CN1373831A - 在滑行状态下操作带有节流阀的内燃机的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对带有节流阀的内燃机进行操作的方法,其中在汽车处于滑行状态下而切断燃油供给时,节流阀被打开。此时根据滑行开始时的汽车速度和发动机转速确定在滑行期间节流阀位置的一个第一数值并在滑行期间将节流阀调节到这个数值。

Description

在滑行状态下操作带有节流阀的内燃机的装置和方法
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的对带有一个节流阀的内燃机进行操作的方法，其中在汽车处于滑行状态下而切断燃油供给时打开节流阀。此外本发明涉及一种按照权利要求11前序部分所述的对汽车内燃机的一个节流阀的控制，以便根据油门踏板位置将节流阀调节到一个数值上的装置。
在带有例如NOx存储催化剂的汽车中，采用在切断燃油供给(滑行断油)下通过完全打开节流阀的方法增强对汽车处于滑行状态下催化剂系统的通流量，以便使催化剂冷却时获得一个支持措施，由此使NOx存储催化剂更快地冷却到它的工作温度。三元催化剂在这种具有几乎无有害物质的大废气流的通流量下同样能够得到更好的冷却。由滑行开始时从有害物质产生而释放到催化剂上的热量可以通过随后的冷却气流很快地带走。
在滑行状态下，当汽车的内燃机在节流阀打开下运转时，内燃机的一个极小的牵引力矩将导致行驶状态的明显变化。此外，当重新恢复到供油运转时，会出现一种令司机和乘客感到不舒适的、难受的汽车行驶状态。例如当在滑行结束时在低的负荷要求下对节流阀的控制进行的太迟和/或太慢，相应地，使内燃机进气的减少实施得较迟，那么汽车会出现出乎司机预料的反应，例如内燃机的输出功率提高了，虽然司机并没有用油门踏板要求高的功率，而仅仅是要结束滑行状态而将其变换到一个低驱动功率的行驶状态。
因此本发明的任务是提供一种上述种类的方法和装置，其中克服了上述缺陷，并且提供一种在打开的节流阀下，汽车的行驶性能没有改变、舒适性没有损失的滑行状态。
按照本发明，该任务是通过一种具有权利要求1的特征部分的特征的上述种类的方法和通过一种具有权利要求11的特征部分的特征的上述种类的装置解决的。在从属权利要求中给出了本发明的一些有利的设计方案。
为此，在一种上述种类的方法中，本发明规定，根据滑行开始时的汽车速度和发动机转速确定在滑行期间节流阀位置的一个第一数值，并在滑行期间将节流阀调节到这个数值。
其优点在于，在任何行驶状态下，保证从滑行状态到供油运转的过渡或者从供油运转到滑行状态的过渡中不会产生汽车行驶性能的显著变化，并且在滑行期间具有相应的牵引力矩。
为了使从滑行状态到供油运转的过渡特别地舒适，将在滑行期间由一个汽车速度和一个内燃机转速确定节流阀位置的一个第二数值，该第二数值对应于一个在以当前测定的汽车速度匀速行驶的节流阀位置，其中在滑行状态结束时节流阀被调节到该第二数值。
将节流阀调节到一个最可能预料的数值，亦即计算一个在滑行结束后节流阀位置的数值，通过这样的方式得到很好的实现，即在一个滑行阶段结束时测定脚从制动踏板到油门踏板的转换速度，并将节流阀位置的第二数值相对于脚转换速度进行修正，其中节流阀位置的第二数值借助于脚转换速度优选地这样得到修正，即当脚转换速度高时，节流阀位置的第二数值向更高的内燃机输出功率方向改变；当脚转换速度低时，节流阀位置的第二数值向更低的内燃机输出功率方向改变。
在滑行结束后由司机对估计的负荷要求进行更加精确的估计通过这种方式实现：在滑行阶段结束时，测定油门踏板的踩下速度，并将节流阀位置的第二数值相对于该油门踏板踩下速度进行修正，此时最好借助于油门踏板踩下速度这样地修正节流阀位置的第二数值，即当油门踏板踩下速度高时，节流阀位置的第二数值向更高的内燃机输出功率方向改变；当油门踏板踩下速度低时，节流阀位置的第二数值向更低的内燃机输出功率方向改变。
在最后所述的本发明的两个方案中将司机的行为考虑到节流阀位置的估计的预期数值的计算中，由此得到该数值的一个特别好的估计值或计算值。
为了避免在滑行状态下由于节流阀打开而使一个制动助力器的作用减退得太多，则当一个制动助力器发出了需要支持的信号时，对节流阀位置的一个第三数值进行优先调节，其中该第三数值是这样选择的，即存在一个用于支持制动助力器的足够的负压。
为了在滑行状态结束后的有限时间内重新恢复到根据油门踏板位置确定的节流阀位置的实际数值上，在滑行状态结束后的一段预定的时间之后将节流阀位置的计算的和必要时修正了的第二数值转换到一个发动机控制系统的节流阀位置的一个理论数值上。此时最好由节流阀位置的第二数值和一个瞬时发动机转速一起例如从一个特征曲线族中确定出所述的预定时间。在该预定时间期间在根据油门踏板位置确定的节流阀位置的一个数值与节流阀位置的计算的和必要时修正了的第二数值之间的差值将优选通过改变点火角进行平衡。
此外，在一个上述类型的装置中，本发明规定，该装置具有一个计算设备，用于计算节流阀位置的数值，其中对于在滑行状态结束后的一段预定的时间，该装置将节流阀调节到计算的数值上而不是调节到根据油门踏板位置的数值上。
其优点在于，在任何行驶状态下，保证从节流阀打开的滑行状态到供油运转的过渡或者从供油运转到节流阀打开的滑行状态的过渡中不会产生汽车行驶性能的显著变化，并且在滑行期间具有相对应的牵引力矩。
为了从供油运转极其舒适地过渡到滑行状态，该装置有一个第一设备，用于例如借助于在滑行状态开始时的一个汽车速度和发动机转速从一个特征曲线族中确定在滑行期间节流阀位置的一个第一计算数值。
将节流阀调节到一个最可能预料的值，亦即计算在滑行状态结束后节流阀位置的一个值，可以通过以下的措施很好地实现：该装置有一个第二设备，用于例如借助于在滑行结束时的一个汽车速度和发动机转速从一个特征曲线族中确定在滑行状态结束后节流阀位置的一个第二计算值。
在滑行结束后的一个最可能预料的节流阀位置的良好预测精度是通过考虑司机本身的行为实现的，其中优选的方式是，第二设备有一个用于确定从制动踏板转到油门踏板的脚的转换速度的传感器，并相应于该脚转换速度对节流阀位置的第二计算值进行修正。第二设备例如借助于脚转换速度这样修正节流阀位置的第二计算值，即当脚的转换速度高时，节流阀位置的修正了的第二计算值相应于一个较高的内燃机输出功率值，而当脚的转换速度低时，节流阀位置的修正了的第二计算值相应于一个较低的内燃机输出功率值。
作为另一种选择，或者除了脚转换速度之外，第二设备具有一个传感器，用于确定油门踏板的踩下速度，和/或确定瞬时的汽车速度，并相应于油门踏板的踩下速度或汽车速度由一个特征曲线族修正节流阀位置的第二计算值。第二设备例如是这样借助于油门踏板的踩下速度修正节流阀位置的第二计算值的，当油门踏板的踩下速度高时，节流阀位置的修正了的第二计算值相应于一个较高的内燃机输出功率值，而当油门踏板的踩下速度低时，节流阀位置的修正了的第二计算值相应于一个较低的内燃机输出功率值。
为了避免在滑行中由于开启节流阀造成制动助力器的作用过度地减小，该装置有一个与制动助力器的控制器相连接的输入，其中当制动助力器的控制器有要求时，该装置这样优先地调节节流阀位置的一个计算值，即产生一个支持制动助力器的足够的负压。
为了在滑行结束之后的有限时间内重新返回到根据油门位置确定的节流阀位置的实际数值上来，该装置有一个时间控制器，该时间控制器在滑行结束后的一个预定时间之后由节流阀位置的计算值切换到根据油门踏板位置确定的数值。有利的是，时间控制器根据节流阀位置的计算值和一个瞬时发动机转速从特征曲线族中确定出所述预定时间。
本发明其它特征、优点和有利的设计方案由从属权利要求和下面对照附图对本发明的描述中得出。在唯一的附图中示出了本发明的方法的示意框图。
在功能框10中，确定出一个在滑行开始时的瞬时汽车速度vfzg12和一个汽车内燃机在滑行开始时的瞬时发动机转速nmot14，由这些数值通过一个特征曲线族16确定内燃机的一个节流阀位置的一个第一数值18。如果一个变量B_SA＝真20指示出汽车的一个滑行状态，则由功能框22继续给出节流阀位置的该第一数值18。
在另一个功能框24中，在滑行期间并行持续地由一个当前的汽车速度vfzg26和一个当前的发动机转速nmot28借助于一个特征曲线族30确定节流阀位置的一个第二数值32。该数值此时相应于以在道路部分负荷下当前测定的速度26恒速行驶时的一个节流阀位置。
在一个第三功能框34中，借助于一个秒表36确定一个从制动踏板到油门踏板的脚的转换速度。为此，例如借助于一个状态“制动接触开关断开”38使秒表36启动，亦即开始运转，和借助于一个功率要求信号(PWR-信号＞0)使之停止。由时间差可以如下预测一个估计的司机处理状态，即在短的时间期间，更高可能是在滑行结束时由司机要求一个高的功率，或者在长的时间期间，更高可能是在滑行结束时由司机要求一个低的功率。与此相对应地，在一个混合器或叠加器42中，对第二数值32相应地修正，亦即在从制动踏板到油门踏板的短的转换时间下，第二数值32被修正到一个数值，该数值相应于具有较高功率要求的节流阀位置，而在从制动踏板到油门踏板的长的转换时间下，第二数值32被修正到一个数值，该数值相应于具有较低功率要求的节流阀位置。在42处给出的修正值44的大小此时例如同样取决于转换速度。
在一个第四功能框46中，由一个油门踏板踩下速度dPWG/dt48和一个当前的汽车速度50确定另一个修正值52，该修正值在一个混合器或叠加器54中将第二数值32最终变成一个修正的第二数值56。此时修正的基本原则是这样的：在高的油门踏板动力时，在踩下过程开始时要考虑到油门踏板位置有一个相应的高的最终数值以及相反地，在低的油门踏板动力时，在踩下过程开始时要预料到油门踏板位置有一个相应的低的最终数值。与此相应地，第二修正值52在具有较高或较低的内燃机功率要求的节流阀位置的方向上修正第二数值32。
当变量B_SA20在功能框22中例如通过一个值“假”发出滑行状态结束的信号，那么功能框22不再将第一数值18，而是将修正的第二数值56传给一个功能框58。该功能框又根据一个变量B_BKVLEER60选择修正的第二数值56用于节流阀位置或者选择一个第三数值62。该第三数值62此时相应于一个节流阀位置，在该位置处保证有一个支持制动助力器的足够的负压。变量B_BKVLEER60此时例如以值“真”相应于一个制动助力器的更大的负压要求。功能框58的输出值64继续传到一个功能框66，该功能框依据一个信号68将或者是功能框58的输出值64或者是根据油门踏板位置的节流阀位置的一个理论值70作为节流阀理论值72继续传出。此时与此相对应地，在滑行结束后，功能框58的输出值64相应于一个对于未来可能预料的值，而根据油门踏板位置的理论值70相应于一个由司机实际要求的节流阀位置的值。
在一个第五功能框74中，由节流阀位置的一个修正的第二数值56和一个当前的发动机转速nmot76借助于一个特征曲线族78确定一个时间段86，在滑行结束后的这个时间段之后应该从计算的输出值64切换到根据油门踏板位置的实际的理论值70上。在滑行结束时，变量B_SA20经线路80启动一个秒表82，它的输出值在功能框84中与功能框74中计算的时间段86进行比较。只要该时间段86在滑行结束之后没有结束，那么功能框66就将计算的节流阀位置输出值64作为“节流阀理论值”72继续向下发送。一旦时间段86过去了，则一个功能框88在比较器84和变量B_SA20的控制下借助于信号68切换功能框66，从而现在根据油门踏板位置的节流阀位置理论值70作为“节流阀理论值”72继续向下发送，亦即，一个未示出的节流阀调节装置将再次由正常的发动机功能进行控制。如果在该时间窗86之内或者在开始的1到20个工作循环之内出现实际扭矩相对于由司机希望的理论扭矩的一个偏差时，那么该差值在节流阀的调节时间的期间例如通过改变点火角进行平衡，只要催化剂温度不会由此上升到热损害的范围内。

Claims (20)

1.对带有一个节流阀的汽车内燃机进行操作的方法，其中在汽车的一个滑行断油的滑行状态中节流阀被打开，其特征在于，根据滑行开始时的汽车速度和发动机转速确定在滑行期间节流阀位置的一个第一数值，并在滑行期间将节流阀调节到该数值上。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，在滑行期间，由汽车速度和内燃机转速这样地确定节流阀位置的一个第二数值，使得这个第二数值相应于在以当前测定的汽车速度恒速行驶下的一个节流阀位置，其中在滑行阶段结束时将节流阀调节到第二数值上。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，在滑行阶段结束时测定脚从制动踏板到油门踏板的转换速度，并相应于该脚转换速度修正节流阀位置的第二数值。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，用脚转换速度这样地修正节流阀位置的第二数值，即在高的脚转换速度时向较高的内燃机输出功率的方向改变节流阀位置的第二数值，在低的脚转换速度时向较低的内燃机输出功率的方向改变节流阀位置的第二数值。
5.按照权利要求2至4中之一的方法，其特征在于，在滑行阶段结束时测定一个油门踏板的踩下速度，并相应于该油门踏板的踩下速度修正节流阀位置的第二数值。
6.按照权利要求5的方法，其特征在于，用一个油门踏板的踩下速度这样地修正节流阀位置的第二数值，即在高的油门踏板的踩下速度时向较高的内燃机输出功率的方向改变节流阀位置的第二数值，在低的油门踏板的踩下速度时向较低的内燃机输出功率的方向改变节流阀位置的第二数值。
7.按照前述权利要求中之一的方法，其特征在于，当一个制动助力器发出一个支持要求的信号时，优先调节节流阀位置的一个第三数值，其中这样地选择该第三数值，即存在一个用于支持制动助力器的足够的负压。
8.按照权利要求2至7中之一的方法，其特征在于，在滑行结束后的一个预定时间之后，从节流阀位置的计算的和必要时修正的第二数值转换到一个发动机控制系统的节流阀位置的一个理论值上。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，由节流阀位置的第二数值与一个瞬时的发动机转速一起确定所述预定时间。
10.按照权利要求8或9的方法，其特征在于，一个在所述预定时间期间在一个根据油门踏板位置确定的节流阀位置的数值和计算的必要时修正的节流阀位置的第二数值之间出现的差值通过改变一个点火角进行平衡。
11.控制汽车内燃机的节流阀的装置，用于根据油门踏板位置将节流阀调节到一个数值(70)上，其特征在于，该装置包括一个用于计算出节流阀位置的一个计算值(64)的计算设备，其中对于滑行结束后的一段预定时间(86)，该装置将节流阀调节到所述计算值(64)上，而不是调节到根据油门踏板位置的数值(70)上。
12.按照权利要求11的装置，其特征在于，该装置具有一个第一设备(10)，用于借助于滑行开始时的一个汽车速度(12)和一个发动机转速(14)，从一个特征曲线族(16)中确定在滑行期间节流阀位置的一个第一计算值(18)。
13.按照权利要求11或12的装置，其特征在于，该装置具有一个第二设备(24，34，46)，用于借助于滑行结束时的一个汽车速度(26)和一个发动机转速(28)，从一个特征曲线族(30)中确定在滑行结束后节流阀位置的一个第二计算值(32)。
14.按照权利要求13的装置，其特征在于，第二设备(24，34，46)有一个用于确定从制动踏板到油门踏板的一个脚转换速度的传感器(36)，并且对节流阀位置的第二计算值(32)相对于脚转换速度进行修正。
15.按照权利要求14的装置，其特征在于，第二设备(24，34，46)是这样借助于脚转换速度修正节流阀位置的第二计算值(32)的，即在高的脚转换速度时，修正了的节流阀位置的第二数值(56)相应于一个较高的内燃机输出功率的数值，在低的脚转换速度时，修正了的节流阀位置的第二数值(56)相应于一个较低的内燃机输出功率的数值。
16.按照权利要求13至15中之一的装置，其特征在于，第二设备(24，34，46)有一个用于确定一个油门踏板的油门踏板踩下速度(48)的传感器(46)，并且对节流阀位置的第二计算值(32)相对于油门踏板踩下速度(48)和/或相应于一个汽车速度(50)进行修止。
17.按照权利要求16的装置，其特征在于，第二设备(24，34，46)是这样借助于油门踏板踩下速度(48)修正节流阀位置的第二计算值(32)的，即在高的油门踏板踩下速度(48)时，修正了的节流阀位置的第二数值(56)相应于一个较高的内燃机输出功率的数值，在低的油门踏板踩下速度(48)时，修正了的节流阀位置的第二数值(56)相应于一个较低的内燃机输出功率的数值。
18.按照权利要求11至17中之一的装置，其特征在于，该装置具有一个与一个制动助力器的控制器相连接的输入，其中该装置在通过制动助力器的控制器的要求下对节流阀位置的一个计算值(62)进行这样的调节，即产生一个用于支持制动助力器的足够的负压。
19.按照权利要求12至18中之一的装置，其特征在于，该装置具有一个时间控制器(74)，它在滑行结束后的一个预定时间(86)之后从节流阀位置的计算值(64)转换到油门踏板位置的数值(70)上。
20.按照权利要求19的装置，其特征在于，时间控制器(74)，根据节流阀位置的计算值(56)和一个瞬时发动机转速(76)从一个特征曲线族(78)中确定预定时间(86)。
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