专利名称：用于控制机动车辆的发动过程的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制机动车辆的发动过程的方法和装置，该机动车辆具有自动变速器和起停控制器。
背景技术：
现今的机动车辆常常配备有自动起停控制器，其中在不需要原动力的任何时候自动关闭用于推进机动车辆的内燃机。当再次需要原动力时，自动重新起动内燃机。因此当例如停止和等待交通灯或处于小于最小速度的车速时，内燃机被关闭，响应由驾驶员致动加速踏板或释放行车制动器而由电操作起动器重新起动内燃机。由此可以实现相当大的燃料节省。具有自动起停控制器的由内燃机生成原动力的这样的机动车辆常常也被称为微混合动力车辆。当这样的机动车辆中的内燃机在自动关闭之后重新起动并且车辆发动时，通常在由驾驶员进行的加速踏板的致动与发动或驾驶员可辨别的任何加速之间发生延迟。在具有自动变速器的微混合动力车辆中发生延迟主要是由于仅仅当发动机在起动后获得至少怠速时动力才被传递到驱动轮。这特别适用于双离合变速器的情况，其中仅仅当获得怠速时才闭合离合器，以便防止发动机失速。由此引起的延迟是非理想的，然而，由于驾驶员不能检测到他的操作动作的任何瞬时影响，由此使得对交通状况的变化做出任何反应更加困难。根据US 7，702，444B2，提出将用于起动内燃机的起动器所生成的扭矩的一部分传递到驱动轮。然而这具有的缺点在于可用于此的扭矩在很大程度上取决于当前占主导的条件，特别是取决于发动机温度。此外，必须提供必要电力的机动车辆蓄电池承担很重的负荷并且必须相应地进行设计。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于控制机动车辆的发动过程的方法和装置，该机动车辆具有包括自动致动离合器的自动变速器，和起停控制器，其中尽可能远地避免前述缺陷。该目的由如独立权利要求所述的方法和装置实现。根据本发明的一种用于控制发动过程的方法涉及机动车辆，该机动车辆具有用于生成原动力的内燃机、起停控制器(也被称为自动起停器)和自动变速器。自动变速器包括用于在机动车辆的传动系中将内燃机所生成的扭矩传递到驱动轮的自动致动离合器，也就是说，具体是插入发动机和变速器之间的离合器。为了起动内燃机，机动车辆具有电操作起动器，该电操作起动器也可以实施为起动器-发电机。响应起动信号，内燃机由电操作起动器起动，至少在起动和发动过程期间记录内燃机的速度。在这里离合器最初被打开，使得没有驱动扭矩被传递到驱动轮。在根据本发明的方法中，为了将内燃机所生成的扭矩的至少一部分传递到驱动轮，当内燃机获得小于内燃机的怠速的最小发动机速度时离合器至少部分地闭合。最小发动机速度例如可以为大约550转每分钟(rpm)，与之相比怠速高大约lOOrpm。离合器在小于怠速的发动机速度下已经至少部分地闭合的事实意味着内燃机所生成的扭矩的一部分在较早的时间点被传递到驱动轮以便推进机动车辆。因此原动力在较早的时间点作用于机动车辆，也就是说，甚至在获得怠速之前，从而使得在该较早的时间点已经可辨别加速。优选地，离合器被控制成使得内燃机的速度增加，至少直到它获得怠速，具体地， 离合器被控制成使得发动机速度从每个活塞冲程到下一个活塞冲程增加；例如发动机速度可以连续地增加，直到它获得怠速。这可靠地用于防止内燃机失速。它同样用于防止内燃机在低于怠速的发动机速度下长时间运转，而在低于怠速的发动机速度下长时间运转将生成太低的扭矩和/或可能损坏发动机。根据本发明的优选实施例，以离心式调速器的方式控制所述离合器。在本领域中已知的这样的离心式调速器中，布置在旋转轴上并且由与回复力相反的离心力偏转的一个或多个质量体的偏转用于进行控制。在该情况下，质量体的偏转可以用于调节用来使离合器元件(例如离合器的离合器盘)彼此压靠的离合器力。因此例如在低发动机速度下，并且因此在旋转轴的低速度下，将仅仅发生质量体的微小偏转，这对应于低离合器力，使得离合器仅仅将小扭矩经由变速器传递到驱动轮；所以内燃机所生成的扭矩在很大程度上可用于加速发动机自身，使得发动机速度增加。在较高发动机速度下离合器力相应地增加，使得较高的扭矩被传递到驱动轮并且用于加速机动车辆。这是当发动机速度增加时使得机动车辆逐渐加速同时保证发动机速度在发动过程中增加的简单方式。这样的离心式调速器可以被设计成具有至少一个质量体，并且具有从所述一个或多个质量体到离合器的直接或间接动力输送装置。然而，离心式调速器优选地实施为在电子控制装置的内部的模拟离心式调速器。根据本发明的进一步优选的实施例，根据时间相关的发动机速度分布图来控制所述离合器。这用于保证在固定时间之后获得特定的发动机速度并且因此获得特定的扭矩。该时间相关的发动机速度分布图可以预先限定或即时地计算，并且具体地可以从零时以后确定。零时例如可以是起动器通电的时间点。零时也可以根据燃料喷射的开始而变化，燃料喷射的开始又可以根据预定发动机速度的获得而变化。零时有利地通过最小发动机速度的获得而给出，在该最小发动机速度下离合器部分地闭合。这提供发动过程的尤其可靠和可再现的控制。根据本发明的进一步尤其优选的实施例，在根据可以预先限定或即时地计算的燃烧循环的数量而变化的发动机速度分布图的基础上控制所述离合器。这用于保证在固定数量的燃烧循环之后获得特定的发动机速度并且因此获得特定的扭矩。可以特别地参考从零时以后计数的燃烧循环的数量来确定所述发动机速度分布图，该零时例如通过燃料喷射的开始给出。发动机速度分布图优选地根据超过最小发动机速度之后的燃烧循环的数量而变化，也就是说，用于计数燃烧循环的零点是超过离合器至少部分地闭合时的发动机速度之前的上止点的最后获得或最后活塞冲程。这提供发动过程的尤其高效和可预测的控制。具体地，在所述起动和发动过程中这样的发动机速度分布图将设定点发动机速度分配给每个燃烧循环。为每个燃烧循环确定的设定点发动机速度可以预先确定或者它可以在任何指定时间由机动车辆的当前操作数据而计算得出。离合器可以被控制成使得内燃机的扭矩的一部分经由自动变速器传递到机动车辆的驱动轮，从而使得在每个燃烧循环中当前的发动机速度尽可能接近地对应于各自的设定点发动机速度。如果用于燃烧循环的当前发动机速度处于为此提供的设定点发动机速度之下，则离合器稍稍被打开或至少较慢地闭合。相反地，如果超过设定点发动机速度，则离合器进一步和/或更快地闭合。所以根据完成的燃烧循环或活塞冲程的数量而变化的内燃机所生成的扭矩的一部分可用于机动车辆的加速。这提供了内燃机所生成的扭矩的尤其高效的使用，同时保证发动机速度在发动过程期间不下降。类似地，在根据时间预先确定发动机速度分布图的情况下，设定点发动机速度可以在所述起动和发动过程中被分配给每个时间点，并且离合器可以相应地被控制成使得内燃机的扭矩的一部分用于加速机动车辆，从而使得在任何指定时间当前的发动机速度尽可能接近地对应于各自的设定点发动机速度。此外有利的是，用于加速机动车辆的内燃机所生成的扭矩的一部分在任何指定时间根据当前的加速踏板位置而变化。具体地，根据时间或根据燃烧循环的数量而变化的预先限定的发动机速度分布图也可以根据加速踏板位置而变化。这用于保证机动车辆的加速度(特别是也在获得怠速之前的期间)按照驾驶员对加速的要求被引导。如果驾驶员例如仅仅轻微地下压加速踏板，则所生成的扭矩的更大一部分可以用于获得怠速，而当强烈下压加速踏板时，可以预料强加速度并且扭矩的更大一部分被用于机动车辆的加速。这改善了机动车辆的操作的容易性。在本发明的优选实施例中，起动信号是例如通过加速踏板的致动或通过行车制动器的释放由用户触发的起动信号。在另一方面，在起动信号未由用户触发的情况下，低于怠速不触发离合器的接合。这特别适用于系统引起的起动信号，由此内燃机被起动，以便操作用于为蓄电池充电的交流发电机或以便启动或保持辅助单元(例如空调系统)操作，如果蓄电池的电力输出不足以用于该目的。这保证根据本发明的方法仅仅在需要它时响应驾驶员这部分的加速要求而被使用。根据本发明的尤其优选的实施例，在起动和发动过程中燃料喷射量或喷射的燃料的质量增加持续至少一个燃烧循环。具体地，与在获得怠速之前离合器不闭合的这样的内燃机的起动过程中喷射的燃料量相比，燃料喷射量增加持续几个燃烧循环，尤其持续当起动时的第一个燃烧循环。这提供增加的扭矩并且由此提供增加的加速度。燃料量的增加和因此所获得的扭矩和加速度的增加可以有利地根据加速踏板位置而变化。这进一步用于改善根据主导要求进行加速度的调节并且由此改善机动车辆的操作的容易性。根据本发明的一种用于控制由内燃机推进的机动车辆的发动过程的装置，该机动车辆包括具有用于将所述内燃机所生成的扭矩传递到驱动轮的自动致动离合器的自动变速器，和电操作起动器，所述装置包括用于记录内燃机的发动机速度的传感器装置，例如发动机速度传感器，以及用于致动离合器的致动器装置和用于处理传感器装置所记录的发动机速度并且用于启动致动器装置和起动器的处理器装置。该处理器装置具体地可以是机动车辆的控制装置的一部分。根据本发明，处理器装置被设计成用于执行根据本发明的方法。
下面将在例子的基础上并且参考附图来更详细解释本发明，其中图1通过例子显示了在机动车辆的起动和发动过程中的发动机速度曲线；图2显示了根据本发明的示例性实施例的在机动车辆的起动和发动过程中的随着时间而变化的简化发动机速度曲线和相应的车辆速度曲线；图3显示了根据本发明的另一个示例性实施例的在机动车辆的起动和发动过程中的随着燃烧循环的数量而变化的发动机速度曲线；图4显示了示出本发明的示例性实施例的框图；图5显示了根据加速踏板位置和燃烧循环的数量而变化的设定点发动机速度的例子；图6显示了示出本发明的另一个示例性实施例的框图；图7显示了根据加速踏板位置和燃烧循环的数量而变化的燃料喷射量的增加的例子。
具体实施例方式图1显示了在机动车辆的起动和发动过程中的发动机速度曲线的例子，时间(以秒计)向右绘制并且速度(以rpm计)向上绘制。在这里有可能特别地区分三个阶段在阶段1的开始处，电起动器连接到内燃机，并且通电且开始转动内燃机的曲轴。 在这时燃料通常还未被喷射。所获得的发动机速度仍然较低。在图1中，可以从阶段1中以及随后的阶段中的发动机速度曲线的波形识别单独的曲轴转数和单独的活塞冲程。在阶段2中，喷射燃料并且将燃料点火。在该阶段中，发动机速度显著地增加。在阶段2的结束时，起动器从内燃机脱离。在阶段3中，发动机单独地由燃烧循环驱动并且一直被加速到怠速。在起动和发动过程的进一步过程中，发动机通过燃烧循环达到更高的速度。然而，在阶段3中已经有可用的扭矩，该扭矩可以至少部分地传递到驱动轮并且由此可以用于机动车辆的加速。所以根据本发明的一个示例性实施例，在阶段3中机动车辆的自动变速器的离合器至少部分地闭合。这以简化形式显示，忽视发动机速度曲线的波形，特别是在图2中的上部图示中，其中时间再次向右绘制并且发动机速度η向上绘制。在由电起动器起动之后，在大约300rpm的发动机速度下开始燃料喷射(阶段2的开始)。所以发动机速度比阶段1更急速地增加，直到起动器从内燃机分离(阶段3的开始)。当获得550rpm的最小发动机速度nmin(其在图2所示的例子中已经在阶段3的开始时获得)时，自动变速器的离合器部分地闭合(点A)。在该情况下，发动机速度根据实线继续增加。如果仅仅当获得大约SOOrpm的怠速时才闭合离合器(点B)，则发动机速度最初将更急速地增加，原因是更多的扭矩将可用于发动机的加速(虚线)。仅仅在以后的时间点发动机速度再次彼此接近。能够用于控制离合器的时间相关发动机速度分布图的零点可以是例如最小发动机速度nmin的获得(点A)。在图2中的下部图示中以相同的时间轴显示了从静止开始的起动和发动过程中的机动车辆的合成速度V。将看到，与仅仅当获得怠速时才闭合离合器的情况(虚线)相比，离合器的较早闭合使得更早开始机动车辆的运动(实线)。随后可以由于离合器的较早闭合而保持车辆速度的增益。图3通过例子显示了根据燃烧循环的数量而变化的在机动车辆的起动和发动过程中的内燃机的速度η的曲线，也象征性地显示了由于单独的发动机转动产生的发动机速度曲线的波形。当致动加速踏板时并且在获得^Orpm的发动机速度之后，离合器部分地闭合(点Α’)。根据实线的发动机速度η由此暂时处于在不致动加速踏板的情况下执行起动由内燃机获得的速度(虚线)之下。由于加速踏板的致动所要求的加速，发动机速度随后继续增加，而在不致动加速踏板的情况下不发生离合器的接合并且发动机速度保持在怠速水平。在图3中，从最小发动机速度nmin的获得开始向右指示燃烧循环的数量(参见图4)。如图4中的框图中所示，确定最小发动机速度nmin和当前发动机速度η之间的差， 然后，如果当前发动机速度η超过最小发动机速度nmin，则限定燃烧循环的数量的计量值1 被固定。该固定计量值h和也在图3中被输入的燃烧循环的当前数量k之间的差与加速踏板位置一起被送入基准生成器，所述基准生成器为具有数量k的每个燃烧循环生成设定点发动机速度nsrt。也根据加速踏板位置而变化的设定点发动机速度与当前发动机速度η比较并且用于控制离合器。图4中所示的过程特别地可以在控制单元的处理器中执行。在图5中显示了在超出最小发动机速度之后，设定点发动机速度nsrt根据加速踏板位置和燃烧循环的数量(k-kj而变化的方式的例子。这样的依赖关系(cbpendent function)可以例如以表的形式(查找表)存储在控制单元的存储器中并且能够被访问以用于控制离合器。根据如图6中的框图所示的本发明的进一步示例性实施例，基准生成器不仅确定发动机速度的设定点值nsrt，而且确定燃料校正系数，在每次喷射时通过该燃料校正系数增加燃料喷射量。这根据燃烧循环的数量和加速踏板位置而变化。在图7中显示了这种依赖关系的例子；这种依赖关系也可以例如以表的形式存储在控制单元的存储器中并且可以用于在起动和发动过程中控制离合器和内燃机。
权利要求
1.一种用于控制机动车辆的发动过程的方法，所述机动车辆具有内燃机、起停控制器和自动变速器，所述自动变速器具有用于将所述内燃机所生成的扭矩传递到驱动轮的自动致动离合器，所述内燃机由起动器响应于起动信号而起动，并且记录所述内燃机的速度 (η),其中，当所述内燃机获得小于怠速的最小发动机速度时，所述离合器至少部分地闭合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离合器被控制成使得所述内燃机的速度(η)增加，至少直到获得怠速。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，以离心式调速器的方式控制所述离合器。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在时间相关的发动机速度分布图的基础上控制所述离合器。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在根据燃烧循环的数量(k)而变化的发动机速度分布图的基础上控制所述离合ο
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在超出最小发动机速度之后，所述发动机速度分布图根据燃烧循环的数量 (k-k0)而变化。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，为每个燃烧循环(k)的时间确定设定点发动机速度(Hsrt)，并且在超过或未获得设定点发动机速度(nsrt)的情况下进一步闭合或打开所述离合器。
8.根据权利要求4-7之一所述的方法，其中，所述内燃机所生成的扭矩的用于机动车辆加速的部分根据加速踏板位置而变化。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述起动信号是由用户触发的起动信号。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，燃料喷射量增加持续至少一个燃烧循环。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，燃料量的增加根据加速踏板位置而变化。
12.一种用于控制由内燃机推进的机动车辆的发动过程的装置，所述机动车辆包括电操作起动器和具有自动致动离合器的自动变速器，所述自动致动离合器用于将所述内燃机所生成的扭矩传递到驱动轮，所述用于控制由内燃机推进的机动车辆的发动过程的装置包括用于记录所述内燃机的发动机速度的传感器装置、用于致动所述离合器的致动器装置以及用于处理所述传感器装置所记录的发动机速度(η)并且用于启动所述致动器装置和所述起动器的处理器装置，其中，所述处理器装置设计成用于执行根据前述权利要求之一所述的方法。
全文摘要
在一种用于控制机动车辆的发动过程的方法中，所述机动车辆具有内燃机，所述内燃机配备有起停控制器和自动变速器，所述自动变速器具有用于将所述内燃机所生成的扭矩传递到驱动轮的自动致动离合器，所述内燃机由起动器响应起动信号起动，记录所述内燃机的速度(n)，并且当所述内燃机获得小于怠速的最小发动机速度时，所述离合器至少部分地闭合。本发明也涉及用于执行所述方法的装置。
文档编号B60W10/02GK102442297SQ201110272340
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年9月17日
发明者D·赫斯基, H·施密茨, M·吉斯, R·布什, U·克里斯顿 申请人:格特拉克·福特传动系统有限公司, 福特有限公司