CN110167812A - 用于通过发动机从引擎熄火滑行提前重新起动而运行机动车的方法 - Google Patents

Abstract

方法、控制装置（36）和机动车（29），机动车具有用来执行用于运行机动车的方法的控制装置，所述机动车包括：至少一个具有曲轴（31）的内燃机（30）以及传动系（33），所述传动系能借助可分离的离合器（32）与所述内燃机分开，其中所述车辆在第一种可能的运行状态下在围绕一速度的预先给定的范围内运动，同时所述内燃机关闭并且通过可分离的离合器与所述传动系分开；其中在所述第一种运行状态中的制动过程的情况下，执行关于在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求的预测，如果是这种情况，则所述内燃机的曲轴旋转或者曲轴的转速被提高以准备发动机起动。

Description

用于通过发动机从引擎熄火滑行提前重新起动而运行机动车 的方法

背景技术

为了节省燃料且减少对环境有害的排放，现代化车辆提供引擎熄火滑行运行状态。在此车辆在预先给定的范围内以选定的速度行驶，同时内燃机关闭并与变速器脱离。如果在这种情况下未进行下坡行驶，则车辆通常会减速。如果达到了速度范围的下限，则内燃机优选自动重新启动且再次加速。

在这种行驶运行模式的特定情况下需要制动过程，然而其中还要求快速的再次加速。这种情况例如可能是，车辆在高速公路上接近较慢的前方车辆。如果暂时不能超车，则驾驶员必须首先使车辆减速，然后快速地再次加速以进行超车。针对再次加速的信号通常由驾驶员踩下加速踏板来触发。然而仅在下述情况下才能从引擎熄火模式完全请求内燃机的加速功率：内燃机已经达到其最小转速。直到发动机已经达到该最小转速，该减速通常直至1500毫秒。这种减速经常使驾驶员感到不愉快。

发明内容

因此本发明的目的在于给出一种方法，利用该方法可以缩短从引擎熄火滑行的发动机起动时间。

所述目的通过独立权利要求的对象来实现。有利的改进方案在从属权利要求和下面的说明书中给出。

本发明提出一种用于运行机动车的方法，其中所述机动车包括：至少一个内燃机，所述内燃机具有曲轴；以及传动系，所述传动系能借助可分离的离合器与所述内燃机分开。所述传动系例如具有变速器和用于传递扭矩的轴。

在第一种可能的运行状态中，车辆在预先给定的范围内以一种速度v运动。内燃机此时关闭并且通过可分离的离合器与传动系分开。根据本发明在第一种可能的运行状态中的制动过程的情况下进行预测：是否在预先给定的时间间隔内期望功率要求。如果在预先给定的时间间隔内期望功率要求，则内燃机的曲轴旋转或曲轴的转速被提高以准备发动机起动。

根据本发明的方法可以应用在具有传统传动系与内燃机的车辆中，例如具有电起动器或起动器发电机；或还应用在具有驱动电动机的混合动力车辆中。

车辆的第一种可能的运行状态相应于引擎熄火滑行。车辆以在预先给定的围绕选定的速度v的范围内的速度运动。所选择的速度优选不等于零并且优选大于预先给定的速度阈值，例如大于5km/h或10km/h。特别是，引擎熄火滑行的状态然而与在高速路或公路上的较高的速度相关。预先给定的速度范围例如是围绕所选择的速度v具有值5km/h或10km/h的值的间隔，并且下面也被称为“滑行间隔”。在第一种可能的运行状态下，车辆的速度波动允许在这个滑行间隔内。

如果现在在这种状态下（例如通过操纵制动踏板）进行制动过程，则根据本发明预测：在预先给定的时间窗内是否期望功率要求。功率要求例如可以用于再次加速。预先给定的时间窗或时间间隔优选不大于10s，特别优选不大于5或3s或甚至小于或等于1秒。

如果在该时间窗内期望功率要求、即如果预测为正，则根据本发明内燃机的曲轴预先旋转或者曲轴的转速被提高。优选地，曲轴的转速至少被提高为内燃机的空转速度，最大直至在最大功率时的发动机转速。根据本发明，这已经在下述情况之前实现：驾驶员给出用于功率要求的实际信号、例如通过操纵加速踏板。

通过内燃机的预备的“高速转动”，内燃机在驾驶员提出功率要求时的起动时间可以明显被减少（例如800毫秒）。

“预测在制动过程之后是否期望快速的功率要求”优选基于传动系的当前状态数据和/或车辆传感器的信息和/或驾驶员输入量和/或路段信息来执行。原则上，关于车辆状态以及其周围环境的所有可用信息可用于预测。可用信息可以由车辆的控制装置和传感器、通过来自因特网、后台的数据传输、由基础设施系统或其它车辆处获得。

内燃机的当前状态数据例如可以是车辆速度；变速器、电动机和/或内燃机的转速和发动机温度。驾驶员输入量例如是加速踏板和/或制动踏板的操纵，操纵踏板的力和速度，或转向灯的使用。

车辆传感器的信息是位于车辆中的传感器的信息，其能够进一步说明车辆的状态。实例是距离传感器或摄相机，其例如可以检测前方或相邻的车辆。

路段信息包括：例如导航系统的动态或静态的数字地图，特别是当目标被输入和计算出路线时、例如交通信号灯或交通引导系统的基础设施数据；、于前方车辆的信息、交通信息、关于超车道的信息、地势信息等。特别是，除了存储在车辆中的数据之外，在路段信息中还包括来自其它源的数据。

在特定情况下，不期望内燃机提前高速转动。这例如可以是紧急制动，其中制动过程可能由于发动机高速转动而延缓。因此“预测在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求”在下述情况下优选为负：存在至少一个预先给定的除外判据。预先给定的除外判据在此可以是：确定紧急制动或者车辆速度小于或等于阈值速度，该阈值速度例如可以是5km/h。紧急制动可以借助车辆中的防抱死系统的数据或者基于踩踏制动踏板的速度和压力来识别。

“预测在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求”在下述情况下优选为正：基于上述信息计算的针对功率要求的可能性在预先给定的时间间隔内超过预先给定的概率阈值。然而优选地，针对预测不需要可能性的完全计算。而是优选地，上述信息中的个别信息组成的特定组合以及除外判据的不存在用作用于临近的功率要求的指示器。

信息或者检验标准——基于它们来执行预测——的组合的实例是：“检验：是否已低于滑行间隔的低速水平；检验是否存在高制动减速，从而在小于500毫秒内达到了低速水平或在变速器输入侧上的转速小于100转/分的转速；是否设置车道变换是否设定转向灯是否应转弯发动机温度多高”

如果在预先给定的时间间隔内期望功率要求，则根据本发明，内燃机的曲轴旋转或其速度被提高。根据传动系的结构，这一点能以不同的方式实现。在PO或P2结构时，离合器布置在具有曲轴的内燃机和变速器和必要时电动机之间。这就是说，具有曲轴的内燃机可以通过这个离合器与变速器（和必要时电动机）以及其轴分开。当离合器闭合时，可以沿两个方向传递扭矩。

摩擦离合器能实现所谓的“离合器拖曳”，其中该离合器在定义的和受控的过程中至少部分地闭合。在此，在离合器两侧相邻的轴的转速被同步。根据一种优选实施方式变型，所述离合器是摩擦离合器，且内燃机的曲轴通过下述方式旋转或其转速被提高：离合器至少部分地闭合以用于将转矩从轴传递至曲轴。在大于空转速度且小于发动机最大转速的变速器转速时，可以通过离合器拖曳来驱动发动机转速直至变速器转速。通过提前的几乎完全接合而使发动机从静止状态至高速转动，可以达到发动机的最低转速。然后通过针对性地喷射达到了所期望的发动机转速。直至下一次期望的加速的时间被缩短了下述时间：发动机提前（必要时已经在制动期间）被接合并且高速旋转至最低速度所需的时间（例如约300到800毫秒）。

根据本发明的方法的另一种有利的变型方案，内燃机的曲轴可以利用电动机来驱动。电动机可以是：驱动电动机，如在混合动力车辆中；或者还是起动器或起动器发电机，例如在P1或PO结构中。在P1或PO结构中，电动机不直接与传动系和变速器连接，而是优选通过至少一个可分离的离合器与传动系分开。通过对起动器或起动器发电机进行起动而使发动机从静止状态起动，可以实现发动机的最低转速。然后通过针对性地喷射，达到所期望的发动机转速。直至下一次期望的加速的时间缩短了下述时间：发动机提前（必要时已经在制动期间）被起动并且高速旋转至最低速度所需的时间（例如约250到400毫秒）。

此外能实现另一种变型方案，其中在较高的发电机功率和略微提高的车载电网电压时通过对起动器进行起动使发动机从静止状态高速转动。可能的时间缩短在此例如为约300到500毫秒。

最大转速——内燃机准备高速旋转至该最大转速——可取决于所期望的制动功率和最短的再次加速，然而不高于最大功率时的转速。

根据本发明的方法优选作为车辆中的控制装置的自动控制的功能来执行。因此，本发明的独立主题是一种用于机动车的控制装置，其中该控制装置具有处理器装置，该处理器装置被设计用于执行根据本发明的方法的变型方案。

控制装置优选具有用于内燃机的发动机控制器和用于操纵离合器的控制器。优选地，控制装置还具有用于电动机的马达控制器。

本发明的另一个对象是一种机动车，其包括：具有曲轴的内燃机、传动系——所述传动系能借助可分离的离合器与内燃机分开——和根据本发明的控制装置。

附图说明

下面借助附图示例性地详细阐述本发明。其中示意性示出：

图1示出了在执行和未执行根据本发明的方法的情况下车辆随着每一次制动过程在引擎熄火滑行运行模式中的速度变化过程；

图2示出了用于说明引擎熄火滑行运行模式的流程图；

图3示出了用于说明根据变型实施方式的根据本发明的方法的过程的流程图；

图4示出了用于说明空档滑行运行模式的流程图；和

图5示出了具有根据本发明的控制装置的根据本发明的机动车。

具体实施方式

在图1中，绘制了随时间t变化的车辆的速度V。车辆以引擎熄火滑行模式例如处于高速公路上。在开始时，车辆以围绕选定的速度v的间隔I的上部边缘处的速度运动。在此在引擎熄火滑行的运行模式中，内燃机被关闭，并且内燃机通过断开离合器与传动系分开。随后车辆以降低的速度行驶，直至该车辆在时刻2达到间隔I（滑行间隔）的下部范围。在此，内燃机通过控制器自动重新启动，并且车辆再次加速，直至该车辆再次达到滑行间隔的上部范围。内燃机再次被关闭，并且在正常的滑行运行中重复所述过程。

然而现在如果在时刻3发生较强的制动，例如因为前方车辆行驶较慢且不能超车，则车辆离开滑行间隔I。在时刻4，驾驶员想要超车，因为超车道现在无车，并且想要加速。内燃机被启动。由于内燃机被关闭，持续一时间间隔t₁直至内燃机可以提供完整加速功率。车辆在时刻5再次达到围绕速度v的间隔I的上部边缘。引擎熄火滑行运行可以继续进行。

下面示出了通过执行根据本发明的方法而进行的所述过程。再次由引擎熄火滑行运行在时刻6进行较强制动。借助预测，识别出对于功率要求的最大可能性，且内燃机已经在制动7期间高速转动，或者其曲轴旋转或其转速被提高。在时刻8，由驾驶员实现用于加速的信号。直至内燃机可以提供其完整的加速功率的时间段被缩短为时间段t₂。车辆再次被加速并且例如可以再次继续引擎熄火滑行。

图2示出了用于说明已知的根据现有技术的引擎熄火滑行的流程图。在进入引擎熄火滑行之前，车辆必须首先加速至所期望的速度。因此在流程图开始时，内燃机被接通且离合器闭合。在步骤10（“加速/踩下加速踏板”）中检验，加速踏板是否被踩下。如果在步骤10中踩下车辆的加速踏板，则进一步加速。如果加速踏板未被踩下，则在步骤11（“制动/踩下制动踏板”）中检验，制动踏板是否被踩下。如果制动踏板被踩下，则重复该步骤。替选地，制动能量能够在发动机中被消除，然后在步骤16（“识别到紧急制动”）中检验，是否存在紧急制动，或是否在步骤17（“速度<最低速度、例如5km/h”）中确定例如小于5 km /h的低速。如果存在二者之一，则车辆进一步被制动，必要时直至停止（步骤18，“制动至停止”）。

然而如果在步骤11中未踩下制动踏板，则在步骤12（“登入时间结束”）中询问，某一预先给定的登入时间是否应经结束。这一点可能作为进入自动引擎熄火模式的先决条件而预先给定。如果进入时间尚未结束，则重复步骤10和11并检验，加速踏板或制动踏板是否被踩下，如果不是这两种情况，且在步骤12中确定登入时间结束了，则在步骤13（“离合器断开”）中离合器被断开，且在步骤14（“内燃机关闭”）中内燃机被关闭。此时启动真正的引擎熄火模式。

在步骤15中（“踩下制动踏板”）检验，制动踏板是否被踩下。如果是这种情况，则再次在步骤16中检验，是否存在紧急制动。如果制动踏板未被踩下，则在步骤20（“踩下加速踏板或ACC要求”）中检验，加速踏板是否被踩下或者是否给出功率要求。在这种情况下，在步骤21（“通过电起动器或起动器发电机进行发动机起动。”）中，内燃机例如通过电起动器或起动器发电机来起动。只要在步骤22（“发动机达到目标转速”）中确定：内燃机已经达到其目标转速，则在步骤23（“闭合离合器”）中闭合离合器。然后可以利用步骤10重新执行该方法。然而如果在步骤15中制动踏板既没有被踩下而且也没有在步骤20中例如通过加速踏板实现功率要求，则在离合器断开（步骤13）和内燃机关闭（步骤14）的情况下，车辆保持在引擎熄火模式，直至实现加速要求或制动要求。

图3现在以流程图示出了执行根据本发明的方法。在图3中示出的方法同样基于图2中示出的引擎熄火滑行。因此针对相同的步骤使用相同的附图标记并且参考图2的描述。根据本发明的方法在步骤15开始，其中车辆已经处于引擎熄火模式，并且在步骤15中确定了制动要求。根据本发明进行预测：是否在预先给定的时间间隔内期望功率要求。为此在步骤16中检验：是否存在紧急制动。如果是这种情况，则这是除外判据并且根据本发明的方法结束。在步骤18中，车辆通常可以制动至停止。

如果没有识别出紧急制动，但是在步骤17中确定了小于5km/h的低速，则针对功率要求的可能性的预测同样是否定的。根据本发明的方法同样结束，并且在步骤18中同样可以减速至停止。

然而如果预测表明了：期望功率要求，则在步骤24（“发动机高速旋转“）中，内燃机的曲轴旋转或者其转速被提高。这一点根据传动系结构在P0或P2结构时借助受控的离合器拖曳或在P0或P1结构时借助例如起动器发电机的电动机来实现。在受控的离合器拖曳、即至少部分地闭合磨擦离合器时，内燃机能以这种方式在下述情况下高速旋转至变速器转速：变速器转速大于发动机的空转速度并且小于在最大功率时的发动机转速。

与此同时或随后，在步骤19（“踩下制动踏板”）中检验：制动踏板是否继续被踩下。如果是这种情况，则在步骤17中重新检验：是否低于5km/h的最低速度。

如果在步骤19中不再踩下制动踏板，则在步骤25（“踩下加速踏板”）中检验：是否存在功率要求或者是否踩下加速踏板。如果情况并非如此，则再次切换至引擎熄火模式。然而如果踩下加速踏板，则在步骤26（“满足环境条件ACC，ABS，ESP，…”）中检验：是否满足其它环境条件，例如关于ACC，ABS，ESP等，并且然后在步骤27（“起动点火和喷射”）中，起动内燃机的点火和喷射。

为了进行比较，图4示出了空档滑行运行模式，其中内燃机在怠速运转中运行并且脱离。相同的步骤具有与图2中相同的附图标记。步骤28“发动机处于空转中”在此连接步骤13“离合器断开”中。发动机在此与引擎熄火滑行不同没有被关闭。如果现在从步骤20空档滑行模式期望加速或者例如由于空调设备而实现功率要求，则取消发动机起动步骤并且内燃机可以直接在步骤22中达到目标转速。自功率要求直至离合器闭合而达到目标转速的过程通常持续250到600 毫秒。与此相比，从根据现有技术基于在图2中示出的引擎熄火滑行直至达到目标转速且离合器可以被闭合持续250至1500 毫秒。利用根据图3的根据本发明的方法，从引擎熄火滑行重新起动的时间可以缩短为约250到800毫秒。

图5示出了根据本发明的具有内燃机30的机动车29，该内燃机具有曲轴，该曲轴能借助可分离的离合器32与具有传动装置34和轴35的传动系33分开。控制装置36被设置用于，在机动车29中执行根据本发明的方法。

本发明的上述描述仅是示例性的。在说明书和权利要求中公开的本发明的所有方面在本发明中可以单独或组合使用。

Claims (10)

1.用于运行机动车的方法，所述机动车包括：至少一个具有曲轴的内燃机以及传动系，所述传动系能够借助可分离的离合器与所述内燃机分开，其中所述车辆在第一种可能的运行状态下在围绕一速度（v）的预先给定的范围内运动，同时所述内燃机关闭并且通过可分离的离合器与所述传动系分开；其特征在于：

在所述第一种运行状态下的制动过程的情况中，执行关于在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求的预测，如果是这种情况，则所述内燃机的曲轴旋转或者曲轴的转速被提高以准备发动机起动。

2.根据权利要求1所述的用于运行机动车的方法，其中基于传动系的瞬时状态数据和/或驾驶员输入量和/或车辆传感器的信息和/或路段信息执行关于在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求的预测。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于运行机动车的方法，其中如果存在至少一个预先给定的除外判据，则关于在预先给定的时间间隔内是否期望功率要求的预测是否定的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于运行机动车的方法，其中如果基于所述传动系的瞬时状态数据和/或关于驾驶员输入量的信息和/或车辆传感器的信息和/或路段信息查明的、在预先给定的时间间隔内的功率要求的可能性超过了预先给定的可能性阈值，则在所述预先给定的时间间隔内期望功率要求。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于运行机动车的方法，其中所述离合器是摩擦离合器，并且所述内燃机的曲轴旋转或者其转速被提高，其方式为：所述离合器借助摩擦至少部分地闭合以用于将扭矩从轴传递至曲轴。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于运行机动车的方法，其中所述内燃机的曲轴利用电动机旋转或者提高其转速。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于运行机动车的方法，其中所述电动机能通过至少一个可分离的离合器与所述传动系分开。

8.用于机动车的控制装置，其中所述控制装置具有处理器装置，所述处理器装置被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

9.根据权利要求7所述的用于机动车的控制装置，其中所述控制装置包括用于所述内燃机的发动机控制器和用于操纵所述离合器的控制器。

10.机动车，包括具有曲轴的内燃机和传动系，所述传动系能够借助可分离的离合器与内燃机分开，以及包括根据权利要求8或9所述的控制装置。