CN110088452A - 用于调节机动车的内燃机的怠速转速的方法和设备、及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节机动车(1)的内燃机(2)的怠速转速的方法，如果识别出机动车(1)的车载电网(4)内的预先确定的功率需求，则提高内燃机(2)的怠速转速，其中借助于内燃机(2)驱动发电机(3)以用于给车载电网(4)供电，内燃机(2)与机动车(1)的变速器(5)连接，如果识别出所述预先确定的功率需求，则断开在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接和/或借助于机动车(1)的至少一个制动器(9)提供预先确定的制动力。

Description

用于调节机动车的内燃机的怠速转速的方法和设备、及机 动车
技术领域
本发明涉及一种用于调节机动车的内燃机的怠速转速的方法，其中，如果识别出机动车的车载电网/车载电气系统内的预先确定的功率需求，则提高内燃机的怠速转速，其中，借助于内燃机驱动发电机以用于给车载电网供电，内燃机与机动车的变速器连接。此外，本发明涉及一种用于调节内燃机的怠速转速的设备。最后，本发明涉及一种具有这种设备的机动车。
背景技术
在此关注的是用于机动车的内燃机。利用这种内燃机可以驱动机动车。此外，可以利用内燃机驱动发电机，该发电机为机动车的车载电网提供电能。在传统的机动车中，车载电网需求平均地通过发电机来满足。然而，在高电气负载阶段，根据发电机综合特性曲线的性能受到限制，从而可能出现短缺。
在具有混合动力动力传动系的机动车中通常安装更大功率的电机，其不仅能够在内燃机的曲轴处提供驱动力矩，而且能够从曲轴处接收发电机力矩。由于与传统车辆相比电功率需求增加并且可能存在各种系统限制，因此一种操作变型是使用发电机为电负载供给电能。这样的系统限制可以例如是部件的加热、电机的综合特性曲线、放电的12V电池和/或分开的高压电池。由此不需要给机动车的电池并且尤其是给高压电池或中压电池供电。但是这在内燃机的怠速的情况下会导致曲轴上的更高的转矩或力矩梯度。
在机动车运行中可能出现紧急运行情况，其中不能由中压电池和/或高压电池提供电能。这例如可能在具有高环境温度的地区中出现。为了在具有分离的中压电池或高压电池的紧急运行情况下能够提供客户操作，由于12V电池的有限的容量而需要非常及时地补偿12V功率消耗。这例如在具有电压调节的轻度混合动力中进行。仅当机动车被安全地保持时，怠速转速的提高才能在机动车的状态中执行。为此需要在力锁合的变速器中提供足够的制动压力，变速器位于驻车位置或空挡位置中，和/或保持系统被激活。在构造为汽油发动机的内燃机中，可容忍的绝对转矩极限以及可能的转矩梯度由于系统原因比在增压的柴油发动机中低。
如果内燃机的怠速转速尤其在这种紧急运行情况下没有提高，则与此相关的内燃机怠速性能达不到驾驶员所期望的质量。此外，不能可靠地避免内燃机的“失速/熄火”。此外，变速器在力锁合的状态中被加载。在力锁合的情况下的必要的转速提高将使变速器承受超出通常程度的热负荷和机械负荷。
此外，DE 10 2007 004 171 A1说明了一种用于调节车辆内燃机的怠速转速的方法，其中，内燃机驱动发电机。在此规定，根据发电机的负荷率调节内燃机的怠速转速。一旦车载电网电压下降到一个值之下，则内燃机的怠速转速提高。由此提高了发电机的最大可输出功率，并且确保了车载电网的供电以及避免了起动电池放电。
此外，EP 2 094 533 B1公开了一种用于降低具有内燃机的机动车的能耗的方法。在此，内燃机在第一运行状态中以第一转速运行，并且在第二运行状态中以比第一转速高的第二转速运行。此外，基于驾驶员先前在控制车辆时的行为和/或车辆的先前行为，提前识别即将到来的特定驾驶情况，并且使内燃机从第一运行状态进入第二运行状态中。因此，通过所引起的内燃机转速提高能够稳定车载电网电压。在此，尤其在内燃机的怠速范围中提高转速可以是有意义的。
此外，DE 10 2014 105 284 A1公开了一种用于在发动机怠速期间补偿变速器拖曳扭矩的方法。在此提出，为发动机提供信号以提高发动机转矩输出，以便当离合器位置改变时基本上维持发动机怠速转速。
此外，DE 10 2013 204 901 A1描述了一种发动机控制模块，该发动机控制模块可以以如下转速模式工作：在该转速模式中发动机控制模块将发动机的实际转速保持为额定转速。发动机控制模块可以通过提高怠速转速和/或通过在施加负荷之前产生转矩储备来补偿已知负荷以防止失速。
发明内容
本发明的目的是，提供一种能够以安全可靠的方式提高机动车内燃机的怠速转速的解决方案。
根据本发明，该目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的一种方法、一种设备以及一种机动车来实现。本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的方法用于调节机动车的内燃机的怠速转速。在此，如果识别出机动车的车载电网内的预先确定的功率需求，则提高内燃机的怠速转速。在此，借助于内燃机驱动用于给车载电网供电的发电机。此外，内燃机与机动车的变速器连接。在此规定，如果识别出预先确定的功率需求，则断开在内燃机与变速器之间的连接和/或借助于机动车的至少一个制动器提供预先确定的制动力。
借助于该方法应调节或提高内燃机的怠速转速。内燃机例如可以是汽油机或柴油机。在此，如果识别出机动车的车载电网内的预先确定的功率需求，则提高怠速转速。车载电网尤其可以是低压车载电网或12V车载电网。该车载电网直接或间接地借助于变压器与发电机电连接，该发电机又可以借助于内燃机驱动。一旦发电机借助于内燃机驱动，则发电机产生电能，然后电能被馈送到车载电网中。预先确定的功率需求由此可以基于如下的事实：由车载电网供应电能的机动车耗电装置当前需要电能。此外，在功率需求方面也可以考虑，不应该由车载电网或车载电网的蓄能器提供所述电能。一旦识别出该预先确定的功率需求，则也提高内燃机的转速。因此，由发电机馈入到车载电网中的电能也提高并且所述系统相对于可变的电能消耗更稳健。
根据本发明的一个重要方面，现在规定，如果识别出预先确定的功率需求，则断开在内燃机与变速器之间的连接和/或借助于机动车的至少一个制动器提供预先确定的制动力。这尤其适用于如下情况，即，变速器处于向前行驶或用于向后行驶的行驶挡/行驶级中。如果在变速器与内燃机力锁合地连接的状态中出现预先确定的功率需求，则要么断开在变速器与内燃机之间的力锁合连接，要么借助于机动车的至少一个制动器提供用于制动机动车的预先确定的制动力。也可以规定，不仅断开在变速器与内燃机之间的连接，而且提供制动力。为了使变速器与内燃机分离，可以操控机动车的或变速器的离合器。被操控用于使机动车制动的制动器可以是摩擦制动器和驻车制动器。通过将内燃机与变速器脱耦，在内燃机上消除变速器的拖曳扭矩。因此，为电负载释放储备(内燃机功率)。这意味着，发电机可以由内燃机相应地驱动。此外，能够以可靠的方式防止内燃机的“失速”。这总体上实现了内燃机的怠速转速的安全且可靠的适配。
优选地，根据待由内燃机提供的转矩和/或待提供的转矩的梯度来确定预先确定的功率需求。根据车载电网内所需的功率需求，可以确定为了补偿内燃机的功率需求要施加哪种转矩。尤其可以确定待由内燃机施加的转矩梯度。转矩梯度描述了在多长的时间内施加转矩。基于内燃机的设计方案已知的是，从哪个转矩或从哪个转矩梯度起需要提高怠速转速。此外，在确定功率需求时可以考虑发电机的综合特性曲线。这使得能够精确地确定存在时怠速转速的功率需求。
此外，在一种实施方式中检查，是否存在紧急运行情况，在该紧急运行情况下实际上不发生从机动车的高压存储器和/或中压存储器向机动车的高压车载电网和/或中压车载电网的电能传输。当高压存储器和/或中压存储器不可用并且同时发电机是高压车载电网或中压车载电网的组成部分时，可能存在这样的紧急运行情况。在这种情况下需要借助于变压器将源自高压车载电网和/或中压车载电网的电功率降低。因此，车载电网中的或12V车载电网中的用电器于是可以被充分地供电，并且车载电网可以稳定地运行。同样的情况适用于高压车载电网和/或中压车载电网中的电压。在此也需要给用电器提供稳定的供电电压。如果存在这样的紧急运行情况并且识别出车载电网内的预先确定的功率需求，则断开在内燃机与变速器之间的力锁合的连接和/或利用至少一个制动器提供制动力。这种紧急运行情况例如可能在环境温度高时或者在机动车的相对长的运行时间之后存在。在这种情况下，例如不能够将电能从高压车载电网和/或中压车载电网传输到车载电网中。在该紧急运行情况下需要提高内燃机的怠速转速。
根据一个实施例，并行地执行：断开在内燃机与变速器之间的连接和提供预先确定的制动力。为了断开在内燃机与变速器之间的连接，例如可以操控离合器。此外，可以操控机动车的停车管理系统，借助于该停车管理系统又可以操控用于提供预先确定的制动力的制动器。在此，对变速器和停车管理系统的操控可以同时或并行地进行。例如，如果在内燃机与变速器之间的连接不能断开，则机动车可以被相应地制动或停止。因此可以防止车辆由于怠速转速的提高而移动。
根据一种替代的设计方案，首先断开在内燃机与变速器之间的连接，随后提供预先确定的制动力。通过这种连续的操控可以避免变速器的机械负荷。
此外有利的是，如果在内燃机与变速器之间的连接断开和/或提供了预先确定的制动力，则提高怠速转速。也就是说，可以首先检查在变速器与内燃机之间的力锁合连接是否断开和/或机动车是否被相应地制动或停止。如果满足这种情况，则可以提高怠速转速。因此，可以安全地执行怠速转速的提高。
按照另一种设计方案，如果变速器处于向前行驶或向后行驶的行驶挡中，则执行所述方法。变速器优选是自动变速器并且尤其是具有变矩器的自动变速器。变速器因此优选具有变矩器离合器。如果变速器位于行驶挡中，则在变速器和内燃机之间存在力锁合。在此需要的是，力锁合的连接被断开和/或机动车被相应地制动。此外优选地规定，如果机动车处于停车状态中，则执行该方法。
根据本发明的设备用于调节机动车的内燃机的怠速转速，其中，借助于内燃机可驱动用于给机动车的车载电网供电的发电机，内燃机与机动车的变速器连接。该设备包括用于识别车载电网内的预先确定的功率需求的检测装置。此外，该设备包括控制装置，该控制装置用于，如果检测装置识别出预先确定的功率需求，则提高内燃机的怠速转速。在此，该控制装置被设计用于，如果检测装置识别出预先确定的功率需求，则发出用于断开在内燃机与变速器之间的连接和/或用于借助于机动车的至少一个制动器提供预先确定的制动力的控制信号。该设备被设计用于实施根据本发明的方法的有利的设计方案。
根据本发明的机动车包括根据本发明的设备。此外，机动车包括内燃机、发电机、车载电网以及变速器。在此，变速器优选构造为带有变矩器的自动变速器。机动车例如可以构造为乘用车。此外可以规定，机动车构造为混合动力车辆。
关于根据本发明的方法所介绍的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的设备以及根据本发明的机动车。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此：
图1示出根据本发明的一种实施方式的机动车，其具有用于调节内燃机的怠速转速的设备；和
图2示出用于调节内燃机的怠速转速的方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面阐述的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中，实施方式的所描述的部分各自构成本发明的可视为彼此独立的各特征，这些特征分别也彼此独立地改进本发明并且因此也可以单独地或以与所示出的组合不同的组合被视为本发明的组成部分。此外，所述实施方式也可以通过本发明的已经描述的特征中的其它特征来补充。
在附图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
图1以俯视图示出根据本发明的一个实施方式的机动车1。机动车1在此设计为乘用车。机动车1包括内燃机2，该内燃机用于驱动机动车1。此外，机动车1包括发电机3，所述发电机能够由内燃机2驱动。利用发电机3可以提供用于给机动车1的车载电网4供电的电能。车载电网4尤其可以是具有多个电压水平的车载电网或者是纯12V车载电网。此外，机动车1包括变速器5，该变速器可以通过在这里未示出的离合器与内燃机2力锁合地连接。内燃机2、发电机3、车载电网4以及变速器5在此仅示意性地示出。
此外，机动车1包括设备6，借助于该设备可以调节内燃机2的怠速转速。设备6包括检测装置7，借助于该检测装置可以检测车载电网4内的预先确定的功率需求。预先确定的功率需求可以描述如下的状态：在该状态中在车载电网4内需要电能来给用电器供电。为了满足该功率需求，内燃机2可以驱动发电机3，从而利用该发电机将电能或电功率馈入到车载电网4中。在此，预先确定的功率需求描述了如下状态，在该状态中需要提高内燃机2的怠速转速，这是因为否则例如面临内燃机2“失速”。
如果借助于检测装置7识别出预先确定的功率需求，则可以操控设备6的控制装置8。借助于控制装置8可以操控变速器5，从而断开在变速器5与内燃机2之间的力锁合连接。此外，借助于控制装置8操控机动车1的至少一个制动器9，从而利用该制动器提供预先确定的制动压力或预先确定的制动力。因此，机动车1可以被相应地制动或停止。最后，可以借助于控制装置8操控内燃机2，从而提高内燃机2的怠速转速。
图2示出用于调节内燃机2的怠速转速的方法的示意性流程图。在此，在步骤S1中检测车载电网4内的预先确定的功率需求。由此得到内燃机2的转速提高的必要性。
然后在步骤S2中检查是否能够提高内燃机2的怠速转速。在此，首先可以检查变速器5是否处于向前行驶或向后行驶的行驶挡中。如果是，变速器5力锁合地与内燃机2连接。此外，可以检查机动车1是否处于停止状态中。此外可以确保，机动车1的驾驶员当前不操作加速踏板并且因此不期望机动车1的加速。此外可以检查是否存在紧急运行情况，在该紧急运行情况下车载电网4不能通过附加的能量源被供电。这种附加的能量源例如可以是高压车载电网或中压车载电网。如果满足这些标准，则该方法可以在步骤S3中继续实施。
在步骤S3中操控变速器5，从而断开在变速器5与内燃机2之间的力锁合连接。随后可以在步骤S4中开始流程控制。此外，在步骤S5中操控机动车1的停车管理系统，使得预先确定的制动压力通过制动器9来提供。在检查在变速器5与内燃机2之间的力锁合是否已经断开以及是否借助于制动器9提供了预先确定的制动压力之后，可以在步骤S6中提高内燃机2的怠速转速。
总之这些实例表明，如果在车载电网4内存在预先确定的功率需求，如何通过本发明能够以安全可靠的方式提高内燃机2的怠速转速。这尤其适合于机动车1的变速器5处于行驶挡中和/或存在紧急运行情况的情况。此外，所述方法可以在具有多个电压水平的车载电网4中使用。例如，车载电网除了12V车载电网之外还能够具有中压电网和/或高压车载电网。尤其在48V配置时，方法或设备6的应用是合适的，这是因为在此发电机3不能在整个转速谱中用足以覆盖所有用电器的高功率工作并且同时与纯12V车载电网相比增加了用电器。

Claims (10)

1.一种用于调节机动车(1)的内燃机(2)的怠速转速的方法，如果识别出(S1)机动车(1)的车载电网(4)内的预先确定的功率需求，则提高内燃机(2)的怠速转速，其中借助于内燃机(2)驱动发电机(3)以用于给车载电网(4)供电，内燃机(2)与机动车(1)的变速器(5)连接，
其特征在于，
如果识别出所述预先确定的功率需求，则断开(S3)在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接和/或借助于机动车(1)的至少一个制动器(9)提供(S5)预先确定的制动力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据待由内燃机(2)提供的转矩和/或提供的转矩的梯度来确定所述预先确定的功率需求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地检查，是否存在紧急运行情况，在该紧急运行情况下，实际上不发生从机动车(1)的高压存储器和/或中压存储器向机动车(1)的高压车载电网和/或中压车载电网的电能传输。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，并行地执行：断开在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接和提供预先确定的制动力。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，首先断开在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接，随后提供预先确定的制动力。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接断开和/或提供了预先确定的制动力，则提高怠速转速。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果变速器(5)处于向前行驶或向后行驶的行驶挡中，则执行所述方法。
8.一种用于调节机动车(1)的内燃机(2)的怠速转速的设备(6)，其中，借助于内燃机(2)能驱动发电机(5)以用于给机动车(1)的车载电网(4)供电，内燃机(2)与机动车(1)的变速器(5)连接，所述设备具有：用于识别车载电网(4)内的预先确定的功率需求的检测装置(7)，和控制装置(8)，该控制装置用于，如果检测装置(7)识别出预先确定的功率需求，则提高内燃机(2)的怠速转速，
其特征在于，
所述控制装置(8)被设计用于，如果识别出预先确定的功率需求，则发出控制信号，从而使在内燃机(2)与变速器(5)之间的连接断开和/或借助于机动车(1)的至少一个制动器(9)提供预先确定的制动力。
9.一种机动车(1)，具有根据权利要求8所述的设备(6)、内燃机(2)、发电机(3)、车载电网(4)和变速器(5)。
10.根据权利要求9所述的机动车(1)，其特征在于，所述变速器(5)被构造为自动变速器。
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