专利名称：用于测定和预估为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为机动车尤其混合型机动车测定和预估为起动内燃发动机 所需的起动力矩或起动力矩曲线的方法及装置，在所述混合型机动车中，除了内燃发动机 之外还设置有至少一个另外的发动机尤其电气机以作为动力源。此外，本发明涉及一种用 于使混合型机动车中的至少一台发动机尤其电气机运转的方法。
背景技术：
为起动内燃发动机，需将其加速到最小起动转速，并接着通过喷入燃料与点燃燃 料使其起动。传统机动车的唯一的动力源是内燃发动机，在传统的机动车中，内燃发动机在 行使开始时被起动，并通常在到达行驶目的地之后被再次停止。从EP 1173674已为人所 知，为克服起动阻力所必需的起始扭矩与为加速内燃发动机的曲柄连杆机构体的起始扭矩 的大小是不同的。另外，起动阻力例如内燃发动机压缩比、活塞及轴承摩擦的大小还取决于 内燃发动机的气缸数量和结构形式、所采用的润滑剂、即时温度以及起动运动。因此，在温 度特别低的情况下，就需克服特别高的起始扭矩，反之，已运转发热的内燃发动机能够以微 小的扭矩起动。因此，根据现有技术状态，内燃发动机的起动装置被这样确定尺寸，即，使得内燃 发动机在不利的条件下也可以可靠地起动。因此，在内燃发动机每次起动时，为了以最大扭 矩将内燃发动机加速到最小起动转速，从而使内燃发动机能够像上面描述的那样起动，需 要为起动装置准备最多的可用能量。对于混合型机动车，内燃发动机的起动不仅能在行使开始时发生，还能最晚在不 能再以纯电力行驶的时刻之前的任何时候发生。原因可以是比如电池电荷状态太低和/或 驾驶员不愿再以纯电力行驶。这就有可能导致内燃发动机在机动车行驶期间极其频繁的起 动与停止过程。因此，为使内燃发动机能够可靠地起动，在混合型机动车中必须有能够在任何时 刻施加起动力矩的发动机，特别是电气机。若混合型机动车的内燃发动机在以电气牵引期 间起动，内燃发动机的起动会对电气牵引产生下述消极影响，即，可用电能中的一部分将被 用于内燃发动机的起动。因此，在纯电气牵引期间，这部分电能可从机动车输出功率中分 出，和/或在电气牵引中一直为内燃发动机起动预留或保留这部份电能。由此，电气牵引通 常由于便利的理由而受到限制，因为预留或保留的能量不可以或者不能够用于电力行使。 因此，尤其在基于力矩的控制装置中，为使机动车运行而优选的是，精确地获知在当前转速 下实时所需的起动力矩，从而使内燃发动机能够可靠地起动，并使电气牵引能够得到最大 的拓展。若把内燃发动机起动力矩与发动机转动频率相乘，则得到发动机起动消耗功率。发 动机转动频率利用圆周率η由发动机转速确定。
发明内容
本发明涉及用于测定为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线的方法 及装置。术语起动力矩曲线是指在内燃发动机起动过程中为起动内燃发动机所需的扭矩的 曲线，尤其是基于时间的曲线。为起动内燃发动机所需的起动力矩是为可靠地起动内燃发 动机所需的扭矩的最大值。为起动内燃发动机而提供的扭矩应等于或大于为可靠地起动内 燃发动机所需的扭矩的最大值。尤其在混合型机动车中执行这种测定是有利的，在所述混 合型机动车中，除了内燃发动机之外，还设置有至少一个其他动力源尤其发动机例如电气 机。根据本发明，对所需起动力矩或起动力矩曲线的测定是在机动车运行期间实施的。这就是说，起动力矩或起动力矩曲线不是固定地预先确定的，而是在机动车运行 期间根据机动车的当前状态，尤其是根据要起动的内燃发动机的状态实时调整的。因此，本 发明并不是固定地预先确定一个对于最不利的起动情况来说足够大的起动力矩，而是测定 出一个较为精确地与内燃发动机当前所处状态相适应的起动力矩或起动力矩曲线。这是在机动车运行期间在至少一个有效的控制装置中尤其在借助于计算机程序 的情况下实现的。术语“在机动车运行期间”的意思是只要机动车中的控制器被有效地供以电流， 且通过其控制能够使机动车毫不延迟地开动，那么机动车就处于运行状态。这可以与传统 的机动车相比较，在传统的机动车中是借助于点火开关钥匙将机动车尤其是内燃发动机转 变到准备运行状态的，或者借助于起动按钮将机动车转变到准备行使状态。尤其是，机动车借助于驾驶员的交互作用(Fahrerinteraktion)而达到运行状 态，所述驾驶员的交互作用的特征在于自觉起动机动车，尤其是通过使点火开关钥匙到达 “点火”位置，并激活特别是自动激活至少一个控制装置以及激活计算机程序。这样尤其可 确保首先获取到的起动力矩或起动力矩曲线能够被可靠地供内燃发动机的首次起动使用。本发明的技术背景在于，为起动内燃发动机所需的起动力矩在机动车的运行期间 是变化的，因而应在机动车的运行期间实时测定。在时间上看来，起动力矩的变化即尤其从 零转速至空载转速的起动力矩曲线是能够被测定的。出现的力矩尤其由内燃发动机的静摩 擦瞬时分量、滑动摩擦瞬时分量、气体弹簧瞬时分量和/或加速度瞬时分量组成。在转换时，尤其可将这些份额的平均值，特别是取决于温度和/或转速的平均值 累加起来，以提供给至少一个控制装置尤其发动机控制机构(Motorsteuerimg)使用。对于 测定起动力矩或者起动力矩曲线，下列各项尤其不可或缺识别内燃发动机的大于0转/分 钟的转速；将内燃发动机转速基于时间加以整理以便确定内燃发动机的角加速度；获知内 燃发动机的在其工作止点(压缩，膨胀)方面的位置；气缸充气状态；进气管压力；摩擦力 矩；和/或内燃发动机以及连接在内燃发动机上的旋转质量(特别是辅助机组和/或离合 器部分)的惯性矩。特别是，在内燃发动机快速地连续出现起动与停止的情况下的气缸充 气压力与内燃发动机在长时间的停机时间中出现的大气压是不同的。特别地，当没有测定 气缸充气压力时，可以近似地应用进气管压力。直接安装在内燃发动机上并由该内燃发动 机驱动的辅助机组尤其会在内燃发动机上生成额外的负载力矩并必然有可能会在计算起 动力矩或起动力矩曲线时算在内燃发动机起动的头上。为成功起动内燃发动机，起动力矩 必须等于或大于所需要的最大力矩，该最大力矩是为了开动与起动内燃发动机所必需的。 若可供使用的扭矩与起动内燃发动机所需的扭矩相当，则可发现起动过程非常顺利，这是由于传动系未被加速到过高或过低的转速上。测定出的扭矩因此必须被保留，而且不可用 于辅助机组的行驶运行或者驱动。必要的、需要保留的起动力矩或其曲线测定得越精确，并 且越精确地分配给控制器，则可以更加精确地获知实际可供使用的用于运行或驱动辅助机 组的扭矩，并能够更为精确地将其用于运行或驱动辅助机组。本发明的一个优点在于，必要的起动力矩或起动力矩曲线在下一次起动内燃发动 机时始终是已知的。因此，一方面，通过用已测定的起动力矩或起动力矩曲线来驱动内燃发 动机，在任何时候均能可靠并顺利地实施内燃发动机的起动，并且另一方面，最大可用扭矩 可用于牵引及驱动辅助机组。在本发明的另一优选形式中，根据测定出的起动力矩或起动力矩曲线来预估 (pradiziert)用于起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线是，其中尤其考虑内 燃发动机的起动目标值，特别是内燃发动机起动-目标转速和目标加速度。技术背景在于，不是预先固定给定一个为最不利的起动情况而足够大地度量的起 动力矩，而是预估与机动车及内燃发动机当前所处状态相适应的起动力矩或起动力矩曲 线。为实现起动力矩的提前量，就要对内燃发动机的预估的起动力矩或预估的起动力矩曲 线进行确定，所述起动力矩或起动力矩曲线是根据未受或者只受很少影响的实时的内燃发 动机运行参数，特别是内燃发动机温度和/或内燃发动机的预估的起动目标值，尤其是内 燃发动机起动的目标转速与目标加速度来确定的。如果观察一段时间，则总是能够实时测定并预估起动力矩的变化，即起动力矩曲 线，尤其是在转速在和/或从0转/分钟起，最迟到内燃发动机独立运转时的起动力矩曲 线。必要的、需要保留的预估的起动力矩或起动力矩曲线被越精确地分配给控制器，那么就 可更加精确地获知实际可供使用的用于牵引与用于驱动辅助机组的扭矩，并能够更为精确 地将其用于牵引与用于驱动辅助机组。因此，需要保留的起动力矩或起动力矩曲线的预估值尤其以内燃发动机的起动目 标值的默认值例如内燃发动机起动的角速度和/或转速的默认值为前提，所述内燃发动机 起动的角速度和/或转速在内燃发动机起动之前就必须是已知的。这种默认值例如根据情 况是通过评估重要的参数，特别是运行情况和机动车情况、驾驶员的配合以及驾驶员期望 要求来确定的。导出的情况的例子可以是内燃发动机起动-目标转速越低，那么内燃发动 机就能够更快地在给定的起动时间内达到此目标转速，而且所需的内燃发动机-转速梯度 也比目标转速更高的情况低，在目标转速更高时，需要更大的转速梯度。本发明的这种设计方案的优点在于基于对前面的内燃发动机起动的分析，通过 对到现在为止已知的起动力矩和起动力矩曲线的调整或适应以及通过期望的起动力矩和 起动力矩曲线的预定值，内燃发动机下一次起动所需的起动力矩或起动力矩曲线始终是已 知的。因此，一方面，通过用已确定的起动力矩或起动力矩曲线来驱动内燃发动机，在任何 时候均能可靠并顺利地实施内燃发动机的起动，并且另一方面，最大可用扭矩可用于牵引 及驱动辅助机组。在本发明的另一优选形式中，对必需的起动力矩或起动力矩曲线的测定是在机动 车运行期间从内燃发动机转速为0转/分钟时起开始实施的。在机动车运行期间从内燃发动机转速为0转/分钟时起开始测定必需的起动力矩 或起动力矩曲线的技术背景是在测定起动力矩与起动力矩曲线中，考虑的是从0转/分钟的内燃发动机转速到一个能够确定的内燃发动机转速。特别地，内燃发动机转速一直被考虑 到一个能够确定的时间点，但是最晚是到内燃发动机独立运转的那一刻为止，在内燃发动机 独立运转时是不需要外部起动力矩来保持内燃发动机转速水平的。最晚在内燃发动机独立运 转时，内燃发动机的所谓牵引力矩被提供给控制装置，在该控制装置中，理想的情况是已测定 的、预估的起动力矩和起动力矩曲线顺利地(nahrlos)转变成所述牵引力矩的值。本发明的这一设计方案的优点在于，由于在机动车运行期间从内燃发动机转速为 0转/分钟时起开始实施，因而内燃发动机下一次起动所需的起动力矩或起动力矩曲线始 终是已知的。因此，一方面，通过用已确定的起动力矩或起动力矩曲线来驱动内燃发动机， 在任何时候均能可靠并顺利地实施内燃发动机的起动，并且另一方面，最大可用扭矩可用 于牵引及驱动辅助机组。在本发明的另一优选形式中，确定起动力矩或起动力矩曲线的方法的特征在于， 测定是有规律地重复进行的。所述方法的重复实施的技术背景在于，用于起动内燃发动机所需的起动力矩在机 动车运行期间是变动的。因此在机动车运行期间应当始终对此起动力矩进行实时测定，并 在内燃发动机下一次起动时加以考虑。为了始终有实时值，显然要进行时间上有规律的重 复。可选地，测定也可以是有规律地重复的程序流程的一部分，该程序流程的单个步骤在时 间上是变化的。作为规律性的最简单的变例可以是在内燃发动机每次停止之后实施一次所 述方法。本发明的一个优点在于，由于有规律地实施所述方法，因此必要的起动力矩或起 动力矩曲线在下一次起动内燃发动机时始终是已知的。因此，一方面，通过用已确定的起动 力矩或起动力矩曲线来驱动内燃发动机，在任何时候均能可靠并顺利地实施内燃发动机的 起动，并且另一方面，最大可用扭矩可用于牵引及驱动辅助机组。本发明的另一实施方式的特征在于，起动力矩或起动力矩曲线的测定是根据内燃 发动机的至少一个当前存在的运行参数执行的。作为用于测定起动力矩或起动力矩曲线 的重要的运行参数考虑的有曲柄轴的角位置，特别是内燃发动机的停止位置；温度；气缸 充气状态；进气管压力；油压；油质；从内燃发动机停止起经过的时间；内燃发动机的转速； 内燃发动机曲柄轴与传动系之间的转速差；达到转速相等所需时间；用于起动内燃发动机 的目标转速；和/或曲柄轴的角加速度，尤其是该角加速度的变化。根据至少一个运行参数来测定起动力矩或起动力矩曲线的技术背景是，用于起动 内燃发动机所需的起动力矩在机动车运行期间是变化的。每一参数均按照当前值影响用于 起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线。本发明的这一设计方案的优点在于，由于起动力矩或起动力矩曲线是根据运行参 数来测定的，所以能够更加精确地为内燃发动机的下一次起动测定出起动力矩或起动力矩 曲线，并因而能够确保可靠和顺畅的起动，并得以将可用扭矩最大程度地用于牵引和用于 驱动辅助机组。本发明的另一实施方式的特征在于，确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动 力矩曲线。这是通过以下方式实现的，即内燃发动机在机动车运行期间是以初始力矩起动 的，而对需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的确定是根据对这一起动过程的分析而实现 的。特别地，在这里是这样设计的，即，初始力矩是根据内燃发动机的至少一个当前存在的运行参数而预先确定的。确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的技术背景在于，由于老化过程、磨损 过程和/或其他影响，传动系中的诸如啮合和/或惯性等机械特性变化很强烈。例如，已磨 损的离合器可使由一台发动机所施加的起动力矩再也不能被全部地传递到内燃发动机上。 或者，损坏的轴承同样也会导致传动系中的损失的增加。这两种示例性地提出的结果会导 致例如所需起动力矩或起动力矩曲线的明显增加。因此，为确定实际需要的起动力矩或起 动力矩曲线，用初始力矩来起动内燃发动机，并对内燃发动机的起动过程进行分析。所需的 起动力矩或起动力矩曲线一般依赖于当时存在的运行参数。特别地，由于这一理由，用于起 动内燃发动机的初始力矩是根据内燃发动机的至少一个当时存在的运行参数预先确定的。 同样，对于分析的评估也可根据至少一个当时存在的运行参数来实施。作为替代方案，尤其为了确定所需的起动力矩或起动力矩曲线，内燃发动机可以 以预估的起动力矩或起动力矩曲线，特别是基于前面已通过匹配值(Adaptionswerte)校 正的已知起动力矩或起动力矩曲线来起动，并对内燃发动机的起动过程进行分析。实时的 匹配值可从已完成的分析中确定，并尤其可用于校正需要测定的起动力矩或需要测定的起 动力矩曲线。在系统误差已知，特别是离合器损坏的情况下，匹配值的确定可以不同方式 来实施，从而使系统误差不至于一成不变地记录进内燃发动机的起动力矩或起动力矩曲线 中。这一点同样适用于评估运行参数，尤其是被方法或系统认为是不可信或有缺陷的运行 参数。对分析的评估尤其是根据至少一个当时存在的运行参数实施的。本发明的这一设计方案的优点在于，由于确定了需要测定的起动力矩或起动力矩 曲线，因而确定出了实际需要的力矩。其中考虑了导致传动系机械特性发生变化的老化过 程。本发明的用于确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的另一实施方式的特征 在于，分三个步骤进行确定。-首先，在传动系上的负荷恒定时，特别在输出装置(Abtrieb)被分离的情况下， 利用初始力矩起动内燃发动机。特别地，在这里是这样设计的，即，初始力矩是根据内燃发 动机的至少一个当时存在的运行参数而预先确定的。-其中在起动过程中获取内燃发动机的至少一个运行参数，特别是内燃发动机转 速的时间特性。-然后，根据所获取的时间特性确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩 曲线。特别地，在这里是这样设计的把所获取的时间特性与额定特性相比较，并根据此比 较来确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线。确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的技术背景就像上面提到那样是对改 变传动系中的机械特性的老化、磨损过程和/或其他影响的考虑。对于内燃发动机的起 动特性的分析是在传动系的负荷恒定，特别是在输出装置(Abtrieb)被分离的情况下实施 的。因此，测得的起动力矩曲线实际上通过内燃发动机的起动而得以建立。这样，在输出装 置方面例如由于牵引所导致或者由于辅助机组的接入或断开所导致的、可能引起误判的干 扰影响即被除去。所需的起动力矩或起动力矩曲线一般依赖于当时存在的运行参数。特别 地，由于这一理由，用于起动内燃发动机的初始力矩是根据内燃发动机至少一个当时存在 的运行参数预先确定的。在起动期间，通过获取内燃发动机的至少一个运行参数的时间特性，特别是通过获取内燃发动机的转速的时间特性，就能够在初始力矩预先确定的情况下， 推导出传动系的机械特性，尤其是传动系的惯性、机械耦合和/或离合器滑转。特别地，动 力系统的弹性(例如双惯量飞轮的状态)会引起内燃发动机的起动力矩的谐振现象与假相 (Verfalschung)0若简单地忽略衰减，动力系统中的弹性引起的结果不是需要额外的力 矩，而是产生具有“可逆储能器”(弹簧储能器)特性的力矩-相位移动。惯量能够根据转 速和角加速度从需要施加的起动力矩中算出。同样，也可借助于内燃发动机和发动机的已 知的角位置或者位置获取弹性并相应地确定实际的起动力矩曲线。因此，需要测定的起动 力矩或需要测定的起动力矩曲线可根据获取到的时间特性来确定。特别地，在这里是这样 设计的把获取到的时间特性与额定特性相比较，并根据此比较来确定需要测定的起动力 矩或需要测定的起动力矩曲线。特别地，把实际测得的起动力矩或起动力矩曲线与存放或存储在控制装置中的 起动力矩或起动力矩曲线作比较。在比较中得出的偏差可以用于配合或适应存放或存储 的起动力矩或起动力矩曲线，或者也可以在由存储的起动力矩或起动力矩曲线计算实时起 动力矩或起动力矩曲线时作为匹配值加以考虑。尤其是为了比较起动力矩或起动力矩曲 线，根据本发明可考虑起动力矩或起动力矩曲线的最大值和/或最小值。尤其对不同的起 动阶段尤其静摩擦阶段和滑动摩擦阶段进行的划分可用于将最大值和/或最小值归类。 特别地，对于起动力矩曲线的完整的曲线比较可以逐步地(离散地，在数值上一对一对地 (ffertepaarfur Wertepaar))进行，或者也可以在网格点的比较中借助于分析函数来实现。本发明的这一设计方案的优点在于，由于确定了需要测定的起动力矩或起动力矩 曲线，因而确定出了实际需要的力矩。其中考虑了导致传动系机械特性发生变化的老化过 程。作为替代方案，为确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线，可以进行下列三个 步骤-当传动系上负荷恒定时，特别在输出装置被分离的情况下，利用预估的起动力矩 或起动力矩曲线起动内燃发动机。特别地，在这里是这样设计的，即，扭矩是根据内燃发动 机的至少一个当时存在的运行参数而预先确定的。-在起动过程中获取内燃发动机的至少一个运行参数，特别是内燃发动机转速的 时间特性。-根据至少一个在时间上获取到的运行参数来确定需要测定的起动力矩或需要测 定的起动力矩曲线。尤其是这样设计比较运行参数，尤其是内燃发动机转速的获取到的实 际特性与额定特性和/或比较预估的起动力矩与实际施加的发动机力矩，并根据比较的结 果来校正或调整需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线。这样，在输出方面的尤 其是由于牵引所导致的可能引起误判的干扰的影响将根据前面描述的实施方式被除去。为 防止误判，辅助机组的接入或断开应当被禁止，在影响微小时应被忽略和/或在影响明显 时应当在测定起动力矩或起动力矩曲线时在计算上考虑在内。确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的技术背景就像上面提到那样是将改 变传动系中的机械特性的老化、磨损过程和/或其他影响考虑进去。对于内燃发动机的起 动特性的分析是在传动系的负荷恒定，特别是在输出装置(Abtrieb)被分离的情况下实施 的。因此，测得的起动力矩曲线实际上通过内燃发动机的起动而得以建立。这样就除去了来自输出装置方面的、引起误判的干扰影响，例如由于牵引所导致的，或者由于辅助机组的 接入或断开所导致的干扰影响。所需的起动力矩或起动力矩曲线一般依赖于当时存在的运 行参数。特别地，由于这一理由，用于起动内燃发动机的初始力矩是根据内燃发动机的至少 一个当时存在的运行参数预先确定的。在起动期间，通过获取内燃发动机的至少一个运行 参数的时间特性，特别是通过获取内燃发动机的转速的时间特性，就能够在预估的力矩预 先确定的情况下，推导出传动系的机械特性，尤其是传动系的机械耦合和/或离合器滑转。 此外，动力系统的弹性(例如双惯量飞轮的状态)会引起内燃发动机的起动力矩或起动力 矩曲线的谐振现象与假相(VerfSlschiing )。若简单地忽略衰减，动力系统中的刚性弹 性在理想的情况下引起的结果不是需要额外的力矩，而是产生具有“可逆储能器”(弹簧储 能器)特性的力矩相位移动。这可在上面述及的比较中加以考虑。惯量能够根据转速和角 加速度从需要施加的起动力矩中算出。同样，弹性可借助于混合型机动车(例如在内燃发 动机与发动机之间具有分离离合器的混合型机动车)中的内燃发动机和发动机，尤其是电 气机的已知的角位置或位置来获取，并相应地确定出实际的起动力矩或实际的起动力矩曲 线。特别地，在这里是这样设计的通过观察内燃发动机起动特性获得的时间特征能够确定 调整值或校正值，所述调整值或校正值在后面的对起动力矩或起动力矩曲线的测定和/或 预估中需要被计算进去。所述调整值或校正值最晚应在控制装置停止工作时，尤其是在行 驶终了时存放或存储到所述控制装置中，并在下次行驶开始时供测定首次起动力矩或起动 力矩曲线所用。因此，需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线可根据获取到的时 间特性来确定。特别地，在这里是这样设计的把获取到的时间特性与额定特性相比较，并 根据此比较来确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线。特别地，在分析时，把实际测得的起动力矩或起动力矩曲线与存放或存储在控制 装置中的起动力矩或起动力矩曲线作比较。在比较中得出的偏差可以被用于调整或适应存 放或存储的起动力矩或起动力矩曲线，或者也可以在由存储的起动力矩或起动力矩曲线计 算实时起动力矩或起动力矩曲线时作为匹配值加以考虑。尤其是对于起动力矩或起动力矩 曲线的比较，可以考虑起动力矩或起动力矩曲线的最大值和/或最小值。尤其对不同的起 动阶段尤其静摩擦阶段和滑动摩擦阶段的划分可用于将最大值和/或最小值归类。特别 地，对于起动力矩曲线的完整的曲线比较同样可以逐步地(离散地，在数值上一对一对地) 进行，或者也可以在网格点的比较中借助于分析函数来实现。本发明的这种设计方案的优点在于，通过对预估的、测得的起动力矩或起动力矩 曲线与实际需要的内燃发动机起动力矩和/或对获取到的运行参数(特别是内燃发动机起 动期间的内燃发动机转速)与该运行参数的额定特性的分析或比较，从而确定调整值或校 正值，所述调整值或校正值在测定起动力矩或起动力矩曲线中尤其顾及了导致传动系的机 械特性发生变化的老化过程。本发明的另一个用于确定需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的实施方式的特 征在于，将获取到的时间特性，特别是所述比较运用于诊断目的。特别地，在这里是这样设 计的在获取到的时间特性与额定特性之间的可预估的偏差的存在被诊断为错误。为诊断的目的而采取对需要测定的起动力矩或起动力矩曲线进行确定的方法的 技术背景在于识别由于老化、磨损和/或其他改变传动系中的机械特性的影响而发生的变 化和/或损坏。超过或低于一定的阈值，特别是扭矩、转速和/或持续时间的一定阈值的偏差可能意味着传动系中具体的机械损坏，尤其是离合器、减震元件、惯性和/或弹性的老 化。本发明的该实施方式的优点在于，由于识别出了的传动系中的变化和/或损坏， 因而可以预防性地采取对应措施以便消除和/或防止失效。可选地，已测得的调整值也可用于诊断目的。特别地，在这里是这样设计的调整 值的一定的偏差可被诊断为错误。为诊断的目的而采用需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的技术背景在于识别 由于老化、磨损和/或其他改变传动系中的机械特性的影响而发生的变化和/或损坏。超 过或低于一定的阈值，特别是扭矩、转速和/或持续时间的一定阈值的偏差可能意味着传 动系中具体的机械损坏，尤其是离合器、减震元件、惯性和/或弹性的老化。本发明的该实施方式的优点在于，由于识别出了的传动系中的变化和/或损坏， 因而可以预防性地采取对应措施以便消除和/或防止失效。此外，由于已识别出损坏和/ 或已执行诊断，内燃发动机的起动和/或停止过程可不再执行、触发、要求和/或允许，并将 这些通过驾驶员信息(Fahrerinformation)的方式展示给驾驶员。所述驾驶员信息尤其可 以通过信号灯实现。同样，诊断的结果也可存放和/或存储在控制装置中。本发明的另一实施方式给出了一种用于使混合型机动车中的至少一台发动机运 行的方法及装置，在所述混合型机动车中，除了至少一台发动机外还设置有至少一台内燃 发动机，并且所述内燃发动机是借助于所述至少一台发动机起动的。此外，所述至少一台发 动机是这样被触发的，即，至少有利用按上述方法测得的或者预估的起动力矩或起动力矩 曲线可供使用。这尤其是在内燃发动机未点火时实现的。发动机至少有利用上述方法之一测得的或者预估的起动力矩或起动力矩曲线可 供使用，发动机的这种运行方式的技术背景在于如有需要，则可在任何时候利用发动机来 起动。特别地，这在内燃发动机未点火时始终是必要的。当内燃发动机被点火并自身可释 放功率时，就不必保留测得的或预估的起动力矩或起动力矩曲线。这样，所述至少一台发动 机的可供使用的扭矩就可得到完全利用。本发明的这一设计方案的优点在于，通过这种方式可确保在任何时刻均能可靠地 起动内燃发动机。同时还防止了由于内燃发动机的起动而影响行驶舒适性的现象，这是由 于测得的或确定的起动力矩或起动力矩曲线是供内燃发动机起动所用，而不是被用于电气 牵引和/或用于驱动辅助机组的。另外，使得所述至少一台发动机的全部扭矩在减去测得 的或预估的起动力矩或起动力矩曲线之后可被用于电气牵引和/或用于驱动辅助机组。本发明的另一实施方式给出了一种用于使混合型机动车中的至少一台发动机运 行的方法及装置，在所述混合型机动车中，除了至少一台发动机外还设置有至少一台内燃 发动机。内燃发动机是借助于所述至少一台发动机起动的，而且在起动内燃发动机时是以 这样的方式触发的利用根据至少一个前述权利要求所述的方法测得的或预估的起动力矩 或起动力矩曲线被提供给内燃发动机。以这样的方式使发动机运行，S卩，利用以上述方法之一测得的或者预估的起动力 矩或起动力矩曲线起动内燃发动机的方法的技术背景在于如有需要，则可在任何时候利 用发动机来起动。本发明的这一设计方案的优点在于，这样就能够在任何时刻实施内燃发动机的可靠起动。同时还防止了由于内燃发动机的起动而影响行驶舒适性的现象，这是由于测得的 或预估的用于起动内燃发动机的起动力矩或起动力矩曲线在很大程度上是与用于起动内 燃发动机实际需要的起动力矩或起动力矩曲线相当的。另外还使得所述至少一台发动机的 额外可供使用的扭矩在减去测得的或预估的起动力矩或起动力矩曲线之后还能够在起动 内燃发动机期间被用于电气牵引和/或用于驱动辅助机组。
在附图中绘出了本发明的实施例，下面将对其进行详细阐述。其中图1示出了被牵引的内燃发动机的一定的需要测定或已预估的起动力矩曲线。图2示出了一台内燃发动机的一定的需要测定或已预估的起动力矩或起动力矩 曲线。图3示出了一台以并列方式构建的混合型机动车的传动系统。图4示出了一种在混合型机动车中用于测定起动力矩或起动力矩曲线和用于使 发动机运行的方法。图5示出了一种用于确定内燃发动机的需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的 方法。图6示出了一种用于实现诊断功能的方法。
具体实施例方式在图1中示例性地示出了一台被牵引的内燃发动机的一定的需要测定的起动力 矩曲线以及随时间变化的转速。在101处可看到高的“起动摩擦力矩”，该起动摩擦力矩尤 其由克服静摩擦和/或压缩_/膨胀力矩的力矩组成。利用102示例性地绘出了三个取决 于气缸充气状态的压缩_/膨胀力矩。在103处示出了用于克服滑动摩擦的力矩需求。所 有动态的部分均特别包含内燃发动机的加速力矩，所述加速力矩尤其能借助于即时发动机 转速与即时内燃发动机转速的差值、内燃发动机起动目标转速与即时内燃发动机转速的差 值和/或角加速度来测定。画成虚线的曲线107示出了内燃发动机的转速曲线。在104处 记录了目前的转速获取的开始时刻(骤然获知的第一转速值)，所述转速获取尤其用于计 算第一牵引力矩值(参照105)。相同方式也类似地适用于正在减速停止的内燃发动机。在 106处绘出的是作为平均牵引力矩需要量的一定的需要测定的起动力矩曲线。在图2中，用曲线201、202和203示出了已测得的起动力矩和起动力矩曲线。在 虑及不同运行参数，特别是校正值和/或调整值的情况下，从一定的需要测定的起动力矩 曲线(例如106)中可得出曲线簇(例如201、202、203)，即已测得的起动力矩和起动力矩曲 线。由于已知内燃发动机的位置，因而可以使曲线变化通过配设膨胀力矩和/或压缩力矩 需要量而与角位置相适应。这将基本上使得曲线朝着106沿时间轴方向移动。从曲线201 出发，曲线202由于工作止点的原因在首先需克服的时刻更小，这是因为在这一位置只有 静摩擦，而没有例如压缩力矩(如在曲线201中)需要克服。曲线203表示的是仅依赖于 进气管压力的曲线202。因此在静摩擦和压缩方面的状况是已知的，但是压缩由于可通过进 气管压力进行校正而显得更小。进气管压力可由于不同原因而变化，其尤其取决于环境压力、发动机状态和/或发动机停止持续时间。在图3中示出了以并行方式构建的混合型机动车的传动系。307表示装置，该装置 借助于信号传输而与机组301、302、304、305和306联络并因而能够交换数据和控制指令， 并实施前述方法。301表示内燃发动机，302表示闭合的弹性(ElastizitSt) ,303表示在 内燃发动机302与发动机304尤其电气机之间的分离离合器。305示出了位于发动机304 与传动机构306之间的转换器。在例如以并行方式构建的混合型机动车中，发动机304为 起动内燃发动机301而加速内燃发动机301。通过测量发动机304上的电流和电压，就能够 确定起作用的扭矩，并将其提供给其他系统中涉及的功能使用。图4示出了一种在混合型机动车中用于测定起动力矩或起动力矩曲线和用于使 混合型机动车中的发动机运行的方法。所述方法以步骤401开始。在步骤402中，引起起 动力矩或起动力矩曲线发生变化的即时运行参数被读入。一定的需要确定的起动力矩或起 动力矩曲线(参见106)根据运行参数改变至测定的起动力矩或起动力矩曲线(参见201、 202,203)。所述运行参数尤其是曲柄轴的实时角位置、温度、气缸充气状态、进气管压力、油 压、油质、从内燃发动机停止时起经过的时间、内燃发动机的转速、内燃发动机曲柄轴与传 动系之间的转速差以及达到转速相等所需时间和/或曲柄轴的角加速度。根据这些参数， 在步骤403中如已在图2中描述的那样确定出新的起动力矩或起动力矩曲线。现在，在步 骤404中，利用实时发动机扭矩驱动发动机。此时遵循下式M(发动机_实时值)<=M(发动机_最大值)-M(起动值)。因此，发动机始终 以小于或等于这一扭矩来驱动，所述扭矩是发动机所能给予的最大值扣除保留的起动力矩 或起动力矩曲线之后的扭矩。步骤405，所述方法终结。上述步骤可循环地重复并执行。这 样，可有利的地确保在任何时候均能可靠地起动内燃发动机。同时还防止了由于内燃发动 机的起动而影响行驶舒适性的现象，这是由于测得的或确定的起动力矩或起动力矩曲线是 供内燃发动机起动所用，而不是被用于电气牵引和/或用于驱动辅助机组的。另外，使得所 述至少一台发动机的全部扭矩在减去测得的或预估的起动力矩或起动力矩曲线之后可被 用于电气牵引和/或用于驱动辅助机组。图5示出了一种用于确定内燃发动机301的需要测定的起动力矩或起动力矩曲 线的方法。所述方法以步骤501开始。在步骤502中，检查是否存在这样的特别运行情 况可以从恒定的驱动力矩出发，而且发动机304尤其电气机不输出机动车驱动功率。这 种特别运行状态尤其能够在内燃发动机退耦(abgekoppelt)且传动机构在中间位置、停 车位置(Parkposition)或者存在的、未在图3中示出的离合器中打开时存在。当从动系 (Abtriebsstrang)退耦时，在辅助机组恒定运行的情况下，可从传动系中的恒定负荷出发。 传动件，例如自动传动结构的转换件的力矩和惯性是已知的。若这样一种特别运行状态不 存在，则所述方法回跳至步骤501。否则，就在步骤503中借助于发动机304并通过闭合离 合器303将初始力矩，尤其是预估的起动力矩或起动力矩曲线提供给内燃发动机301。在步 骤504中，对由此导致的内燃发动机的起动过程加以分析。这种分析尤其通过对曲柄轴的 位置随时间的变化过程、对内燃发动机的转速和/或角加速度进行获取而实现。在步骤505 中，根据实时的运行参数将新获取到的数据计算为新的需要测定的起动力矩或起动力矩曲 线，并因此确定。在步骤506中，将新确定的需要测定的起动力矩或起动力矩曲线存储到存 储器中。步骤507，所述方法终结。上述步骤可循环地重复并执行。
图6示出了用于实施诊断功能的方法。步骤601至604在内容上相当于方法步骤 501至504。在步骤605中，计算出起动过程的曲线与所存储的数据的偏差。在步骤606中， 检验偏差是否超出或低于一定的阈值。若是，则在步骤607中生成表明在传动系中存在潜 在损坏的信息，这尤其可以触发报警信号灯。若没有超过或低于阈值，则方法在步骤608中 终止。上述步骤可循环地重复并执行。
权利要求
一种为机动车尤其具有至少一台内燃发动机和至少一台其他的发动机尤其电气机的混合型机动车测定至少一个为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线的方法，其中，对所述起动力矩或起动力矩曲线的测定是在机动车运行期间实施的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据已测得的起动力矩或起动力矩曲线 预估为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线，其中尤其这样设计，即，预估的起 动力矩除了所述已测得的起动力矩外还考虑了内燃发动机的起动目标值尤其内燃发动机 起动_目标转速和目标加速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起动力矩或起动力矩曲线的测定是 从内燃发动机的转速为零起实施的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定是有规律地重复进行的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述起动力矩或起动力矩曲线的测定 是根据内燃发动机的至少一个当前存在的运行参数执行的，其中尤其这样设计，即，作为内 燃发动机的当前存在的运行参数设计有曲柄轴的实时角位置；温度；气缸充气状态；进气 管压力；油压；油质；从内燃发动机停止起经过的时间；内燃发动机的转速；内燃发动机曲 柄轴与传动系之间的转速差；达到转速相等所需时间；和/或曲柄轴的角加速度。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，需要测定的起动力矩或需要测定的起 动力矩曲线以这样的方式确定，即，在机动车运行期间，利用初始力矩起动内燃发动机，并 根据对内燃发动机起动过程的分析实现对所述需要测定的起动力矩或起动力矩曲线的确 定，所述初始力矩是根据内燃发动机的至少一个当前存在的运行参数预先确定的。
7.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，需要测定的起动力矩或需要测定的起 动力矩曲线以这样的方式确定，即-当传动系上的负荷恒定时，特别在输出装置被分离的情况下，利用初始力矩起动内燃 发动机，-其中，尤其是这样设计的，即，初始力矩是根据内燃发动机的至少一个当时存在的运 行参数而预先确定的，-在起动过程中获取内燃发动机的至少一个运行参数尤其内燃发动机转速的时间特性，-根据获取到的时间特性确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线，_其中，尤其是这样设计的，即，把获取到的时间特性与额定特性相比较，并根据此比较 来确定需要测定的起动力矩或需要测定的起动力矩曲线。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将获取到的时间特性尤其所述比较运用 于诊断目的，其中尤其这样设计，即，在所获取的时间特性与额定特性之间的可预估的偏差 的存在被诊断为错误。
9.用于使混合型机动车中的至少一台发动机运行的方法，在所述混合型机动车中除了 所述至少一台发动机之外还设置有至少一台内燃发动机，并且所述内燃发动机借助于所述 至少一台发动机起动，并且所述至少一台发动机以这样的方式被触发，即，尤其在所述内燃 发动机没有点火时至少有利用按至少一个前述权利要求所述的方法测得的或者预估的起 动力矩或起动力矩曲线可供使用。
10.用于使混合型机动车中的至少一台发动机运行的方法，在所述混合型机动车中除了所述至少一台发动机之外还设置有至少一台内燃发动机，并且所述内燃发动机借助于所 述至少一台发动机起动且所述至少一台发动机为起动所述内燃发动机而以这样的方式被 触发，即，利用按至少一个前述权利要求所述的方法测得的或者预估的起动力矩或起动力 矩曲线被提供给所述内燃发动机。
11.一种为机动车尤其具有至少一台内燃发动机和至少一台其他的发动机的混合型机 动车测定和/或预估至少一个为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线的装置， 其特征在于，设置有设备，该设备在机动车运行期间根据在权利要求1至8之一中所述的方 法实施对起动力矩或起动力矩曲线的测定和/或预估。
12.用于使混合型机动车中的至少一台发动机运行的装置，在所述混合型机动车中除 了所述至少一台发动机之外还设置有至少一台内燃发动机，并且所述内燃发动机借助于所 述至少一台发动机起动，其中设置有设备，该设备以这样的方式触发所述至少一台发动机， 即，尤其在所述内燃发动机没有点火时至少有利用按权利要求1至8和11中的至少一个权 利要求所述的方法测得的或者预估的起动力矩或起动力矩曲线可供使用。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有设备，该设备以这样的方式使得 所述至少一台发动机为起动所述内燃发动机而得到触发，即，利用按权利要求1至8和11 中的至少一个权利要求所述的方法测得的或者预估的且可供使用的起动力矩或起动力矩 曲线被提供给所述内燃发动机。
全文摘要
本发明涉及为机动车尤其具有至少一台内燃发动机和至少一台其他发动机的混合型机动车确定、测定以及预估至少一个为起动内燃发动机所需的起动力矩或起动力矩曲线的方法及装置。本发明的核心在于，在机动车运行期间实施对起动力矩或起动力矩曲线的确定与测定。此外，本发明涉及一种用于使混合型机动车中的至少一台发动机运行的方法。
文档编号B60W20/00GK101903643SQ200880121441
公开日2010年12月1日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年12月20日
发明者F·斯托尔纳格尔 申请人:罗伯特.博世有限公司