CN105408652A - 用于在延迟过程中联接内燃发动机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将驱动发动机（2）联入到传动系上的方法，该方法包括以下步骤：-求得在离合器（4）的输入侧和输出侧之间的转速差（n_差）；并且-通过预先规定有待传递的额定离合器力矩（M_{离合器 _ 额定}）根据所述转速差（n_差）来操控所述离合器（4）。

Description

用于在延迟过程中联接内燃发动机的方法和装置

技术领域

本发明一般地涉及驱动系统的领域，尤其是用于在机动车的传动系（Antriebsstrang）中运行联接过程的方法。

背景技术

鉴于机动车内的许多功能日益自动化，也可以借助离合器自动地受控制地实施将内燃发动机联接到传动系上的功能。这尤其是就机动车内的自动的或者部分自动的变速器而言的情况。

如果一车辆处于滑行运行中，也就是说该车辆在脱联的内燃发动机的情况下缓缓行驶，那么必须在相应的触发情况下通过一种功能，例如通过驾驶员辅助功能将内燃发动机再次与传动系相连接。在车辆滑行时，离合器是断开着的，并且内燃发动机的发动机转速不依赖于变速器输入转速并且在通常情况下与该变速器输入转速有偏差。在联接内燃发动机之后，离合器是结合着的并且发动机转速对应于变速器输入转速。

触发内燃发动机的联入例如可以在驾驶员操纵制动踏板之后或者由于驾驶员辅助系统或类似装置请求制动过程而进行，因为在例如用于辅助制动过程的惯性滑行中会希望关闭传动系以及内燃发动机紧接着随转和联动。也可以根据要求来联接内燃发动机并且提供用于给电池充电的额外的能量。

此外，可以通过以下方式来要求联入内燃发动机：为了建立用于助力制动器或者类似装置的低压需要额外的驱动力矩。

将内燃发动机联接到传动系上，这种情况在驾驶员的非最佳调节时被视为急冲，这通常是对行驶舒适性的损害。

例如可以设置用于具有自动的离合器装置的机动车的控制方法。从机动车的滑行运行进行联入，方法是，在使得用于离开滑行运行的离合器结合之前探测变速器的输出轴的转速并且如此地调节发动机转速，使得这两个转速相协调或彼此相补偿。

由文献DE102010003673A1公开了一种用于运行机动车的方法，在该方法中在怠速运行的情况下提供了档位推荐并且驱动发动机的当前转速被加速到所推荐的转速，所推荐的转速就机动车的当前速度情况而言对应于所述档位推荐。

此外，为了将内燃发动机联入到输出系上由滑行状态可以规定，内燃发动机的输出轴的转速按照由驾驶员预先规定的驱动能量走势来提高。

发明内容

根据本发明，设置了一种按照权利要求1所述的、用于将驱动发动机，尤其内燃发动机联入到传动系上的方法，以及按照并列的权利要求所述的装置、驱动系统和计算机程序。

本发明的另外的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据第一方面设置了用于将驱动发动机联入到传动系上的方法，该方法包括以下步骤：

-求得在离合器的输入侧和输出侧之间的转速差；并且

-通过预先规定有待传递的额定离合器力矩根据所述转速差来操控所述离合器。

在联入内燃发动机（驱动发动机）时，该内燃发动机通过离合器来牵引或者由怠速转速来加速，从而发动机转速与变速器输入转速相适配。所请求的离合器力矩对于驾驶员来说作为机动车的延迟是能够感觉到的。因此出于舒适性缘故一方面离合器力矩不允许过高且另一方面不应该产生力矩跳跃，因为这被视为是纵向加速度的突然变化。力矩跳跃通过突如其来的额定值变化以及通过由离合器力矩到燃烧牵引力矩的非连续的过渡而形成。

根据上述方法规定，内燃发动机的牵引或者说加速按照受控制的转速梯度走势来进行，以便由此能够实现从滑行运行中，即在内燃发动机脱联的情况下舒适且平稳地关闭传动系。特别地，由此能够实现从静止状态中舒适且平稳地牵引所述内燃发动机，正如例如通常在开始/结束滑行运行时出现的那样。即使在传动系脱联的情况下内燃发动机处于在怠速中，上述方法也能够实现改进的联入，在该联入时能够避免机动车的纵向加速度的急冲或者说显著的变化。

上述方法规定，以转速梯度的预先规定为基础以及以调节器干预为基础预先规定传递力矩。通过预先规定转速梯度代替转速而在行驶运行中达到更高的舒适性，因为不会出现转速梯度的急冲或者说跳跃式的变化。

此外，能够在高于预先规定的下转速阈值的情况下根据转速差来执行对离合器的操控。

可以规定，在低于预先规定的下转速阈值的情况下根据预先规定的恒定的额定离合器力矩来执行对离合器的操控。

按照一种实施方式，能够根据转速差在低于预先规定的上转速阈值的情况下来执行对离合器的操控，该转速阈值尤其依赖于在离合器的输出侧上的转速。

此外，能够在高于预先规定的上转速阈值的情况下根据持续增大的额定离合器力矩来执行对离合器的操控。

可以规定，根据转速差按照发动机转速的、预先规定的、依赖于所述转速差的梯度走势来执行对离合器的操控，其中发动机转速的梯度走势需要一由所述驱动发动机的惯性力矩而产生的附加力矩，通过所述额定离合器力矩来要求所述附加力矩。。

可以设置一种调节来补偿实际发动机转速梯度与额定发动机转速梯度的偏差，该额定发动机转速梯度通过发动机转速的梯度走势来预先规定。

按照另一方面，设置了一种用于将驱动发动机联入到传动系上的装置、尤其是控制单元，其中所述装置被构造用于：

-求得在离合器的输入侧和输出侧之间的转速差；并且

-根据转速差操控所述离合器，使得额定离合器力矩得以传递。

按照另一方面设置了一种驱动系统，其包括：

-驱动发动机；

-传动系；

-用于将驱动发动机联接到传动系上的离合器，以便传递离合器力矩；以及

-上述的装置。

附图说明

下面借助于所附的附图来详细解释本发明的优选的实施方式。其中：

图1示出了具有传动系的驱动系统的示意图，该传动系具有用于自动地联入内燃发动机的离合器；

图2示出了用来解释说明用于将内燃发动机联入到传动系上的方法的流程图；

图3示出了用于求得离合器的额定传递力矩的示意性的函数图；并且

图4示出了用于解释说明离合器力矩、转速、所要求的制动力矩以及内燃发动机力矩的走势的转速力矩图表。

具体实施方式

图1示出了用于机动车的驱动系统1的示意图。该驱动系统1包括作为驱动发动机的内燃发动机2，该内燃发动机通过驱动轴3与离合器4和变速器5相连接，它们一起构成传动系。在变速器5的输出侧，该变速器通过驱动车桥6与驱动车轮7相连接。

可以根据机动车在不同运行模式下的运行状态来运行所述驱动系统1。在正常运行中离合器4是结合着的，从而内燃发动机2通过变速器5和驱动车桥6来驱动所述驱动车轮7。在怠速滑行运行（Leerlaufsegelbetrieb）中，内燃发动机2处于怠速中并且离合器4是断开的。在这种情况下，车辆由于其自身的动能而在怠速滑行模式中缓缓行驶。在开始/结束滑行运行时关断内燃发动机2并且在静止状态中断开离合器4，从而该车辆同样由于其自身的动能而缓缓行驶。

如果驾驶员通过操纵制动踏板8要求了制动干预或者驾驶员辅助系统自动地要求了制动干预，那么能够在开始/结束滑行运行时，其中在所述开始/结束滑行运行中关断内燃发动机2，通过内燃发动机2的牵引或者通过内燃发动机2的惯性滑行运行提供制动力矩的一部分。由此能够保护车辆制动器（未示出）的制动片。出于其他原因，也可能需要脱离滑行运行并且使离合器4结合。

在结合离合器4时，在过渡期间需要使内燃发动机2的转速与变速器5的输入侧的变速器输入转速n_变速器相适配。为了尽可能平稳地，即对于驾驶员来说具有较高舒适性地使所述转速相适配，需要预先规定离合器4的离合器力矩，即预先规定通过离合器4来传递的力矩。为此设置控制单元9，该控制单元根据预先规定的额定离合器力矩M_{离合器_额定}借助于离合器4中的（未示出的）执行器来操控离合器4。

下面借助图2的流程图详细地描述用于求得额定离合器力矩M_{离合器_额定}的方法。图3的函数图表阐明了额定离合器力矩M_{离合器_额定}的求得，以便提供一种尽可能平稳的从驱动系统1的滑行运行到正常运行的过渡。

在第一询问步骤S1中检查，离合器4在滑行运行期间是否应该被联入，以便例如通过内燃发动机2的惯性运行来实现制动力矩。如果在步骤S1中确定了关于联入传动系的要求（选择：是），那么就以步骤S2来继续该方法；否则（选择：否）跳回步骤S1。

在询问步骤S2中询问，内燃发动机2是处于怠速中还是处于静止状态中。如果内燃发动机处于怠速中（选择：1），那么就以步骤S5来继续该方法；否则，也就是说当发动机处于静止状态中时（选择：2），就以步骤S3来继续该方法。

在步骤S3中规定，内燃发动机2通过离合器4的部分结合来发动。为此调整恒定的额定离合器力矩M_{离合器_额定}，直到汽缸中的一个达到上死点并且下转速阈值达到例如在100和200转/分钟之间的转速，尤其是150转/分钟。

这种情况在步骤S4中被询问。如果在步骤S4中确定达到了汽缸中的一个汽缸的上死点以及预先规定的下转速阈值（选择：是），那么就以步骤S5来继续该方法；否则（选择：否）跳回步骤S3。替代地，也可以仅仅询问达到还是超过了所述转速阈值。

超过内燃发动机2的汽缸的第一上死点是关键性的，因为由于内燃发动机2的较大的压缩力矩和较小的动能，需要较大的离合器力矩。就机动车而言，可以通过在燃烧室内的燃料的直接喷射或者通过在发动机惯性运转期间的燃料预存储来辅助所述过程。这具有以下效果，在第一阶段中能够预先规定更小的额定离合器力矩M_{离合器_额定}，因为基于时间的燃烧有助于在所涉及的汽缸中超过第一上死点。替代地，该阶段也能够通过额外的起动单元（未示出），例如起动器来辅助或者在没有预先规定额定离合器力矩M_{离合器_额定}的情况下，即在额定离合器力矩M_{离合器_额定}为零时来实施所述阶段。

如果驱动系统1处于怠速滑行运行中，那么内燃发动机2就处于怠速中，从而预先规定的转速阈值已经被超过。在这种情况下，如在步骤S2中规定的那样以步骤S5继续所述方法。

在步骤S5中，在第二阶段中按照图3的函数图表来调节额定离合器力矩M_{离合器_额定}。有待调节的额定离合器力矩M_{离合器_额定}的底数（Basis）构成了内燃发动机2的、计算出的或预先规定的牵引力矩M_牵引。该牵引力矩M_牵引能够通过力矩结构来计算，在发动机控制中设置所述力矩结构。在此可以考虑例如发动机的摩擦和联接的辅助设备。

借助校正综合特性曲线11来校正牵引力矩M_牵引并且提供校正了的牵引力矩M_牵引'。

此外，当以预定的转速梯度dn/dt来对内燃发动机2进行加速时，提供了附加力矩M_Z，该附加力矩M_Z对应于内燃发动机的惯性力矩。在加法元件12中将该附加力矩M_Z加到校正的牵引力矩M_牵引'上去。通过在乘法元件14中内燃发动机的2的预先规定的惯性力矩J_发动机与额定转速梯度dn_额定/dt相乘来得出所述附加力矩M_Z。额定转速梯度dn_额定/dt由预先规定的加速度综合特性曲线13得出，该加速度综合特性曲线根据在内燃发动机2的发动机转速和变速器5的变速器输入转速n_变速器之间的转速差n_差来预先规定额定转速梯度dn_额定/dt。在此可以规定，当转速差n_差减小时，减小预先规定的额定转速梯度dn_额定/dt。

此外设置了调节单元15，该调节单元15被被构造用于调节额定转速梯度dn_额定/dt。为此，提供了实际转速梯度dn_实际/dt，并且从减法元件16中为调节元件17提供了额定转速梯度dn_额定/dt与实际转速梯度dn_实际/dt之间的差dn_差/dt。该调节元件17能够包括成比例的部分调节器和积分部分调节器。调节元件17的输出量被输送给第二加法元件18，在该加法元件内将调节元件17的输出量S加到由附加力矩M_Z和校正了的牵引力矩M_牵引'组成的总和上去。作为结果得到了额定离合器力矩M_{离合器_额定}，根据该额定离合器力矩来操控离合器4内的执行器，以便在那里调节离合器4内的相应的传递力矩。设置了调节单元15，以补偿建模的不精确性。调节元件17根据额定转速梯度和实际转速梯度的偏差来提供扭矩大小。

在下一步骤S6中检查，在发动机转速和变速器输入转速n_变速器之间的转速差是否低于了特定的预先规定的转速差阈值（或者是否超过了预先规定的上转速阈值）。如果是这种情况（选择：是），那么就以步骤S7来继续该方法；否则（选择：否）跳回步骤S5。

此外，在步骤S7中检查，在预先规定的持续时间期间是否出现了低于预先规定的转速阈值的情况。如果是这种情况（选择：是），那么在步骤S8中通过持续预先规定地提高额定离合器力矩M_{离合器_额定}或者通过预先规定额定离合器力矩M_{离合器_额定}的梯度走势，例如恒定的梯度，来消除在第三阶段中的剩余的转速差。否则（选择：否）跳回步骤S5。

在图4中绘出了：在联入或者说结合离合器4期间由驾驶员要求的制动力矩M_制动、额定离合器力矩M_{离合器_额定}、发动机力矩M_发动机、发动机转速n_发动机、变速器输入转速n_变速器以及内燃发动机2的惯性力矩M_发动机关于时间t的走势。由机动车的滑行运行（阶段SB）出发，在该滑行运行中内燃发动机2处于静止状态中，驾驶员通过操纵制动踏板8来要求制动力矩M_制动，该制动力矩通过虚线来表示。

在第一阶段P1中，所要求的额定离合器力矩M_{离合器_额定}被迅速提高到额定离合器力矩M_{离合器_额定}的恒定的数值M_{离合器额定*}，直到汽缸中的活塞达到了上死点并且内燃发动机2达到了发动机转速n_发动机，该发动机转速等于或者大于预先规定的发动机转速阈值。如果实现了这种情况，那么就在阶段P2中根据在图3的函数图表中所描述的方法按照预先规定的走势来控制或者通过调节单元15来调节转速梯度dn/dt。可以看出，在第二阶段P2期间发动机转速n_发动机的走势接近于变速器输入转速n_变速器并且在临近第二阶段P2的终点渐进地接近于所述变速器输入转速。如果转速差低于了预先规定的转速差阈值，那么按照预先规定的梯度在第三阶段P3中增大额定离合器力矩M_{离合器_额定}，直到离合器4完全结合。

Claims (12)

1.用于将驱动发动机（2）联入到传动系上的方法，该方法包括以下步骤：

-求得在离合器（4）的输入侧和输出侧之间的转速差（n_差）；并且

-通过预先规定有待传递的额定离合器力矩（M_{离合器_额定}）根据所述转速差（n_差）来操控所述离合器（4）。

2.按照权利要求1所述的方法，其中根据所述转速差（n_差）在高于预先规定的下转速阈值的情况下来执行对所述离合器（4）的操控。

3.按照权利要求2所述的方法，其中在低于预先规定的下转速阈值的情况下根据预先规定的恒定的额定离合器力矩（M_{离合器_额定*}）来执行对所述离合器（4）的操控。

4.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中根据所述转速差（n_差）在低于预先规定的上转速阈值的情况下来执行对所述离合器（4）的操控，该上转速阈值尤其依赖于在所述离合器（4）的输出侧上的转速。

5.按照权利要求4所述的方法，其中在高于预先规定的上转速阈值的情况下根据持续增加的额定离合器力矩（M_{离合器_额定}）来执行对所述离合器（4）的操控。

6.按照权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中根据所述转速差（n_差）按照发动机转速的、预先规定的、依赖于所述转速差（n_差）的梯度走势来执行对所述离合器（4）的操控，其中所述发动机转速的梯度走势需要一由所述驱动发动机（2）的惯性力矩产生的附加力矩，通过所述额定离合器力矩（M_{离合器_额定}）来要求所述附加力矩。

7.按照权利要求6所述的方法，其中设置了一种调节来补偿实际发动机转速梯度（dn_实际/dt）与额定发动机转速梯度（dn_额定/dt）的偏差，该额定发动机转速梯度通过发动机转速的梯度走势来预先规定。

8.用于将驱动发动机（2）联入到传动系上的装置（9）、尤其是控制单元，其中所述装置（9）被构造用于：

-求得在离合器（4）的输入侧和输出侧之间的转速差（n_差）；并且

-根据所述转速差操控所述离合器（4），使得额定离合器力矩（M_{离合器_额定}）得以传递。

9.驱动系统（1）包括：

-驱动发动机（2）；

-传动系；

-用于将所述驱动发动机（2）联接到传动系上的离合器（4），以便传递离合器力矩；以及

-按照权利要求8所述的装置（9）。

10.计算机程序，该计算机程序被设置用于执行按照权利要求1至7中的任一项所述方法的所有步骤。

11.电子的存储介质，在该电子的存储介质上存储了按照权利要求10所述的计算机程序。

12.电子的控制单元，该电子的控制单元具有按照权利要求11所述的电子的存储介质。