CN106351753A - 用于运行具有起动‑停止‑运行模式的驱动系统的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车（1）的具有起动‑停止‑滑行功能的驱动系统（2）的方法，该方法具有以下步骤：‑在切断燃烧马达（4）的情况下在起动‑停止‑滑行功能中运行所述驱动系统（2）；‑确定（S1）应该起动所述燃烧马达（4）；‑在根据驾驶员期望力矩的预先规定和所期望的马达转速的预先规定来调节额定空气质量流量时起动（S6）所述燃烧马达（4）。

Description

用于运行具有起动-停止-运行模式的驱动系统的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于机动车的驱动系统，所述驱动系统配备了用于实施马达停止滑行（Motorstoffsegelen）的起动-停止-滑行功能。
背景技术
用于机动车的驱动系统可以设有滑行功能。所述滑行功能规定，断开所述机动车的驱动系，以便断开所述燃烧马达与所述驱动轮之间的连接。这经常用于降低燃料消耗，因为所述燃烧马达在断开所述驱动系的情况下在滑行过程中处于空转之中。其他的运行模式规定在滑行过程中切断所述燃烧马达，以便进一步降低燃料消耗。所述驱动系统的这种运行功能被称为起动-停止-滑行功能。
从文献DE 10 2014 203 262 A1中公开了一种传动线路运行方法，其中通过动力机和被集成到所述传动线路中的起动机/发电机来将转矩提供给与车轮相耦联的传动线路。在所选择的条件下占据滑行模式，其中所述滑行模式包括向所述传动线路提供所述起动机/发电机的转矩并且在没有将动力机转矩提供给所述传动线路的情况下在空转中运行所述动力机。
文献DE 10 2013 205 227 A1涉及用于运行机动车的方法和装置。所述机动车具有离合器装置，该离合器装置仅仅以机械的方式将在离合器操纵元件上所引入的力传递到离合器上，其中通过对于所述离合器操纵元件的操纵来断开所述离合器并且通过额外地设置的液压单元来将所述离合器保持断开的状态。
发明内容
按照本发明，设置了一种按权利要求1所述的、用于运行具有起动-停止-滑行功能的驱动系统的方法以及按并列权利要求所述的、用于机动车的装置和驱动系统。
其他的设计方案在从属权利要求中得到了说明。
按照第一方面设置了一种用于运行具有起动-停止-滑行功能的、机动车的驱动系统的方法，该方法具有以下步骤：
-在切断燃烧马达的情况下在起动-停止-滑行功能中运行所述驱动系统；
-确定，应该起动所述燃烧马达；
-在根据驾驶员期望力矩的预先规定和所期望的马达转速的预先规定来调节额定空气质量流量时起动所述燃烧马达。
如果在主动的起动-停止-滑行功能—在该起动-停止-滑行功能中在切断燃烧马达的情况下所述机动车滚动（在滑行运行模式中行驶）—中通过确定驾驶员的相互作用这种方式来探测到驾驶员期望，那就首先必须起动所述燃烧马达。因为基于所述机动车的速度直接在之前接通的燃烧马达的空转转速和所述变速器输入转速是不同的，所以不能立即在起动所述燃烧马达之后将所述驱动系闭合，因为这会显著地妨碍到行驶舒适性。因此，在所述驱动系闭合之前首先必须使所述燃烧马达的马达转速与所期望的马达转速、尤其是变速器输入转速相适应。因为只有在所述燃烧马达达到所述变速器输入转速之后才能将所述驱动系闭合，所以也只有随后才能根据所述驾驶员期望力矩得以重新推动所述车辆。由此虽然保证了舒适性，但是明显延迟了根据要求实现预先给定的驾驶员期望力矩，这降低了所述起动-停止-滑行功能的可接受性。
在燃烧马达的传统的起动过程中，由用于对空转转速进行调节的力矩计算看来，存在着一种特殊处理，因为在该运行范围内用影响量－气缸充气、燃料量、转速和类似参数难以进行转矩计算。所述起动-停止-滑行功能关于马达起动对动力提出了不同的要求，因为应该尽快地使所述燃烧马达的转速与所述变速器输入转速相适应。
在进行常规的马达起动时，所述变速器输入转速始终处于所述空转转速的数量级中或其之下，并且对马达起动来说从未出现很高的、必须在较短的时间里达到的目标转速。因此对于常规的马达起动来说在起动阶段中将所述节流阀耦联到加速踏板位置上，使得驾驶员通过对于加速踏板的操纵来确定，所述燃烧马达或者其转速在紧接在所述马达起动之后如何表现。但是，对于起动-停止-滑行功能来说，这种处理方式没有目的明确，因为所述目标转速仅仅通过所述变速器输入转速来产生，而不取决于加速踏板位置。较快地达到所述燃烧马达的变速器输入转速这一点具有较高的优先权，从而，即使通过对于所述加速踏板的操纵来表明的驾驶员期望力矩较小，也可以将所述驱动系闭合。
如果对于起动-停止-滑行功能来说通过对于加速踏板的操纵来要求起动所述燃烧马达，那么在传统的处理方式中在驾驶员期望力矩较低时所述节流阀直至结束所述马达起动过程几乎保持闭合的状态。由此所述进气管区域中的压力下降并且所述气缸中的充气量相应地较低。而后只有以较小的马达力矩才能在所述马达起动过程之后达到较高的运行转速，方法是：通过借助于转速调节来调节所述节流阀这种方式来提高所述充气量。由此通过所述进气管压力的形成的惯性来产生时间上的延迟。因为只有在达到所述变速器输入转速之后才可以将所述驱动系闭合并且驾驶员只有此后才能获得进一步的推动，所以整部车辆的气门开关性能（Ansprechverhalten）较低。
上述方法现在为机动车的起动-停止-滑行功能规定了一种用于马达起动的特殊处理，该特殊处理能够快速地达到所述变速器输入转速。尤其上述方法规定，在不取决于所述驾驶员期望力矩的预先规定的情况下已经在马达起动之前或期间在起动-停止-滑行功能中如此操控所述节流阀，从而紧接在马达起动之后在进行转速调节时有最佳的空气量以及由此也有最佳的转矩以供达到所述变速器输入转速而用。尤其上述方法规定，不是根据所述驾驶员期望力矩已经在马达起动期间调节了所述节流阀，而是要求预先定义的、流经所述节流阀的空气质量流量。
在所述起动-停止-滑行功能的范围内在马达起动的过程中，在展望所述燃烧马达及驱动系的、已经熟知的、在所述驱动系闭合之后要实现的运行状态、尤其是所述变速器输入转速以及所期望的牵引力矩的情况下，预控制所述节流阀以及由此所述空气质量流量。这种空气质量流量取决于驾驶员期望力矩和变速器输入转速这些参数，从而适当地、比如通过组合特性曲线从所期望的空气质量流量中确定所述节流阀的位置。
在所述起动-停止-滑行功能的范围内进行马达起动时如此选择所述节流阀的位置，使得所述空气质量流量一方面没有导致所述马达转速过高地超过所述变速器输入转速，并且另一方面，所述进气管压力高到足以保证快速地提高所述燃烧马达的马达转速。通过在马达起动过程中使对于所述节流阀的、仅仅与驾驶员期望力矩有关的调节去除耦联这种方式，可以在所述起动-停止-滑行功能中以得到改进的动力来设计所述起动过程。获得了所述驱动系的得到改进的气门开关性能。此外，通过对于所述节流阀的前瞻性的操控，来实现能够再现的马达起动过程以及所述马达起动与朝向变速器输入转速的转速增大之间的平顺过渡。
此外，所期望的马达转速可以相当于变速器输入转速，测量所述变速器输入转速或者从所述机动车的所挂入的行驶速度级和速度中确定所述变速器输入转速。
可以规定，如果确定了驾驶员的相互作用、尤其是如果确定了对于加速踏板的操纵、对制动踏板的操纵、对离合器踏板的操纵或者关于待挂入的行驶速度级的说明之一，则确定应该起动所述燃烧马达。
按照一种实施方式，所述起动-停止-滑行功能可以规定，在所述驱动系统的驱动系被断开并且没有要求推动所述机动车时切断所述燃烧马达。
此外，所述额定空气质量流量可以比为了占据所述燃烧马达的空转转速所需要的额定空气质量流量高。
尤其可以通过调节所述节流阀来调节所述额定空气质量流量。
此外，为了在所述起动-停止-滑行功能的范围内起动马达，可以如此选择对于所述节流阀的调节，使得所述空气质量流量一方面不会导致所述马达转速以大于10%的幅度、尤其是以大于5%的幅度超过所述变速器输入转速，并且另一方面进气管压力高到足以保证比由用空转转速来运行的燃烧马达开始来加速的情况更快地提高所述燃烧马达的马达转速。
按照另一方面，设置了一种用于运行具有起动-停止-滑行功能的机动车的驱动系统的装置、尤其是控制器，其中所述装置被构造用于：
-在起动-停止-滑行功能中在切断所述燃烧马达的情况下运行所述驱动系统；
-确定，应该起动所述燃烧马达；
-在根据驾驶员期望力矩的预先规定以及所期望的马达转速的预先规定来调节额定空气质量流量时起动所述燃烧马达。
按照另一方面，设置了一种用于机动车的驱动系统，所述驱动系统具有通过驱动系与驱动轮相耦联的燃烧马达和上述装置。
附图说明
下面借助于附图对实施方式进行详细解释。附图示出：
图1是具有驱动系的机动车的示意图；
图2是用于对所述说明的流程图，该方法用于在起动-停止-滑行功能中在马达起动过程中运行所述驱动系；
图3是用于根据预先给定的加速踏板位置和变速器输入转速来操控所述节流阀的组合特性曲线；并且
图4a和4b是用于对马达转速、节流阀位置、额定空气质量流量、变速器输入转速以及用于传统的马达起动过程和按照图2的方法的马达起动过程的最大基础力矩的走向进行说明的图表。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了一种具有驱动系统2的机动车1。所述驱动系统2用于借助于燃烧马达4来驱动驱动轮3。所述燃烧马达4构造为传统的充气的燃烧马达、尤其是汽油马达的形式。
所述燃烧马达可以具有气缸41，通过供气系统42来向所述气缸输送空气并且通过排气系统43将燃烧废气从所述气缸中排出。以本身所熟知的方式在四冲程运行中运行所述燃烧马达4。
所述进气系统42具有节流阀44，该节流阀能够通过节流阀调节器45来可变地调节，以便能够调节由所述燃烧马达4吸入的空气质量流量。所述燃烧马达4具有输出轴5，该输出轴通过离合器6与变速器7相连接。在输出侧，所述变速器7通过驱动轴8与所述驱动轮3相耦联。
设置了控制单元10，该控制单元以本身所熟知的方式运行所述燃烧马达4，从而在所述输出轴5上提供马达力矩，关于驾驶员期望力矩来调节或者调整所述马达力矩。所述驾驶员期望力矩可以通过操纵机构、比如加速踏板9来预先给定。所述燃烧马达4的运行主要通过所述气缸41中的充气量的预先规定来进行，所述充气量可以通过输送给所述燃烧马达4的空气质量流量来调节。所述空气质量流量可以通过所述节流阀44的位置借助于所述节流阀调节器45来调节。
所述控制单元10被构造用于实现起动-停止-滑行功能。所述起动-停止-滑行功能规定，在机动车行驶时并且在所述驱动系断开时切断所述燃烧马达4并且只有在改变驾驶员期望时、尤其是在提高驾驶员期望力矩时才起动所述燃烧马达4、将所述驱动系闭合、也就是允许所述输出轴5与所述驱动轴8之间的力传递，并且根据所述预先给定的驾驶员期望力矩来运行所述燃烧马达4。
如果在所述机动车1行驶时，也就是说所述机动车以比阈值速度、像比如6km/h的步行速度大的速度移动、所述驱动系被断开并且没有操纵所述加速踏板9，则尤其可以激活所述起动-停止-滑行功能。在这种情况下，在控制器10中被执行的起动-停止-滑行功能可以切断所述燃烧马达4。为了在起动-停止-滑行功能起作用时起动所述燃烧马达4，现在可以执行示意性地在图2的流程图中示出的方法。
在步骤S1中检查，是否存在驾驶员的行动或者相互作用，所述行动或者相互作用预先规定，应该离开所述起动-停止-滑行功能，方法是：应该重新起动此前在所述起动-停止-滑行功能的范围内被切断的燃烧马达4。这一点比如可以由驾驶员通过对于所述加速踏板9的操纵、通过对于制动踏板（未示出）的操纵、通过对离合器踏板的操纵、通过对于有待挂入的行驶速度级的预先规定或者类似情况来预先给定。如果确定，应该起动所述马达（二选一：是），则用步骤S2来继续所述方法，否则（二选一：否）就跳回到步骤S1。
在步骤S2中确定变速器输入转速Nein。这比如可以在所述在变速器7中所挂入或者有待挂入的行驶速度级的基础上并且在当前的车速的基础上进行。可以由所述变速器7用信号来向所述控制单元10表示所挂入的行驶速度级。此外，所述车辆速度可以通过合适的传感器来检测。作为替代方案，变速器输入转速Nein也可以直接借助于传感器来检测。
现在在步骤S3中比如借助于在图3中示出的组合特性曲线由通过所述加速踏板9的加速踏板位置FPS来预先给定的驾驶员期望力矩和所期望的变速器输入转速Nein确定所述燃烧马达4中的额定空气质量流量LMSsoll，所述额定空气质量流量在马达起动过程中引起很快地达到与所述变速器输入转速Nein相当的马达转速，并且很快地达到所期望的、对于所述变速器输入转速Nein来说与所期望的通过加速踏板位置来预先给定的驾驶员期望力矩相当的马达转速这样的结果。所述在图3中示出的组合特性曲线考虑到，在提高所述变速器输入转速Nein的情况下提供得到提高的额定空气质量流量LMSsoll，并且根据所述通过加速踏板位置FPS来表明的额外的驾驶员期望力矩来提高就这样预先给定的额定空气质量流量LMSsoll，所述额外的驾驶员期望力矩是直接在所述马达起动和所述离合器6接合之后、也就是在所述驱动系闭合之后在达到所述变速器输入转速Nein时应该提供的马达力矩。
在步骤S4中，在所述预先给定的额定空气质量流量的基础上比如借助于合适的、预先给定的、本身熟知的节流阀组合特性曲线来确定所述节流阀位置，并且在步骤S5中相应地借助于所述节流阀调节器45来调节所述节流阀44。随后在步骤S6中在通过所述控制器10控制的情况下实施所述马达起动。
在图4a和4b中，关于时间针对在没有使用和使用上面所描述的方法的情况下在作为变速器输入转速Nein的3000转/分钟和3%的加速踏板位置的、相同的示范性的条件下进行的两个起动过程示出了工作参数、比如马达转速N、变速器输入转速Nein、额定空气质量流量LMSsoll、节流阀位置DKS和最大的基础力矩M的时间上的走向。图4a的图表示出了所述节流阀位置耦联到所述加速踏板位置上的传统的情况，并且图4b示出了在使用上述方法时的情况。
在时刻t0识别出马达起动要求，并且在时刻t1起动所述燃烧马达4。为了操控所述燃烧马达4以便实施马达起动，相应地计算所述额定空气质量流量LMSsoll，针对上述实例根据曲线K1产生所述额定空气质量流量的走向。对于上述方法来说，所述额定空气质量流量LMSsoll从通过所述加速踏板9的加速踏板位置FPS预先给定的驾驶员期望力矩和所期望的变速器输入转速Nein中产生。而在进行传统的马达起动时，则首先预先给定十分低的额定空气质量流量，所述额定空气质量流量用于调节所述空转转速。
从所述额定空气质量流量LMSsoll的相应的预先规定中产生所述节流阀位置的、相应的、在曲线K2中示出的走向。所述节流阀位置的走向跟随着所述相应预先给定的额定空气质量流量LMSsoll的走向。这在使用上述方法时在空气途径上引起更高的最大的基础力矩-所述基础力矩的走向用K3来表示-并且在起动阶段中引起所述燃烧马达4的、相应显著更高的转速梯度，这一点可以在所述曲线K4中在马达转速的走向上看得出来。识别出：时刻t2显著地处于在没有使用前面所描述的方法的情况下接合的时刻t3之前，其中在所述时刻t2在使用上面所描述的方法时可以进行接合（也就是所述马达转速已经达到所述变速器输入转速Nein）。

Claims (12)

1.用于运行机动车（1）的具有起动-停止-滑行功能的驱动系统（2）的方法，该方法具有以下步骤：
-在切断燃烧马达（4）的情况下在起动-停止-滑行功能中运行所述驱动系统（2）；
-确定（S1），应该起动所述燃烧马达（4）；
-在根据驾驶员期望力矩的预先规定和所期望的马达转速的预先规定来调节额定空气质量流量时起动（S6）所述燃烧马达（4）。
2.按权利要求1所述的方法，其中所期望的马达转速相当于变速器输入转速（Nein），测量所述变速器输入转速或者由所述机动车（1）的所挂入的行驶速度级和速度来确定所述变速器输入转速。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中，如果确定了驾驶员的相互作用，尤其是如果确定了对加速踏板（9）的操纵、对制动踏板的操纵、对离合器踏板的操纵或者关于待挂入的行驶速度级的说明之一，则确定应该起动所述燃烧马达（4）。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述起动-停止-滑行功能规定，在所述驱动系统（2）的驱动系被断开并且没有要求推动所述机动车（1）时切断所述燃烧马达（4）。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，所述额定空气质量流量比为了占据所述燃烧马达（4）的空转转速所需要的额定空气质量流量高。
6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，通过调节所述节流阀（44）来调节所述额定空气质量流量。
7.按权利要求6所述的方法，其中，为了在所述起动-停止-滑行功能的范围内起动马达，以下述方式选择对于所述节流阀（44）的调节：使得所述空气质量流量不会导致马达转速以大于10%的幅度、尤其是以大于5%的幅度超过所述变速器输入转速，并且/或者进气管压力高到足以在总体上保证比由以空转转速来运行的燃烧马达（4）开始进行加速的情况更快地提高所述燃烧马达（4）的马达转速。
8.用于运行机动车（1）的具有起动-停止-滑行功能的驱动系统（2）的装置、尤其是控制器（10），其中所述装置被构造用于：
-在切断所述燃烧马达（4）的情况下在起动-停止-滑行功能中运行所述驱动系统（2）；
-确定，应该起动所述燃烧马达（4）；
-在根据驾驶员期望力矩的预先规定以及所期望的马达转速的预先规定来调节额定空气质量流量时起动所述燃烧马达（4）。
9.用于机动车（1）的驱动系统（2），具有通过驱动系与驱动轮相耦联的燃烧马达并且具有按权利要求8所述的装置。
10.计算机程序，该计算机程序被设计用于：当其在数据处理机构上被执行时实施按权利要求1到7中任一项所述的方法的所有步骤。
11.机器可读的存储介质，在该存储介质上面保存了按权利要求10所述的计算机程序。
12.控制器（1），该控制器具有按权利要求11所述的存储介质。
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