CN104246267A - 用于控制发动机的速度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调整车辆(100)发动机(101)的速度的方法，所述车辆(100)配置有离合器(106)，所述离合器由车辆控制系统操作并且适于将所述发动机(101)选择性地连接到齿轮箱(103)以便传递转矩。当所述发动机(101)的速度(ω_eng)将会朝向设定点值(ω_ref)被导引时，所述发动机(101)的速度(ω_eng)通过使用所述控制系统调整由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)来调整。本发明还涉及一种系统以及一种包括所述系统的车辆。

Description

用于控制发动机的速度的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在调整车辆中的发动机的速度中使用的方法。本发明具体涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于调整车辆发动机的速度的方法。本发明还涉及一种系统和车辆以及涉及一种实施根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序制品。

背景技术

在车辆中通常存在多种不同的传动系构造，例如齿轮箱可以被手动地或自动地操作。通常期望的是，重型车辆可以以对于驾驶员而言尽可能舒适的方式行驶，这通常需要齿轮箱中的换档借助于车辆的控制系统被自动地实现。因此，自动操作型齿轮箱也已在重型车辆中变得越来越平常。

通常在汽车中使用的类型的自动齿轮箱的效率在多种情况下是过低的，以至于所述自动齿轮箱在例如城镇中的城市公交车和配送车辆中的使用是不适合的，所述城市公交车和配送车辆通常必须频繁地停下并且接下来继续移动。然而，这些类型的车辆越来越普遍地配置有以下描述类型的传动系。

重型车辆中的自动换档通常通过使用控制系统被实现，以便实现具有以适当间隔分布的传动比的“手动”齿轮箱(即每个档位包括一对齿轮的齿轮箱)中的换档，例如因为这些齿轮箱制造起来显著便宜，此外还因为所述齿轮箱与常规自动齿轮箱相比效率更高。所述齿轮箱通过离合器被连接到车辆的发动机，所述离合器可以通过车辆的控制系统中的一个被自动地操作。

理论上，所述车辆中的离合器仅需要在所述车辆从静止被设定为运动时使用，因为其它换档可以在离合器不打开的情况下通过车辆的控制系统被实现。然而，在离合器通过车辆的控制系统中的一个被自动地操作的情况下，离合器通常即使在换档期间也用于打开/闭合传动系。自动操作型离合器可以例如通过使用车辆的控制系统被操作，以便操作离合器致动器。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于调整车辆发动机的速度的方法。所述目的利用根据权利要求1的方法实现。

本发明涉及一种用于调整车辆发动机的速度的方法，其中所述车辆包括通过车辆控制系统被操作的离合器，以及所述离合器设置成将所述发动机选择性地连接到齿轮箱以便传递转矩。当所述发动机的速度将朝向设定点值被导引时，所述速度通过使用所述控制系统调整由所述离合器传递的转矩来调整。

因此，本发明涉及一种车辆，其中离合器配置成将发动机(例如燃式发动机)选择性地连接到齿轮箱(例如具有多个传动比的齿轮箱)，诸如具有固定传动比并且通过控制系统被操作的“手动”齿轮箱。

当这种车辆被设定为运动(例如从静止被设定为运动)时，通常例如由驾驶员经由加速构件(诸如加速踏板)要求力(例如通过由发动机输送的转矩或车辆的牵引轮上的期望的推进力被表示的力)。响应于所述要求，车辆的控制系统将会尽力将期望的力经由所述离合器和齿轮箱引导到车辆的牵引轮。车辆的牵引轮上的推进力意味着在由发动机输送的转矩如本领域中技术人员所熟知那样已基于传动比、轮半径以及传动系部件的效率被转换为该力时的施加至牵引轮的最终的力。

这通常通过车辆的控制系统的适当部分要求燃烧发动机的速度控制被实现，而与此同时离合器以这样的方式操作，使得期望量的转矩由发动机输送。这种类型的控制涉及离合器的滑动，以及为了使得发动机可以以期望的方式被控制，离合器必须不能传递与发动机能够瞬时地输送的转矩相比更大的转矩，因为否则这将导致发动机由传动系的具有更大制动力(即反制力)的余下部分制动，这将迅速降低发动机的速度，在最坏情况下，如果离合器未能迅速重新打开以降低发动机上的载荷并且从而使得所述发动机的速度可以被升高，则这导致发动机失速。

所述情况是不被期望的，因为这种类型的速度变化通常导致不良的驾驶感受以及受损害的舒适性。避免所述情况通常涉及应用安全余量，由此离合器以这样的方式操作，使得其绝对不会传递与发动机的瞬时最大转矩的特定比例(即相对于发动机的瞬时最大转矩的安全余量)相比更大的力。

然而，这意味着将不可能获得发动机的最大转矩，结果是可能无法将车辆设定为运动，尤其是无法在陡峭的情况下(如在重载车辆开始上坡的情况下)将车辆设定为运动，这是因为安全余量防止完全利用发动机的转矩，即使所述转矩在“硬件”层面上可用。

本发明利用不同类型的控制，由此所述余量能够被避免，以及较大量的转矩能够例如在将车辆设定为运动时变得可用。

根据本发明，发动机的速度通过使用车辆的控制系统调整由所述离合器传递的转矩来调整。使用离合器控制发动机的速度可以提供持续保障，使得所述速度将不会下降到不期望的低等级。能够由离合器传递(被传递)的转矩可以例如在发动机的速度将被升高时被降低，并且可以相反地在速度将被降低时被升高。速度调整可以基于控制信号被执行，所述控制信号包含针对发动机的速度的期望的设定点值，所述设定点值可以接下来借助于离合器朝向所述设定点值被调整。这也意味着调整离合器的功能不需要涉及除了针对发动机的速度的设定点值和所述速度之外的信息，所述速度可以接下来借助于离合器朝向所述设定点值被调整。由发动机输送的转矩的控制本身不是本发明的主题，因为所述转矩可以以任何适当的方式被控制。例如，来自发动机的针对转矩的要求可以被设置成确保足够的转矩被不断地要求，以使得传动系中的转矩中的期望的增加例如在起步时也能够被适应。由于发动机的速度控制通过调整由离合器传递的转矩被调整，因此由发动机要求的转矩还可以被设置成取决于在发动机的速度的调整期间的期望的发动机速度导数(加速/制动)。

针对发动机速度的调整函数可以借助于能够由离合器传递的转矩相对于例如离合器致动器的调整位置的特性被执行，在这种情况下，能够由离合器传递的转矩可以以这样的方式被准确地控制，使得发动机速度朝向期望的速度被导引。

能够由离合器传递的转矩可以例如通过将离合器从闭合位置朝向打开位置移动被降低，在这种情况下，能够由所述离合器传递的转矩随着所述离合器朝向打开位置移动而逐步地减少，以及能够由离合器传递的转矩可以相反地通过将所述离合器朝向闭合位置移动被增加，由此能够由离合器传递的转矩将会随着所述离合器朝向闭合位置移动而逐步地增加。如上所述的离合器特性优选地在所述调整中被利用。

只要所述离合器正在滑动，则能够由所述离合器传递的转矩以及因此发动机速度就都可以借助于离合器被完全地调整。然而，离合器的特性使得滑动离合器只能传递具有与转速中的差值相同的算术符号的转矩。换言之，正(即推进)转矩只能从离合器的具有较高转速的一侧被传递。这意味着只要发动机输出轴的速度大于离合器的相反侧(齿轮箱侧)的速度，滑动离合器就仅允许正转矩从发动机(离合器的发动机侧)被传递，所述相反侧通常被不可旋转地锁定到齿轮箱输入轴。换言之，在这种情况下不可能适应负(即制动)转矩。在齿轮箱输入轴的速度大于发动机的滑动速度时，情况则相反，即负(制动)转矩可以从发动机被传递。本发明不论推进还是制动转矩经由离合器被传递均适用，只要如上所述的速度标准被满足。

本发明的其它特性和其优点通过以下提出的实施例的详细描述以及附图被指示出。

附图说明

图1A描绘了车辆的传动系，本发明可以被有利地利用在所述传动系上。

图1B描绘了车辆控制系统中的控制单元。

图2示意性地描绘了能够由车辆发动机输送的转矩，其作为发动机速度的函数。

图3示意性地描绘了根据本发明实施方式示例的方法。

图4展示了根据本发明的功能划分的实施例。

具体实施方式

图1A示意性地描绘了根据本发明实施方式的车辆100的传动系。被描绘的车辆仅具有带牵引轮113、114的一个车轴104、105，但是本发明还适用于一个以上的车轴配置有牵引轮的车辆，以及适用于具有一个或多个其它车轴(例如一个或多个支持桥)的车辆。传动系包括发动机，在所述实施例中为燃式发动机101，所述发动机以常规方式经由发动机的输出轴、通常经由飞轮102并且经由离合器106被连接到齿轮箱103。

离合器106采用自动操作型离合器的形式并且在所述实施方式中为以下类型，其中被连接到第一齿轮箱元件(例如齿轮箱输入轴109)的摩擦元件110(例如摩擦盘)选择性地与发动机的飞轮102接合，以便将转矩从发动机经由齿轮箱传递到牵引轮113、114。替代地，代替与飞轮102接合，摩擦元件110可以与被牢固地连接到发动机以便与所述发动机一起旋转的另一个摩擦元件接合。离合器可以例如为干式或湿式的片类型或某些其它适当类型，例如具有湿式或干式离合器的双离合器箱。在当前实施例中，摩擦元件110与发动机输出轴/飞轮102的接合借助于压力片111被控制，所述压力片能够例如借助于杠杆臂112沿轴向方向移动，以及所述杠杆臂的功能/移动由离合器致动器115控制。离合器致动器在杠杆臂112上的动作经由控制单元116由车辆的控制系统控制。离合器致动器可以例如包括一个或多个被气动地操作的活塞，所述活塞作用在杠杆臂上，因此离合器通过所述活塞实现杠杆臂移动被打开/闭合。离合器致动器还可以为电动或其它适当类型。

齿轮箱103的输出轴107接下来经由末级齿轮108(例如常规差速器)驱动牵引轮113、114以及被连接到所述末级齿轮的驱动轴104、105。

当具有在此涉及类型的自动操作型离合器的车辆100必须例如从静止被设为为开始运动时，这通常通过由发动机输送的转矩表示的车辆的驾驶员要求的功来实现、例如通过使用加速踏板来实现。当所述转矩被要求时，车辆的控制系统将会试图将所述转矩经由离合器106和齿轮箱103引导到车辆的牵引轮113、114，导致作用在所述牵引轮上的期望的推进力。这通过发动机的速度控制被实现、例如通过考虑车辆以期望的方式被设定为运动的周全控制方式被实现，所述速度调整接下来通过控制发动机的控制单元117被执行。与此同时，离合器106以这样的方式被操作，使得期望的转矩被传递到齿轮箱/传动系的余下部分，以及在车辆起步时由离合器传递的转矩中的增加可以例如被设置成跟随任何适当曲线/函数，例如单位时间的转矩增加以期望的方式进行的曲线/函数。所述增加可以例如一直进行，直到由离合器传递的转矩使得当前运行阻力被克服，因此车辆开始沿适当方向移动。

所述控制可以在离合器滑动时被执行，因为仅在离合器滑动时传动系转矩由离合器致动器控制。当离合器已滑动到一起时，由所述离合器传递的转矩转而由发动机的转矩控制，只要离合器传递转矩的话。当发动机的转矩大于能够在离合器的当前位置中传递的最大转矩时，离合器将会再次开始滑动。

此外，为了使得发动机能够被速度控制，离合器不被允许传递大于发动机能够瞬时地输送的转矩，因为这将会导致来自离合器下游的较慢旋转的传动系的制动力，使得发动机的速度迅速地下降。这将会意味着离合器必须迅速地重新打开，以便降低发动机上的载荷并且从而使得可以回到期望的发动机速度。所述情况，特别是在其重现的情况下，是不被期望的，因为速度变化导致针对车辆的驾驶员的不良的驾驶感受以及受损害的舒适性。

因此，就避免所述情况的观点而言，安全余量通常被应用以使得离合器以这样的方式被操作，使得在例如车辆被设定为运动时，离合器不传递大于发动机的瞬时最大转矩的特定比例，即相对于发动机的瞬时最大转矩的安全余量被应用。

这在图2中被展示，其中曲线201表示发动机能够确实地输送的最大转矩，其作为发动机速度的函数。曲线202是对应转矩曲线但是具有被应用的安全余量Δ。在例如车辆的运行阻力使得在相应档位(齿轮)中至少需要例如1200Nm以便将车辆设定为运动的情况下，如在重载的情况下开始上坡移动，在图2中被应用的安全余量意味着发动机的速度必须被升高到大约900rpm，以便使得控制系统令离合器传递1200Nm并且从而实现车辆的牵引轮113、114上的对应力。在不需要应用所述安全余量的情况下，车辆可能替代地在700rpm的发动机速度下已从静止被设定为运动，导致例如显著较小的离合器磨损，因为在所述情况下，离合器可能以较小速度差值滑动并且还可能滑动持续较短时间。

应用被展示的安全余量Δ还承担以下缺点，发动机因而在较高速度下运行，所述较高速度将会使得所述发动机输送较高功率输出，所述较高功率输出在离合器滑动时将只会被立即转换为摩擦热量，导致其它缺点，诸如不被期望的温度升高。

如可以在图2中被见到的，应用安全余量的操作还意味着将绝对不可能在车辆被设定为运动时从发动机取得最大转矩。如果在被展示的实施例中对于车辆而言当时的转矩需求替代地是1400Nm，则被应用的安全余量将会使得车辆完全不可能起步，尽管事实是所述车辆的实际性能使得其只要在900rpm就可以起步。被应用安全余量的起步过程例如意味着在起步困难的情况下搭载重载的车辆/车辆类型很可能保持静止，尽管能够由发动机输送的转矩实际上完全足以使得车辆能够起步。

本发明提出一种用于将车辆设定为运动的替代方法，所述方法使得可以利用能够由发动机输送的最大转矩中的显著较多或甚至全部。根据本发明的方法实施例300在图3中被展示并且以下被进一步解释。

本发明可以在任何适当控制单元中被实施，但是在当前实施例中，本发明在图1A中被描绘的控制离合器的控制单元116中被实施。

现代车辆中的控制系统通常包括通讯总线系统，所述通讯总线系统由一个或多个通讯总线组成以便将多个电子控制单元(ECU)或控制器连接到车载的各种部件。所述控制系统可以包括大量控制单元，以及处理特定功能可以在两个或更多所述控制单元之间被共享。

为简单起见，图1A仅示出控制单元116、117，但是本领域中技术人员将会认识到，在此考虑到类型的车辆通常具有显著较多的控制单元。

因此，本发明的在实施方式中被描绘的控制单元116被实施以便操作离合器106(离合器致动器115)并且还操作齿轮箱103。本发明可以替代地在专门用于本发明的控制单元中、或整体地或部分地在车辆已配置有的一个或多个其它控制单元(例如在当前实施例中控制车辆的发动机的控制单元117)中被实施。

由控制单元116(或本发明在其中被实施的一个或多个控制单元)执行的控制根据本发明将会可能取决于从控制发动机功能的一个或多个控制单元(即在当前情况下控制单元117)接收的信号。控制单元116还将会可能接收来自车辆配置有的未被绘制的其它控制单元的信号，和/或来自例如车辆配置有的各种传感器等的信息。控制单元116可以例如被设置成接收表示发动机输出轴和齿轮箱输入轴的相应转速的信号，使得可以确定跨过离合器的速度差值，即离合器滑动。控制单元116还可以被设置成接收涉及摩擦元件和/或杠杆臂的位置的信号。在此涉及类型的控制单元通常被设置成接收来自车辆的不同部分的传感器信号。

在此涉及类型的控制单元还通常被设置成将控制信号输送到车辆的各个部分和部件。控制单元116可以例如要求/命令离合器致动器以期望的方式操作，以及在本发明的一个实施方式中还可以要求转矩例如经由控制单元117从所述发动机被输送。

控制通常通过被编程的指令被管理，所述指令通常呈计算机程序的形式，所述计算机程序当在计算机或控制单元中被执行时使得计算机/控制单元实现期望形式的控制动作，例如根据本发明的方法步骤。计算机程序通常是计算机程序制品的一部分，所述计算机程序制品包括适当存储介质121(见图1B)，所述适当存储介质已在其上存储有计算机程序126。所述数字存储介质121可以例如采取在ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦写PROM)、闪存存储器、EEPROM(电可擦写PROM)、硬盘单元等中的任何形式，并且可以被定位在控制单元总或与控制单元通讯，在这种情况下，计算机程序将会通过控制单元被执行。因此，车辆的在特定情况下的行为能够通过更改计算机程序的指令修改。

在图1B中被示意性地描绘的控制单元实施例(控制单元116)可以包括计算单元120，所述计算单元可以例如采取任何适当类型的处理器或微型计算机的形式，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)，或具有被事先确定的特定功能的电路(特定用途集成电路，ASIC)。计算单元被连接到存储器单元121，所述存储器单元向所述计算单元提供例如被存储的程序代码126和/或被存储的数据，计算单元需要所述被存储的程序代码和/或被存储的数据，以便使得所述计算单元能够执行计算。计算单元还被设置成将计算的部分或最终结果存储在存储器单元121中。

控制单元116还配置有用于接收和发送输入和输出信号的相应装置122、123、124、125。所述信号可以包括波形、脉冲或其它属性，输入信号接收装置122、125能够将所述波形、脉冲或其它属性作为信息检测，以便由计算单元120处理。输出信号发送装置123、124被设置成将来自计算单元的计算结果转换为输出信号，以便传递到车辆的控制系统的其它部分和/或所述输出信号适用于的一个或多个部件。通向用于接收和发送输入和输出信号的相应装置的连接件的每个可以采取在线缆；数据总线，例如CAN(控制器区域网络)总线、MOST(媒体导向系统传输)总线或一些其它总线构造；或无线连接中的一个或多个的形式。

回到在图3中被展示的方法，步骤301确定车辆是否被设定为运动。这可以例如基于确定车辆的驾驶员是否例如通过使用如上所述的加速踏板指示出所述要求。应当注意到的是，尽管当前实施例涉及车辆起步，但是还可以存在本发明适用的其它情况，诸如在使用离合器控制发动机的速度可以适用的换档或其它情况时。因此，本发明涉及在所述情况下借助于离合器控制发动机的速度。

加速踏板位置与车辆的发动机的对应操作之间的关系可以有所区别地表现，以及在多种情况下涉及使用加速踏板与发动机控制之间的图表，由此驾驶员使用加速踏板要求给定转矩，以及踏板的移动区域可以例如表示为发动机能够输送的最大转矩的0-100％，或使得车辆(在相应档位中)能够克服当前运行阻力并且开始移动所需转矩的0-100％。所述图表还可以被设置成取决于当前的驾驶情况类型变化，并且可以例如在车辆从静止被设定为运动时属于一个类型，以及在随后的移动期间属于另一个类型。然而，所述图表不是本发明的主题。

因此，如果车辆的驾驶员以适当的方式(例如通过加速踏板的适当操作)输送车辆将被设定为运动的指令，则所述方法继续移动到步骤302，以便决定期望的档位在车辆的齿轮箱103中是否被接合。所述档位可以例如完全地由车辆的控制系统或由驾驶员选定，或替代地由控制系统基于来自驾驶员的指令选定。当步骤302已确定档位在齿轮箱中被接合时，所述方法继续移动到步骤303，以便确定如下所述的控制参数。在当前实施例中，控制单元116中的控制功能TRAM(传递管理器)410还如下所述地确定针对将会从车辆的发动机101取得的转矩的要求和/或针对车辆的牵引轮113、114上的特定推进力的期望，例如以便克服当前运行阻力。所述要求的量度可以以任何适当的方式被确定并且可以例如由控制功能TRAM 410或一些其它综合功能控制，所述控制功能或一些其它综合功能处理车辆将会被设定为运动的方式。所述控制功能或其它适当控制构件还可以确定例如被引导到车辆的牵引轮的推进力将会以何种速度被增加。所述控制可以以多种不同的方式被执行并且本身不是本发明的主题。本发明仅涉及一种借助于车辆的离合器调整发动机的速度的特定的方式。

如上所述，本发明在一个实施方式中在控制单元116中被实施，所述控制单元控制离合器106和齿轮箱103。图4展示了控制功能划分可以如何根据本发明被组织的实施例。所述附图示意性地描绘了控制单元116和一组功能的实施例，所述一组功能可以根据本发明的实施方式在所述控制单元中进行。所述附图还描绘了控制单元117和离合器致动器115。被描绘的实施方式展示了控制功能的划分的实施例，如本领域中的技术人员将会认识到的，所述控制功能中的两个或更多可以被结合在单一控制功能中。

如在图4中被描绘的，控制单元116可以包括多个功能元件，当前实施例中的控制功能TRAM 410包括用于将车辆设定为运动的综合功能、确定用于所述目的的所述控制参数以及在步骤303处提供所述控制参数。除了期望的推进力之外，控制功能TRAM 410还可以输送一速度范围，发动机被预期在所述速度范围内在车辆的起步期间停驻，以及所述速度范围可以例如被指示为用于起步过程的相应最小速度402和最大速度403，所述推进力接下来被转换为来自车辆的发动机的对应转矩，或替代地被立即指示为由发动机输送的期望的转矩401并且可以例如表示发动机在车辆被设定为运动时必须被导引朝向的转矩，例如在图3中被描绘的实施例中的1200Nm或1400Nm。

这些参数例如被输送到控制功能TACT 411，所述控制功能在当前实施例中基于被指示出的参数处理车辆的起步的确实执行。在一个实施方式中，所述参数401-403仅在起步的开始处被输送，而在另一个实施方式中，被改变的参数值从TRAM 410被持续地发送到TACT 411，在这种情况下整个起步过程由控制功能TRAM 410持续地控制，所述控制功能持续地传递如上所述的要求。

TACT 411接下来负责保证起步基于被指示出参数被确实地执行，以及所述TACT自身包括子功能404、405和速度调整器功能406，子功能405的任务是确保维持期望的发动机速度。这借助于如下所述的速度调整器406被实现。

通过TRAM 410被传递的要求401用作子功能404的基础，以便确定呈控制信号412的形式的转矩要求，所述转矩要求在步骤304处被发送到控制单元117，以便输送来自车辆的发动机的转矩。从控制单元116接收的转矩要求接下来用作控制单元117的基础，以便将发动机朝向输送所述转矩导引。子功能404可以被设置成将控制信号412基本上持续地传递到控制单元117，因此在这种情况下，所述控制单元将会将由发动机输送的转矩朝向由控制信号412指示出的转矩持续地导引。将会被控制的发动机输送转矩的特定方式不是本发明的主题，因为其可以以任何适当的方式被执行。子功能404可以例如将控制信号传递到控制单元117，以便使得发动机输送足够的转矩，从而还使得期望的转矩能够跨过离合器，所述期望的转矩可以例如基于发动机将会被调整到的速度被控制。

因此，与控制单元117还以常规的方式处理控制发动机的速度相反，根据本发明，所述控制单元仅确保被要求的转矩也被输送，不论发动机的当前速度。

因此，根据本发明，发动机的速度调整与被输送的转矩的控制解耦，以及在被描绘的实施例中，子功能405负责保证发动机速度被保持在期望的范围内，例如在前述的最大与最小速度之间，或在期望的速度处。这借助于速度调整器406被实现，所述调整器理论上是根据本发明控制发动机的速度的功能。控制单元117输送当前发动机速度ωen_g，所述当前发动机速度在步骤305处被传递到速度调整器，速度调整器还在所述步骤处从子功能405接收设定点值ω_ref，所述设定点值表示期望的发动机速度。速度调整器接下来使用这些数据作为根据本发明的由离合器106的适当操作执行发动机101的控制的基础。

离合器的特性大体上以相当好的准确性且车辆的控制系统可用的方式、例如以图表的方式被确定，所述离合器的特性即为通过所述离合器作为离合器的打开程度的函数可以传输的功率/转矩M_clutch的多少，其中所述离合器的打开程度例如由离合器相对于完全打开或关闭位置所处的状态来表示、也就是说在本实例中由摩擦元件和/或杠杆臂的相对于打开/闭合位置的位置来表示。

所述特性还可以被设置成在车辆处于运动状态时在适当情况下例如基于温度中的改变或离合器随时间的磨损通过车辆的控制系统被估算。所述确定在此并未被更详细地描述，但是在现有技术中被充分描述。

因此，速度调整器106可以使用离合器的特性要求针对摩擦元件的特定位置，即特定杠杆臂位置，于是期望的转矩M_clutch将会由离合器传递。

因此，发动机将会被导引朝向的速度ω_ref可以如上所述通过综合功能(例如TRAM 410)被调整，在这种情况下，速度调整器406可以持续地从功能405接收涉及期望的发动机速度ω_ref的控制信号。离合器如上所述以这样的方式工作，使得给定离合器位置将会使得给定转矩可以经由离合器传递。这适用于无论当前跨过离合器实际速度差值，即无论发动机输出轴/飞轮与齿轮箱输入轴之间的相应速度的实际差值的量度，以使得在给定开度处，即在离合器的特定状态中，相同转矩将会被传递无论跨过所述离合器的转速中的差值。

然而，如以上被指示出的，应当注意到的是，当给定转矩被传递时跨过离合器的较大速度差值意味着较多功率将会跨过离合器被转换为摩擦热量，因此期望的是存在尽量小的速度差值。

可以根据本发明使用离合器调整发动机的速度的原因由公式1解释

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\frac{M_{\mathrm{eng}}-M_{\mathrm{clutch}}}{J}$   (公式1)

其中J表示系统中的基本惯量，例如发动机和离合器的转动惯量。如公式1指示出的，发动机的加速/减速正比于由发动机输送的转矩M_eng与由离合器传递的转矩M_clutch之间的差值。如果M_eng大于M_clutch，则发动机将会加速，即速度将会升高，而如果M_clutch大于M_eng，则相反地所述发动机的速度将会被减速并且因此将会减少，在这种情况下，离合器将会将制动转矩应用到发动机输出轴。如以上被提到的，M_clutch可以借助于以上描述的离合器特性以相当好的准确性被确定，以及M_eng可以在不同发动机速度处针对不同控制参数(例如被喷射的燃料的量、被供给的空气等)被绘制，或例如直接从被供给的空气/燃料的量被计算。一个实施方式不需要由发动机输送的特定转矩的信息，但是令发动机的速度通过由离合器传递的转矩中的基于当前速度和期望速度的相对改变被调整。这在以下被进一步描述。

速度调整器406接收来自控制单元117的当前发动机速度ω_eng的表示、以及来自功能405的速度设定点值ω参考的表示。这些表示在步骤306处被比较，以及如果ω_eng大于ω_ref并且因此需要降低，则所述方法继续移动到步骤307。

知晓由发动机输送的转矩使得速度调整器能够在步骤307处使用公式1确定适当离合器操作，以便使用由离合器传递的转矩M_clutch中的增加制动发动机并且从而降低速度ω_eng。公式1可以用于确定M_clutch中的适当增加ΔM₁，使得发动机速度减少可以以单位时间的期望的速度被执行。

由离合器传递的转矩M_clutch中的增加ΔM₁越大，发动机速度ω_eng就越迅速地减少。因此，确定由离合器传递的期望的转矩(即M_clutch+ΔM₁)以及接下来在被描绘的实施方式中借助于被定位在离合器致动器中的调整器407使用离合器致动器115的位置的适当控制由此所述位置借助于如上所述的离合器特性被确定，使得M_clutch并且从而使得发动机速度改变可以具有良好的准确性。因此，在特定时间中提供增加的转矩使得发动机的转速ω_eng可以朝向期望的ω_ref被导引。

以类似的方式，步骤308在发动机的速度ω_eng低于速度设定点值ω_ref时使得由离合器传递的转矩M_clutch受到适当减少ΔM₂，使得可以实现发动机的转速的对应加速。因此，适当操作离合器以便调整M_clutch使得发动机可以被加速/制动到期望的速度。

在此涉及的调整优选地是连续的，在这种情况下，所述方法在于步骤307和308处应用M_clutch之后返回步骤305，以便获得针对当前发动机速度ω_eng和期望的发动机速度ω_ref的新值，这之后是基于所述新值再次应用M_clutch。

因此，来自控制单元117的持续反馈以及被接收的针对期望的发动机速度的要求使得速度调整器可以使用离合器将发动机的速度ω_eng持续地调整到期望的速度ω_ref。综合功能(例如负责保证将车辆设定为运动以期望的方式被执行的功能)可以接下来确定在图3中被列举的发动机速度调整应当何时被停止，例如以便确保车辆的运行速度以及从而确保齿轮箱输入轴的转速已变成使得离合器能够被完全地闭合。这由步骤309指示出，因此，所述步骤可以在将车辆设定为运动、或在根据本发明的速度控制被实现的一些其它情况已被完成并且离合器例如被闭合或打开时从在图3中被展示的方法的任何步骤被达成。

因此，本发明使得发动机可以借助于离合器被导引到准确地期望的速度，而与此同时期望的转矩可以由发动机输送。

在以上列举的实施方式中，速度调整基于由发动机输送的转矩的信息。如以上被提及的，所述信息不是必要的，因为发动机的速度的调整也可以无需所述信息。在这种情况下，假设由发动机输送的转矩是基本上恒定的，这可以例如被假设为在图3中被展示的方法每秒运行多次的情况。由离合器传递的转矩继续通过以上类型的公式被确定，但是替代地通过公式2被确定

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\frac{M_{\mathrm{clutch},\mathrm{present}}-M_{\mathrm{clutch},\mathrm{new}}}{J}$   (公式2)

其中M_{clutch,present}是当前由离合器传递的转矩，以及M_clutch,new是离合器在调整期间被设定为的新转矩。

换言之，在由发动机输送的转矩被视为恒定的情况下，跨过离合器被传递的转矩中的相对差值将会如上所述以准确地相同的方式操作，以及速度调整可以基于速度改变的期望的速度通过确定由离合器传递的转矩中的相对改变进行，即M_{clutch,present}-M_clutch,new可以以直接的方法被确定，对于M_clutch而言易于被确定和设定，以便实现期望的速度改变。所述形式的调整还可以在由发动机输送转矩改变时被使用，只要跨过离合器被传递的转矩能够相对于由发动机输送的转矩中的改变被迅速地调整。

此外，在本发明的一个实施方式中，速度调整器406或一些其它适当功能监视发动机的当前速度相对于齿轮箱输入轴的速度，以便持续地确保存在跨过离合器的转速差值，即确保离合器滑动。只要离合器滑动，发动机的速度调整就可以根据本发明被执行。这还意味着例如在转矩在如上所述将车辆设定为运动时根据一些适当功能逐渐增加之后，从发动机被要求的转矩可以例如采取针对最大转矩的要求的形式，在这种情况下，控制单元117可以接下来持续地尽力应用所述最大转矩，无论当前发动机速度。所述转矩可以接下来全部由离合器传递，而与此同时可以如上所述借助于本发明确保离合器的滑动。

只要离合器准确地传递由发动机产生的转矩，即只要M_clutch＝M_eng，发动机的速度就将会保持恒定，而在例如从由发动机输送的转矩得到的推进力足以使得车辆能够开始移动的情况下，齿轮箱输入轴的速度可以是恒定或变化的。本发明可以接下来用于保持发动机的速度恒定。所述速度可以例如被基本上保持在空闲速度，只要能够由发动机输送的转矩是足够的并且发动机的转速大于齿轮箱输入轴的转速。

一旦发动机的速度已由于任何原因、例如为了使得用于车辆的起步的综合功能能够确定大于当前发动机速度能够输送的转矩的转矩是被需要的而将会被改变，则期望的速度被信号发送到速度调整器406，于是离合器如上所述被操作以便实现期望的发动机速度，使得被增加的转矩可以由发动机产生，以便经由离合器传递。当速度调整器确定发动机已到达或将要到达期望的目标速度时，由离合器传递的转矩可以被增加到由发动机输送的等级。适当控制转矩跨过离合器被传递的速度在速度调整期间从当前值改变到期望的值使得可以确保速度改变例如以不对驾驶员舒适性产生负面影响的方式进行。

速度调整器406确保发动机的速度绝对不下降到齿轮箱输入轴的当前速度，以及只要离合器滑动，就可以在传动系中不存在不被期望的颤动或其它波动的情况下实现发动机的速度的非常好的调整。

只要作为摩擦元件的位置的函数的由离合器传递的转矩被基本上正好地确定，调整就可以完全地根据公式1被执行。然而，离合器的特性通常如上所述被估算并且还可以例如因为磨损和/或离合器温度随着时间改变。这意味着借助于离合器特性被应用的M_clutch在实践中可能从模型值略微偏离。为此原因，调整误差e可以有利地用于根据本发明的离合器的控制中。这在以上所有实施方式中适用。调整误差e可以例如是发动机的期望的速度ω_ref与其当前速度ω_eng之间的差值，在这种情况下e＝ω_ref-ω_eng，或是所述差值的适当函数。

所述调整误差可以接下来用于如上所述调整发动机的速度。一个实施例借助于离合器控制在发动机的速度的所述调整中使用PI调整，所述调整可以接下来例如根据以下公式被执行

M_clutch＝M_ref-eP-I∫e  (公式3)

其中P和J被设定为适当值，所述适当值可以例如是经验值或以一些其它的方式被确定。M_ref是由离合器传递的期望的转矩，以及M_clutch是适用于借助于所述离合器特性被应用并且因此现在采用针对调整误差e被补偿的期望的转矩M_ref的形式的转矩。因此，非常准确的控制成为可能，即使在被预期的离合器特性不严格地对应于实际离合器特性时。

因此，总括而言，本发明提出一种使得可以在不存在失去舒适性的情况下从发动机取得比现有技术更多的可用转矩的方法，因为不需要诸如现有技术中的转矩余量，因为发动机的可用转矩能够被完全地利用。本发明还意味着发动机的速度除了在较高速度下可用的转矩被需要、或为了确保离合器滑动的情况以外不必被升高。

如上所述，由发动机输送的转矩将会被控制的特定方式不是本发明的主题，因为所述控制可以以任何适当方式被执行。然而，例如可以有利地从子功能404要求来自发动机的与速度控制相互作用的转矩，例如以便使得速度控制可以以期望的方式被执行。因此，在一个实施方式中，转矩根据公式J从发动机被要求，而与此同时离合器例如根据公式3被操作。因此，从发动机被要求的转矩可以基于发动机将会被调整到的速度被控制。

本领域中的技术人员将会认识到的是，在以上类型的调整中，在系统中将会存在延迟，所述延迟可以通过对调整进行适当调节被顾及，所述调节可以以本领域中的技术人员已知的适当的方式被实现。

根据本发明的速度控制需要离合器滑动，因为被传递的转矩在滑动期间能够由离合器控制。通常的情况是在离合器处于被部分打开状态中时，所述离合器可以在跨过所述离合器的速度差值终止的情况下停止滑动并且替代地像被闭合的离合器一样动作。如果所述情况出现，则离合器可以突然地传递显著较多的转矩，因为所述离合器将会接下来像被闭合的离合器一样动作，即被传递的转矩将会替代地由发动机控制，尽管离合器未被完全闭合，因为离合器的传递特性取决于是否存在跨过所述离合器的当前速度差值(滑动)将会变得不同。然而，本发明意味着由于发动机能够以良好的准确性被控制，因此所述发动机的速度也能够被保持较低，并且跨过离合器的转速中的差值能够被保持较小。在一个实施方式中，相对于跨过离合器的当前速度差值的安全余量可以被应用，使得发动机的速度可以被控制，以使得跨过离合器的速度差值至少达到第一值。然而，所述值可以被保持相对较小，以及即使相对于跨过离合器的速度差值的所述安全余量被应用，依然不需要使用相对于能够由发动机输送的转矩的安全余量。

根据本发明的方法和系统的其它实施方式在所附的权利要求中载列。还应当注意的是，所述系统可以在根据本发明的方法的不同的实施方式中被改型(以及反之亦然)，以及因此本发明不以任何方式被限定到根据本发明的方法的以上被描述的实施方式，而是涉及并且包括在所附的独立权利要求的保护范围内的每个实施方式。

例如，尽管以上示例出的相对于摩擦离合器，但是本发明还能够应用到其它类型的离合器。以上还示例出燃式发动机，但是当然能够应用其它类型的原动机，例如电动机。本发明还在以上被示例为关于将车辆从静止设定为运动，但是还能够在发动机的速度的控制可以借助于离合器被执行的其它情况下应用。

本发明还已针对转矩从发动机被输送以及离合器的发动机侧上的转速大于齿轮箱侧的转速的情况被示例。然而，本发明在相反关系占主导地位的情况中仍然能够应用。车辆可以例如在下坡上行驶，其中发动机通过在燃料供给被关闭的情况下运行施加制动转矩。

Claims (19)

1.一种用于调整车辆(100)发动机(101)的速度的方法，所述车辆(100)配置有离合器(106)，所述离合器由车辆控制系统操作并且适于将所述发动机(101)选择性地连接到齿轮箱(103)以便传递转矩，其特征在于，当所述发动机的速度(ω_eng)将会朝向设定点值(ω_ref)被导引时，进行以下步骤：

-通过使用所述控制系统调整由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)来调整所述发动机(101)的速度(ω_eng)。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

-确定针对所述发动机(101)的所述速度的所述设定点值(ω_ref)，以及

-借助于所述离合器(106)朝向所述设定点值(ω_ref)调整所述发动机(101)的速度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在所述发动机(101)的速度(ω_eng)低于所述设定点值(ω_ref)时：

-降低由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括在所述发动机(101)的速度(ω_eng)高于所述设定点值(ω_ref)时：

-增加由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中针对所述发动机(101)的速度的所述设定点值(ω_ref)采取速度范围的形式。

6.根据在前权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述发动机(101)的速度(ω_eng)的所述调整期间以这样的方式操作所述离合器(106)，使得所述离合器(106)滑动。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述调整期间，发动机(101)的速度(ω_eng)以这样的方式被控制，使得跨过所述离合器(106)的速度差值至少达到第一值。

8.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中在所述调整期间，由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)中的增加或减少(ΔM₁；ΔM₂)基于在所述发动机(101)的速度(ω_eng)与针对所述发动机(101)的速度的所述设定点值(ω_ref)之间的速度差值被控制。

9.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中在所述调整期间，由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)中的增加或减少(ΔM₁；ΔM₂)基于所述发动机(101)的速度(ω_eng)的期望的加速或制动被控制。

10.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中由所述离合器(106)传递的转矩中的增加或减少(ΔM₁；ΔM₂)通过由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)与由所述发动机(101)输送的转矩(ω_eng)之间的差值被控制。

11.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)通过使用所述车辆控制系统被增加和降低，以便以这样的方式操作所述离合器(106)，使得能够由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)被相应地增加或降低。

12.根据在前权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述发动机(101)的速度的所述调整期间确定调整所述发动机(101)的速度中的误差(e)，以及

-基于所述调整误差(e)控制由所述离合器(106)传递转矩(M_clutch)。

13.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述发动机(101)的速度(ω_eng)的所述调整在所述车辆(100)被设定为运动时进行。

14.根据在前权利要求中任一项所述的方法，所述方法在转矩沿从离合器的呈现出较高转速的一侧朝向离合器的呈现出较低转速的一侧的方向传递时被执行。

15.一种计算机程序，其包括程序代码并且在所述程序在计算机中被执行时使得所述计算机执行根据权利要求1-14中任一项所述的方法。

16.一种计算机程序制品，包括计算机可读介质以及根据权利要求15的计算机程序，所述程序被包含在所述介质中。

17.一种用于调整车辆(100)发动机(101)的速度的系统，所述车辆(100)配置有离合器(106)，所述离合器通过车辆控制系统被操作并且适于将所述发动机(101)选择性地连接到齿轮箱(103)以便传递转矩，其特征在于，所述系统包括在所述发动机(101)的速度(ω_eng)将朝向设定点值(ω_ref)被导引时用于进行以下操作的构件：

-通过使用所述控制系统调整由所述离合器(106)传递的转矩(M_clutch)来调整所述发动机(101)的速度(ω_eng)。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述离合器(106)包括第一离合器元件(102)和第二离合器元件(110)，从而使得所述第一元件(102)被牢固地连接到所述发动机(101)的输出轴以便与所述输出轴一起旋转，所述第一元件(102)和第二元件(110)被选择性地连接在一起以便在所述发动机(101)与所述齿轮箱(103)之间传递力，以及当转速差值在所述第一元件(102)与第二元件(110)之间出现后所述离合器(106)滑动。

19.一种车辆(100)，其特征在于，配置有根据权利要求17和18中任一项所述的系统。