

视图示出了加速踏板角的历程44、内发动机力矩的历程46、专用的燃料消耗的历程48、车速的历程50和内燃机转速的历程52。

开始时识别出内燃机转速52上升、其然后再次下降，直至时刻54，车辆在该时刻加速并进而起动。在时刻54，离合器将内燃机的转矩传递到被驱动的车轮上。加速踏板之前已经被操纵，并且存在内发动机力矩。只有在离合器闭合后——这被自动执行，车辆才开始行驶。起动过程稍后短时间地结束。

在图3中再现了起动过程期间的力矩历程。在此在横坐标60上描绘了时间，在纵坐标62上描绘了力矩。

第一双箭头64说明了起动过程，第二双箭头66示出了随后的时间范围，其中力矩历程由加速踏板来确定。在起动的范围中示出了内燃机理论力矩68的第一历程和离合器力矩70的历程。

可以识别出，首先内燃机理论力矩68比离合器力矩70更显著地上升。在第一时刻72，内燃机理论力矩68的历程转弯/拐动。从第二时刻74开始——其中离合器力矩70的历程同样转弯，两个力矩彼此相应。

在附图中说明了在起动时自动离合器与离合器执行器相组合的根据本发明的应用，据此在考虑行驶情况和其它条件的情况下如此操纵离合器，使得可以实现能量优化的起动过程。此外离合器可以如此进行操纵，使得可以实现舒适起动和保护离合器部件的起动。根据需求，消耗、舒适度和/或保护性的运行可以是重要的。对这些标准的加权同样可以被实施。这可以由工厂预先给定，或者也可以由驾驶员选择。相应地，控制单元例如通过参数匹配而被设定。

当然也可能的是，提出的方法在变速器档位变换时、即在切换时被应用。在此情况下，并不计算起动力矩，而是计算行驶力矩。

提出的方法可以特别应用在具有手动变速器的机动车中，其具有离合器自动化装置。

Claims (9)

1. 一种用于运行机动车中的内燃机（28）的方法，其中所述内燃机（28）通过自动离合器（22）将驱动力矩传递到机动车的被驱动的车轮上，其中计算需要的行驶力矩，并且与所计算出的需要的行驶力矩和可用的发动机力矩相关地来计算离合器力矩（70），并且在考虑计算出的离合器力矩（70）的情况下操控所述离合器（22）。

2. 根据权利要求1所述的方法，在起动时执行该方法，其中需要的起动力矩被计算作为需要的行驶力矩。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中为了计算行驶力矩而考虑外部条件。

4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述外部条件利用传感器来测定。

5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中考虑通过对加速踏板（26）的操纵获得的、在行驶力矩方面的驾驶员希望]。

6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中计算发动机力矩，并且通过操控内燃机（28）将所述发动机力矩预定为可用的发动机力矩。

7. 一种用于执行用来运行内燃机（28）的方法、特别是根据权利要求1至6中任一项所述的方法的装置，该装置具有自动离合器（22）和控制单元（16），该控制单元设计用于与计算出的行驶力矩和可用的发动机力矩相关地来计算离合器力矩（70），并且离合器（22）通过离合器执行器（20）相应地操控。

8. 根据权利要求7所述的装置，其中发动机控制设备用作控制单元（16）。

9. 根据权利要求7所述的装置，其中协调的控制设备用作控制单元（16）。

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