CN103711592A - 用于在滑动运行中控制车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在滑动运行中控制车辆的方法，包括以下步骤：估算必要的额定阻力矩(114)，从而使车辆在滑动运行中保持在确定的运行状态中，基于估算出的额定阻力矩(114)调节(90、92、94)车辆的驱动装置的输出功率。

Description

用于在滑动运行中控制车辆的方法
技术领域
本发明涉及一般的车辆，特别指具有驱动装置的车辆。此外本发明还涉及用于在滑动运行中控制车辆的方法。
背景技术
滑动运行指的是由于驾驶员例如把脚从油门上拿开，因此驱动装置并不主动驱动车辆的行驶状态。此时车辆其实是处于被动状态，并且只是由于自身惯性而被向前驱动，直至不同的行驶阻力逐渐使车辆减速直到静止。对于内燃机，在滑动运行中可能停止供油和点火。但因为内燃机还继续通过几乎关闭的节气门和阀门吸入空气，则由于在此产生的空气阻力而出现制动效果，它被称之为发动机制动。
从DE19940264A1中已知，在滑动运行中通过设置在内燃机的废气再循环中的废气再循环阀而定量发动机制动。
发明内容
依据本发明提供如权利要求1所述的、用于在滑动运行中控制车辆的方法以及如从属权利要求所述的、用于实施该方法的装置和计算机程序。
从属权利要求给出优选的方案。
根据本发明的一个方面，用于在滑动运行中控制车辆的方法包括以下步骤：
-估算必要的额定阻力矩，从而使车辆在滑动运行中保持在确定的运行状态中，和
-根据估算出的额定阻力矩调节车辆的驱动装置的输出功率。
作为提出方法的基础的理念是，与上文所述的常规方法相比根据期望制动矩可变地调节发动机制动，期望制动矩由驾驶员例如通过制动踏板预先规定。驾驶员还要把脚从油门上拿开并且主动地踏上相应的、操纵所述发动机制动的制动踏板，由此通过发动机制动调节期望矩。作为替换方案的是，所述期望矩也可以来自速度控制器(也被称为行驶速度调节器)，它甚至通过提出的方法受益，这是因为可以预先规定更准确的期望发动机扭矩并在较低的转数范围内更好地实现该扭矩。
与之相对的是，一种提出方法的理念提出，不基于期望制动矩，而是基于与驾驶员期望相对应的使车辆前进的加速度来调节发动机制动。驾驶员期望可以直接从油门位置或其他影响车辆运行的预值中得出。从属权利要求给出这些预值的示例。通过这一方式，驾驶员为调节发动机制动而不再需要主动地进行制动干预，这是因为调节发动机制动所必需的所有信息都是从额定阻力矩中推导而出。
在提出方法的改进方案中，为估算必要的额定阻力矩
-估算出车辆的必要的减速扭矩，从而使车辆在滑动运行中保持在所述确定的运行状态中，和
-从所述必要的加速度中形成所述额定阻力矩。
提出方法的改进方案以下面的理念作为基础，即可以由车辆的实际的运行特性预测减速矩，或者为调节发动机制动以充分的可靠性预测驾驶员的驾驶特性，即例如驾驶员是否希望车辆滑行或减速。如果例如驾驶员在下坡上换到高档位或稍微操纵油门，则可以由此认为，驾驶员无意制动，从而可以估算出小的减速矩。从操纵制动踏板自身或车辆的工作点可以例如估算出高的减速矩。
在提出方法的一个特别的改进方案中，如比通过减速扭矩形成所述额定阻力矩，从而使额定阻力矩可在时间上微分。通过这一方式可以保证该车辆在行驶过程中不会倒退，这种倒退会使驾驶员感到例如吃惊和／或难以控制并且因此可能影响交通。
在提出方法的一个优选的改进方案中，为形成所述额定阻力矩，必要的减速扭矩以在滑动运行中的车辆和该在滑动运行中的车辆所在马路之间的摩擦矩进行修正，从而使车辆通过该摩擦矩不会意外地制动。
在提出方法的另一个改进方案中，该车辆的运行状态取决于可预先规定的车辆的运行条件。这些运行条件可能特别优选地包括诊断的执行、驱动装置噪音的抑制或车辆的必要的减速扭矩。也就是说，例如如果为检查内燃机的废气排出情况而进行诊断，则要在估算和调节车辆驱动装置的输出功率时对其加以考虑。
在提出的方法的附加改进方案中，车辆的减速扭矩取决于：
-操纵油门和／或
-操纵制动器和／或
-已挂上的车辆变速器的档位和／或
-所选的行驶程序，例如运动模式或经济模式。
在提出方法的另一个改进方案中，该驱动装置是内燃机，其中为调节内燃机的输出功率而控制至少两个影响内燃机输出功率的致动器。通过这一方式，在滑动运行状态下作用于该车辆的阻力矩不仅可以得到非常精细地定量，还可以产生与使用一个唯一的致动器相比更大的阻力矩。可以使用凸轮轴调节器或节气门作为致动器，其中通过凸轮轴调节器可以通过改变进气阶段而改变压缩工作，或者通过改变排气阶段而改变排气工作并利用节气门改变节流损失用于调节阻力矩。
根据本发明的另一个方面提供一种用于在滑动运行中控制车辆的装置，特别是计算单元，其设置用于，
-估算必要的额定阻力矩，从而使滑动运行的车辆保持在确定的运行状态中，和
-基于已估算出来的额定阻力矩调节车辆驱动装置的输出功率。
可以如此任意地改进提出的装置，从而可以根据从属权利要求实施提出方法中的一种。
在本发明的一个改进方案中，提出的装置包括存储器和处理器。在此提出的方法以计算机程序的形式被存储在存储器中，并且处理器设置用于实施提出的方法之一，如果该计算机程序从存储器被加载到处理器中的话。
根据本发明的另一个方面，车辆包括提出的装置。
本发明还涉及带有程序代码段的计算机程序，由此在计算机或已提出的装置之一上执行该计算机程序时，执行提出方法的全部步骤。
本发明还涉及计算机程序产品，其包括存储在计算机可读的数据载体中的程序代码，并且如果在数据处理装置中执行该程序代码的话，该程序代码实施提出的方法。
附图说明
下文借助于附图进一步说明本发明的优选实施方式。图示如下：
图1：带有连接在其上的废气排出设备和新鲜空气吸入设备的内燃机的示意图；和
图2：图1中所示的控制装置的示意的截取图。
具体实施方式
附图中具有相同和类似功能的元件使用相同的附图标记表示并仅说明一次。
图1示出内燃机2，其带有废气排出设备4和用于将新鲜空气输送到内燃机2的新鲜空气吸入设备6。从图左向右看，所述新鲜空气吸入设备6包括进气口8、空气过滤器10、热膜空气流量计12、支路14、压缩机16、冷却器18、阀门20和支路22。在此从进气口8通到压缩机16的空气路径就是第一区段24，在第一区段中新鲜空气具有相对低的压力，从压缩机16通到内燃机2的空气路径是第二区段26，在第二区段中新鲜空气具有相对高的压力。
图1上部区域中的废气排出设备4在图中从右向左包括支路28、废气涡轮机30、氧化催化器32、微粒过滤器34、支路36、排气门38和消声器40。在此从内燃机2通到废气涡轮机30的废气路径是区段42，在区段42中废气具有相对高的压力，而从废气涡轮机30通到消声器40的废气路径构成区段44，在区段44中废气具有相对低的压力。当然，废气的压力沿着区段44也可能逐步地通过废气涡轮机30、氧化催化器32和微粒过滤器34相应于在这些元件中产生的流动阻力而降低。
图1左侧区域内，在废气排出设备4的支路36和新鲜空气吸入设备6的支路14之间进行低压废气再循环46。所述低压废气再循环46包括装置48和低压废气再循环阀50。
图1右侧区域内，在废气排出设备4的支路28和新鲜空气吸入设备6的支路22之间进行高压废气再循环52。所述高压废气再循环52包括装置54和高压废气再循环阀56。装置48和52在此分别具有一个未详细示出的废气再循环冷却器，其还带有旁路和阀门。
在内燃机2的运行过程中，低压新鲜空气58流经空气过滤器10和热膜空气流量计12，低压新鲜空气58在支路14上被添加通过低压废气再循环46被回输的低压废气60。添加后的低压新鲜空气62在压缩机16中被压缩。经压缩和添加后的低压新鲜空气64在区段22中被添加回输的高压废气66并作为高压新鲜空气68被输送到内燃机2中以燃烧燃料。
所述内燃机2将高压废气70作为燃烧产物排出，在区段28中从高压废气70截取被回输的废气66。在此通过高压废气再循环阀56调节被回输的废气66的量。在废气涡轮机30中使高压废气70的剩余部分72卸压成为低压废气74。在区段36中，由低压废气74截取所述回输的低压废气60，而低压废气74的剩余部分76通过排气管78被排出。
在本实施方式中，控制装置80连接在带有废气排出设备4和新鲜空气吸入设备6的内燃机2上。该控制装置80可以是本领域技术人员熟知的发动机控制器的一部分，该控制器控制内燃机2内的燃烧。但控制装置80也可以是额外的诊断装置，其在具有废气排出设备4和新鲜空气吸入设备6的内燃机2的组件上一起执行功能效率诊断。
所述控制装置80可以例如设置用于调节内燃机2。对此，所述控制装置80控制内燃机2的致动器、废气排出设备4和新鲜空气吸入设备6，内燃机2内的燃烧和由比通过变速器84传递给未进一步示出的车辆的车轮86的驱动扭矩可能通过它受到影响。属于所述致动器的可能有节气门38、废气再循环阀50、56或在内燃机2中示意示出的凸轮轴调节器88。在图1中，为清晰可见仅仅示出通过节气门控制信号90控制节气门38、通过进气调节信号92和排气调节信号94控制凸轮轴调节器88，借助其能够以本领域技术人员熟知的方式，在内燃机2中通过凸轮轴调节器88延迟对进气阀和排气阀的控制。
对内燃机2的上述致动器的控制基于传递给车轮86的驱动扭矩来进行，控制装置可以从描述车辆运行状态的输入参量推导出所述驱动扭矩。对此例如包括驾驶员期望96(例如可以通过加速踏板98或未进一步示出的行驶动态调节装置预先规定)、内燃机2的工作点100(其特征在于由内燃机2传递出的驱动扭矩及其转数)或变速器84中已挂上的档位102。附加地，对于传递给车轮86的驱动扭矩而言也可能有意义的是，是否操纵了车辆上的制动踏板104，这一情况可以借助于适当的制动信号106继续传递给控制装置80，因为在操纵制动踏板104时，通过内燃机2的每个扭矩输出都是退化的(obsolet)。
根据该实施方案的一个方面，这些输入参量或仅其中一部分输入参量不仅应用于确定驱动扭矩，而且还应用于确定内燃机2的阻力矩，如果该内燃机2如上文所述处于车辆的滑动运行状态的话。
为此参照附图2，图2是图1所示控制装置80的一个示意截取图。
图2中，所述控制装置80在第一协调器108处接收到例如驾驶员期望96、内燃机2的工作点100或变速器84上已挂的档位102和制动信号106作为输入参量。该协调器108从这些输入参量和／或其他未进一步示出的输入参量中估算出车辆驾驶员或其他车辆技术元件例如车辆行驶动态调节装置可能期望的车辆的车辆特性110。所述车辆特性110可以是各个任意的根据时间改变的参量，通过该参量可以识别出在马路上驾驶员所希望的车辆运动。这样所述车辆特性110可以例如是驾驶员所希望的车辆的减速、驾驶员所希望的速度和／或例如还可以是驾驶员期望矩96。
在形成阻力矩112的过程中，从车辆特性110算出保持车辆特性110所必需的额定阻力矩114。如果该车辆例如想要下山，那么在形成阻力矩112过程中算出额定阻力矩114，借助额定阻力矩114车辆特性110所包含的速度不会增大，因此车辆以恒定速度下山。对此可以如比形成阻力矩112，以使得车辆不会向前急冲，因此不会出现驾驶员不适的行驶状态。对此可以如此形成额定阻力矩112，以使它可在时间上微分。
最后可以从已算出的额定阻力矩114得出摩擦矩116，所述车辆无论如何要以该摩擦矩116通过车轮86以及与马路的接触而制动。该摩擦矩116可以本领域技术人员熟知的方式例如通过摩擦矩模型118算出。要确定的和在车辆滑行过程中由内燃机2要表现的阻力矩120因此从额定阻力矩114和摩擦矩116之间的差得出，并通过第二协调器122通过控制不同的致动器在内燃机2中实施。
对此，第二协调器122可以例如通过节气门38借助于节流损失，或者通过进气调节信号92和／或排气调节信号94借助于内燃机2中的压缩工作或排气工作来调节所述要表现的阻力矩120。

Claims (10)

1.用于在滑动运行中控制车辆的方法，包括：
-估算必要的额定阻力矩(114)，从而使车辆在滑动运行中保持在确定的运行状态中，和
-基于估算出的额定阻力矩(114)调节(90、92、94)车辆的驱动装置的输出功率。
2.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中为估算必要的额定阻力矩(114)，
-估算出车辆的必要的减速扭矩(110)，从而使车辆在滑动运行中保持在所述确定的运行状态中(100)，和
-从所述必要的减速扭矩(110)中形成所述额定阻力矩(114)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，从减速扭矩(110)形成所述额定阻力矩(114)，从而使额定阻力矩(114)可在时间上微分。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中，为形成所述额定阻力矩(114)，所述必要的减速扭矩(110)以在滑动运行中的车辆和该在滑动运行中的车辆所在马路之间的摩擦矩(116)进行修正。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，车辆的运行状态(100)取决于可为车辆预先规定的运行条件。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述运行条件包括诊断的执行、驱动装置噪音的抑制或车辆的期望的减速扭矩(106)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，车辆的减速扭矩取决于：
-操纵油门(98)和／或
-操纵制动器(104)和／或
-已挂上的车辆变速器(84)的档位(102)。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，驱动装置是内燃机(2)，其中为调节内燃机的输出功率而控制至少两个影响内燃机(2)的输出功率的致动器(88、38)。
9.用于在滑动运行中控制车辆的装置，特别是计算单元，其设置用于，
-估算必要的额定阻力矩(114)，从而使滑动运行的车辆保持在确定的运行状态中，和
-基于已估算出来的额定阻力矩(114)调节(90、92、94)车辆驱动装置的输出功率。
10.带有程序代码段的计算机程序，用于当在计算机或如权利要求9所述的装置上执行该计算机程序时，执行如权利要求1至8中任一项所述方法的全部步骤。
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