CN113195884B - 用于在启动内燃发动机时主动地衰减扭转减振器的启动共振的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在启动内燃发动机时主动地衰减扭转减振器的启动共振的方法,其中所述扭转减振器(4)固定在内燃发动机(1)与扭转弹性体的次级侧(5)之间,并且所述内燃发动机(1)是使用布置在所述内燃发动机(1)的与所述扭转弹性体相反的一侧上的启动发电机(3)来启动的。在能够实现对扭转减振器的启动共振的简单衰减的方法中,在启动所述内燃发动机(1)时,将反向激励施加到由所述启动发电机(3)产生的扭矩上,所述反向激励基于所述内燃发动机(1)的参数来调制,所述参数在启动所述内燃发动机(1)时改变。
Description
技术领域
本发明涉及用于在启动内燃发动机时主动地衰减扭转减振器的启动共振的方法,其中扭转减振器固定在内燃发动机与扭转弹性体的次级侧之间,并且内燃发动机是使用布置在内燃发动机的与扭转弹性体相反的一侧上的启动发电机来启动的。
背景技术
一种用于操作机动车辆的方法由EP 1 497 151 B1获知,其中内燃发动机由启动发电机来启动,其中用于暂时连接启动发电机与内燃发动机的离合器布置在启动发电机与内燃发动机之间。
DE 10 2015 207 640 A1公开了一种传动系和用于其操作的方法,其中该传动系具有带曲轴的内燃发动机,并且在该曲轴的输出侧具有双质量飞轮,该双质量飞轮具有初级侧和次级侧,其中次级侧可以克服弹簧装置的作用相对于所述初级侧旋转有限程度,其中启动发电机布置在内燃发动机的皮带轮平面中。为了避免在启动内燃发动机时双质量飞轮的初级盘与次级盘之间的大旋转角,启动机有效地布置在次级侧上。这是为了在启动内燃发动机时绕过双质量飞轮的共振范围。这种布置非常复杂,因为除了启动发电机之外,还需要另外的启动机来驱动双质量飞轮的次级侧。
发明内容
本发明的目的是提供用于在启动内燃发动机时主动地衰减扭转减振器的启动共振的方法,该方法不需要附加的硬件。
根据本发明,该目的通过如下方式实现,即,在启动内燃发动机时,将反向激励施加到由启动发电机产生的扭矩,该反向激励基于内燃发动机的参数来调制,该参数在启动内燃发动机时改变。借助于这种只能使用软件实现的解决方案,减少了启动共振对扭转弹性体的影响。同时,不仅减少了扭转减振器的共振,而且减少了内燃发动机由于在启动过程期间的压缩扭矩和膨胀扭矩而执行的用于使曲轴开始工作的任何旋转不规则性。这具有的优点是,在传动系中也可以使用低摩擦的扭转弹性体。
反向激励有利地基于曲轴角以内燃发动机的第n阶谐波激励来调制。第n阶谐波激励叠加在启动发电机的扭矩上。这种反向激励对内燃发动机和扭转减振器的共振振动进行补偿。
在一个实施例中,反向激励基于内燃发动机的转速和/或内燃发动机与启动发电机之间或者内燃发动机与变速器之间的转速差和/或转角差来设定。所使用的参数可以基于相应的传动系来分别确定。
在一种变型方案中,在内燃发动机的启动过程期间,启动发电机的扭矩与被设计为正弦函数的反向激励叠加。这考虑到了这样的事实,即由内燃发动机引起的旋转不规则性即使在没有点火激励的情况下也具有周期性,这就是可以通过被设计为正弦函数的反向激励来特别好地对其进行补偿的原因。
在一个实施例中,在启动过程期间超过启动发电机的额定扭矩,以将反向激励叠加在启动发电机的扭矩上。当启动发电机的电气设计允许启动发电机在过载情况下短暂地操作时,这总是可以被有利地使用。
在一种替代方案中,在启动过程期间减小启动发电机的平均扭矩,以将反向激励叠加在启动发电机的扭矩上。其结果是,启动过程减慢。然而,通过减小启动发电机的平均扭矩,可以相应地增大反向激励,使得可以特别好地补偿内燃发动机的旋转不规则性。
在另一种替代方案中,在启动过程期间,在内燃发动机的高转速范围中减小反向激励。在内燃发动机的接近空转转速的这种转速范围中,内燃发动机不再产生这种高旋转不规则性。
在另一种实施例中,考虑到布置在启动发电机与内燃发动机之间的皮带传动装置的刚度,使反向激励的相位位置发生偏移。这使得能够通过反向激励在正确的时间点处实现曲轴角,因此可以发生对启动共振的充分补偿。
附图说明
本发明允许众多的实施例。这些实施例之一将参考附图中所示的图形更详细地解释。
在附图中:
图1示出了传动系中的内燃发动机的基本图示,
图2示出了根据本发明的方法的示例性实施例,
图3示出了没有反向激励时启动发电机的扭矩的表示,
图4示出了扭矩曲线的图示,其中主动地衰减扭转减振器的启动共振。
具体实施方式
图1示出了传动系中的内燃发动机的基本图示,其中内燃发动机1经由皮带传动装置2联接到启动发电机3。扭转减振器4连接在内燃发动机1的对置侧上,该扭转减振器进而联接到双质量飞轮的次级侧5。双质量飞轮是扭转弹性体的一个示例。
图2示出了根据本发明的方法的示例性实施例,其示出内燃发动机1正在由启动发电机3启动。A列示出了在没有将反向激励叠加在启动发电机3的扭矩上的情况下的过程,而B列示出了系统在将反向激励叠加在启动发电机3的扭矩上的情况下的行为。在a行中,示出了基于时间t的扭矩M。b行示出了转速n随时间t的变化,而c行示出了双质量飞轮的旋转角在所有这些图示中,曲线I表征了发电机行为,曲线II表征了内燃发动机1的行为,并且曲线III表征了双质量飞轮的次级侧5的行为。
在Aa部分中可以看出,启动发电机3最初消耗高扭矩以便启动内燃发动机1,该扭矩随时间推移而减弱。内燃发动机1再次以0扭矩启动,直到启动发电机3的扭矩生效,并且实现内燃发动机1的点火,这些点火被示出为峰值。从Ba部分可以看出,由于叠加了反向激励,启动发电机3的扭矩明显更不均匀,其中内燃发动机1的扭矩和启动发电机3的经调制扭矩中的最大值和/或内燃发动机1和启动发电机3的扭矩中的最小值总是彼此接近。在这种情况下,在内燃发动机1的启动过程期间,启动发电机3的扭矩叠加有正弦函数,该正弦函数取决于相应的发动机阶次中的曲轴角,优选地取决于内燃发动机1的主要激励的第一谐波。因此,启动发电机3的转速随时间t推移而增加,以便降低内燃发动机3的转速以及双质量飞轮的次级侧5的转速(图Bb)。这样的效果是,与没有反向激励的方法(Ac部分)相比,双质量飞轮的次级侧5的旋转角减小,如Bc部分所示。借助于根据本发明的解决方案,共振R显著降低。
存在各种方式,其中在叠加期间可以通过反向激励来控制启动发电机3。因此,启动发电机3在一些区域中可以超过其额定扭矩,其中启动发电机3在过载情况下短暂地操作。
在一种替代方案中,启动发电机3的平均扭矩减小,如图4所示。示出了用于主动地衰减扭转减振器4的启动共振的扭矩曲线随时间t的变化,在该时间t上,扭矩曲线对应于振幅*sin(2x曲轴角+相位)。
另一种可能性允许在内燃发动机的高转速范围中实施启动过程,其中反向激励的振幅减小。这是可以实现的,因为在启动共振的这种高频范围中需要较少的反向激励。应当始终假设,当内燃发动机1缓慢旋转时,扭矩和反向激励具有较低的频率,而它们在较快旋转的内燃发动机1的情况下增加。
为了优化反向激励的有效性,使所叠加的正弦函数的相位位置和/或振幅发生偏移,这意味着还考虑了皮带传动装置2的刚度。这确保了启动发电机3的经调制扭矩的最大值或最小值在正确的时间点施加到内燃发动机1的曲轴。基于曲轴角设定反向激励是主动地衰减扭转减振器4的启动共振的最简单方法。然而,也可设想基于转速,内燃发动机与发电机之间或者内燃发动机与变速器之间的转速差或转角差来设定该参数。
附图标记列表
1内燃发动机 2皮带传动装置 3启动发电机 4扭转减振器 5双质量飞轮的次级侧。
Claims (7)
1.一种用于在启动内燃发动机时主动地衰减扭转减振器的启动共振的方法,其中所述扭转减振器(4)固定在内燃发动机(1)与扭转弹性体的次级侧(5)之间,并且所述内燃发动机(1)是使用布置在所述内燃发动机(1)的与所述扭转弹性体相反的一侧上的启动发电机(3)来启动的,其特征在于,在启动所述内燃发动机(1)时,将反向激励施加到由所述启动发电机(3)产生的扭矩上,所述反向激励基于所述内燃发动机(1)的参数来调制,所述参数在启动所述内燃发动机(1)时改变;
其中,考虑到布置在启动发电机与内燃发动机之间的皮带传动装置的刚度,使反向激励的相位位置发生偏移。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反向激励基于曲轴角以所述内燃发动机(1)的第n阶谐波激励来调制。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反向激励基于所述内燃发动机(1)的转速和/或所述内燃发动机(1)与启动发电机(3)之间或者内燃发动机(1)与变速器之间的转速差和/或转角差来设定。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于,在所述内燃发动机(1)的启动过程期间,所述启动发电机(3)的所述扭矩与被设计为正弦函数的反向激励叠加。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述启动过程期间超过所述启动发电机(3)的额定扭矩,以将所述反向激励叠加在所述启动发电机(3)的所述扭矩上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述启动过程期间减小所述启动发电机(3)的平均扭矩,以将所述反向激励叠加在所述启动发电机(3)的所述扭矩上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述启动过程期间,在所述内燃发动机(1)的高转速范围中减小所述反向激励。
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