專利名稱：用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式的方法以及一 種裝置、尤其是用于內(nèi)燃機的控制器以及一種計算機程序，其中該車
輛帶有具有可變傳動比的變速器(Getriebe)的傳動系，
背景技術(shù)：
如今對于車輛中的內(nèi)燃機推廣得最廣泛的是進氣管噴射式和直接
噴射式汽油發(fā)動機以及直接噴射式柴油發(fā)動機。在此已經(jīng)熟知不同的 燃燒方法，除了汽油發(fā)動機中的均質(zhì)分層燃燒方法外還有例如一種均 質(zhì)柴油機燃燒(HCCI)以及一種汽油發(fā)動機中的高壓縮燃燒(CAI)。
同樣熟知的是進行單個氣缸的氣缸關(guān)閉。所有這些運行模式的缺點 是，它們不能在內(nèi)燃機的所有工作點上實現(xiàn)。因此在運行過程中必須 改變運行模式，這就可能導(dǎo)致例如扭矩梯度的形式的舒適度損失。同 樣熟知的是，用不同的燃料使車輛運行，例如用天然氣或汽油。這里 可以在連續(xù)運行過程中在燃料之間進行切換，這同樣會導(dǎo)致力矩梯 度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是減少在轉(zhuǎn)換內(nèi)燃機的運行模式時的舒適度損失， 尤其是通過扭矩梯度產(chǎn)生的舒適度損失。
這一問題通過按獨立權(quán)利要求的一種方法、 一種裝置以及一種計 算機程序得以解決。這一問題尤其通過一種用于改變車輛中內(nèi)燃機的 運行模式的方法得以解決，該車輛帶有具有可變傳動比的變速器的傳 動系，其中運行模式的改變是與變速器傳動比的改變同時進行的。變 速器傳動比的改變例如在手動換檔變速器、自動化的換檔變速器 (automatisiertes Schaltgetriebe)以及自動變速器(Getriebeautomat) 中是換檔，或者在一種可無級變化的變速器中例如CVT中是傳動比的 變化。這里的同時理解為，運行模式的改變在換檔過程期間或者說在 傳動比改變期間進行。傳動比的改變會引起力矩突變或者至少引起力 矩梯度，這樣附加的力矩梯度通過運行模式的改變不明顯。
優(yōu)選在內(nèi)燃機在發(fā)動機綜合特性曲線的特定區(qū)域里運行時一旦變
速器的傳動比發(fā)生變化就進行運行模式的改變.如果內(nèi)燃機在發(fā)動機 綜合特性曲線的特定區(qū)域運行，那么從這一點出發(fā)，即隨著傳動比的 變化運行模式的改變是必要的。傳動比一旦出現(xiàn)變化，運行模式的改 變就會推后或者提前。即將進行的運行模式的改變優(yōu)選根據(jù)內(nèi)燃機在 發(fā)動機綜合特性曲線里的運行模式的當前的點和在發(fā)動機綜合特性曲 線里的運行狀態(tài)的變化梯度來識別，并且在變速器的傳動比發(fā)生變化 時進行運行模式的改變。這里的運行模式的變化梯度理解為發(fā)動機綜 合特性曲線里工作點移動的方向和大小。發(fā)動機綜合特性曲線優(yōu)選為 關(guān)于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的扭矩的發(fā)動機綜合特性曲線。在一種換檔變速器中 運行模式的改變優(yōu)選為發(fā)生在換檔過程期間.在此，在一種換檔變速 器中運行模式的改變優(yōu)選為發(fā)生在當傳動系中處于內(nèi)燃機和變速器之 間的離合器至少部分打開時。在一種具有兩個離合器的雙離合器變速
器中運行模式的改變優(yōu)選在兩個離合器滑動時的換檔過程期間進行。
在一種具有變矩器跨接耦合器的自動變速器中運行模式的改變優(yōu)選為
發(fā)生在變矩器跨接耦合器打開時。
文中開頭所述的問題也通過一種用于改變車輛中內(nèi)燃機運行模式 的方法得以解決，該車輛帶有具有用于至少部分分離內(nèi)燃機和傳動系 之間的扭矩傳遞的離合器裝置的傳動系，其中在運行模式改變時離合 器裝置至少部分打開，這樣就在內(nèi)燃機和傳動系之間扭矩傳遞時引起 滑動。離合器裝置優(yōu)選為一種車輛的傳動系中處于內(nèi)燃機和變速器之 間的離合器，其中離合器在運行模式改變過程中通過部分打開進入滑 動狀態(tài)。在另一種優(yōu)選的實施方式中，離合器裝置可以包括兩個在車 輛傳動系中處于內(nèi)燃機和雙離合器變速器之間的離合器，其中兩個離 合器在運行模式改變過程中通過部分打開進入滑動狀態(tài)。同樣，離合 器裝置也可以是在車輛傳動系中處于內(nèi)燃機和傳動系之間的自動變速 器的變矩器跨接耦合器，其中變矩器跨接耦合器在運行模式改變過程 中打開。
文中開頭所述的問題也通過一種裝置、尤其是用于內(nèi)燃機的控制 器得以解決，這種裝置具有用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式的機 構(gòu)，該車輛帶有具有可變傳動比的變速器的傳動系，其中運行模式的 改變與變速器傳動比的變化同時發(fā)生。
文中開頭所述的問題也通過一種裝置、尤其是用于內(nèi)燃機的控制
器得以解決，這種裝置具有用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式的機 構(gòu)，該汽車帶有具有離合器裝置的傳動系，該離合器裝置用于至少部 分分離內(nèi)燃機和傳動系之間的扭矩傳遞，其特征在于，在運行模式改 變時離合器裝置至少部分打開，以便在內(nèi)燃機和傳動系之間扭矩傳遞 時引起滑動。
文中開頭所述的問題也通過一種具有程序代碼的計算機程序得以 解決，當在計算機中執(zhí)行該程序時，該程序代碼用于執(zhí)行按本發(fā)明方
法的所有步驟，


以下借助附圖對本發(fā)明的實施例進行進一步的解釋。其中
圖l是一種內(nèi)燃機的發(fā)動機萬有特性曲線；
圖2是在一種自動化的變速器中按本發(fā)明的控制的草圖3是在一種換檔變速器中按本發(fā)明的控制的草圖.
具體實施例方式
圖1示出了一種內(nèi)燃機的發(fā)動機萬有特性曲線K、所謂的萬有特 性曲線的例子。圖中示出了關(guān)于轉(zhuǎn)速n的內(nèi)燃機力矩T。出發(fā)點是， 內(nèi)燃機設(shè)置在車輛中，其中內(nèi)燃機用于驅(qū)動車輛。內(nèi)燃機是車輛傳動 系的一部分，除了內(nèi)燃機外傳動系還包括用于驅(qū)動主動輪的具有可變 減速比的減速器。減速器可以是例如換檔變速器，其中在這種情況下 在內(nèi)燃機和換檔變速器之間設(shè)置了 一個可控的離合器；可以是一種自 動化的換檔變速器，其中在內(nèi)燃機和換檔變速器之間同樣設(shè)置了 一個 離合器；可以是一種具有變矩器以及可液壓控制的檔位的自動變速 器，其中變矩器借助變矩器跨接耦合器可以跨接起來；或者也可以是 一種所謂的具有兩個離合器的雙離合器變速器，其中雙離合器變速器 包括兩個獨立的傳動線，該傳動線可以分別借助于配屬于該傳動線的 離合器與內(nèi)燃機交替地連接。變速器也可以是一種具有連續(xù)變化的傳 動比的變速器(CVT)。所有之前描述的變速器和離合器裝置都是人 們熟知的，因此這里不再進一步解釋，
內(nèi)燃機不僅可以是柴油發(fā)動機，而且也可以是汽油發(fā)動機。不僅 在柴油發(fā)動機中，而且在汽油發(fā)動機中都熟知不同的運行模式。 一方 面，尤其是在汽油發(fā)動機中，已知在燃料的噴射和燃燒方面不同的運 行模式，例如均質(zhì)或者分層的燃燒方法或者說兩者的組合、均質(zhì)的柴
油機燃燒(HCCI)、高壓縮的汽油發(fā)動機燃燒(CAI)以及類似的燃 燒方法。在內(nèi)燃機的運行過程中可以在這些運行模式之間來回轉(zhuǎn)換， 這通常會引起一種力矩梯度。同樣熟知的是，例如在部分負荷區(qū)域關(guān) 閉內(nèi)燃機的單個的氣缸，并且在相應(yīng)的高扭矩要求下重新接通氣缸(氣 缸關(guān)閉)。這里在氣缸接通和關(guān)閉時也出現(xiàn)了扭矩突變.另外也熟知， 用不同的燃料使內(nèi)燃機運行，例如選擇用汽油或者天然氣。這里在從 一種燃料的燃燒轉(zhuǎn)換到另一種燃料的燃燒時也出現(xiàn)了扭矩突變。
不同的運行模式之間的轉(zhuǎn)換現(xiàn)在在一個時刻進行，在該時刻傳動 比發(fā)生變化，該時刻在換檔變速器或者說自動變速器中就是換檔。
如果傳動比的轉(zhuǎn)換與運行模式的改變不一致，那么傳動系也會進 入一種"軟狀態(tài)"，在該狀態(tài)中，例如在自動變速箱(Automatikgetriebe ) 中變矩器跨接耦合器被打開或者在自動化的換檔變速器或者在雙離合 器變速器中離合器有目的地進入滑動狀態(tài)，
這在圖1中的示例中示出，該示例是關(guān)于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速n的發(fā)動機 力矩T的發(fā)動機綜合特性曲線K。全負荷曲線VK限界了可用的高功 率區(qū)域。數(shù)條曲線BF標示固定的運行區(qū)域。虛線表示的曲線-其中有 一條用T(P-常數(shù))標示-表示的是恒定功率的轉(zhuǎn)速/扭矩.用數(shù)字275、 300、 325、 350、 400、 450、 500標示的曲線表示的是同樣的專門的、 也就是有關(guān)功率的燃耗b^常數(shù)的線條。在發(fā)動機扭矩為大約65牛頓 米以及最大轉(zhuǎn)速為大約4700 1/min時，內(nèi)燃機的運行模式發(fā)生改變。 該運行模式的改變是用一條實線A來表示的。也就是在發(fā)動機綜合特
性曲線中有兩個分別具有不同的運行模式的區(qū)域， 一個是在發(fā)動機力 矩> 65Nm或者轉(zhuǎn)速> 4700 1/min時的運行模式I ，并且另 一個是在發(fā) 動機力矩〈65Nm并且轉(zhuǎn)速〈4700 1/min時的運行模式n。如果在圖1 的發(fā)動機綜合特性曲線中線條A在轉(zhuǎn)速變化或者說力矩變化時被超 越，那么運行模式就會發(fā)生轉(zhuǎn)換，在發(fā)動機綜合特性曲線中，線條G1、 G2、 G3、 G4以及G5分別表示變速器的不同檔位以及點劃線P表示的 是相同的功率。換檔引起工作點沿著表示相同的功率的線條P移動到 與表示變速器的相應(yīng)的檔位的線條的相應(yīng)交點，例如從第4檔位轉(zhuǎn)換 到笫5檔位時，從點2轉(zhuǎn)換到點4。在從點2轉(zhuǎn)換到點4時，線條P與 線條A相交，從而有必要改變運行模式。現(xiàn)在這種運行模式的改變是 與從第4檔位到第5檔位的換檔、也就是從點2到點4同時發(fā)生的.相
應(yīng)地，運行模式的改變倒過來，也就是例如在從笫5檔位轉(zhuǎn)換到第4 檔位時，在圖1的例子中例如就是從點4到點2。
分別對應(yīng)運行模式I或者說n的發(fā)動機綜合特性曲線區(qū)域不僅在
超越線條A時應(yīng)用，而且一旦工作點落入包圍在線條A和點線B之間 的區(qū)域或者說走廊KAB中時也應(yīng)用。如果例如在從工作點1的笫3檔 位轉(zhuǎn)換到工作點2的第4檔位時，那么雖然不會從運行模式n轉(zhuǎn)換到 運行模式I，但是作為工作點到達走廊KAB。由于從運行模式n轉(zhuǎn)換 到走廊KAB，在從第3檔位轉(zhuǎn)換到笫4檔位的同時，運行模式轉(zhuǎn)換到 運行模式I 。相反，如果從第5檔位的工作點4轉(zhuǎn)換到第4檔位的工 作點2，那么就會從運行模式I轉(zhuǎn)換到走廊K，這樣在換擋期間同樣會 改變運行模式。
在一種自動化的換檔變速器(ASG)中，運行模式的轉(zhuǎn)換時刻與 換擋是重合的。由于換擋是電子控制的，所以這一信息提供給控制器， 這樣運行模式的轉(zhuǎn)換就能與換擋同步進行。在具有變矩器的自動變速 器中，運行模式的轉(zhuǎn)換發(fā)生在變矩器跨接耦合器打開的階段，以便利 用液力變矩器的緩沖。在雙離合器變速器中，運行模式的轉(zhuǎn)換時刻發(fā) 生在這樣一個階段中，在該階段中兩個離合器處于滑動狀態(tài)或者說開 關(guān)點被移動，以便它在內(nèi)燃機運行模式的轉(zhuǎn)換階段中發(fā)生。這里也有 通過電子控制的轉(zhuǎn)換隨時提供給控制器的關(guān)于換擋時刻的信息。在手 動換檔變速器中，當離合器在換擋時打開時運行模式發(fā)生轉(zhuǎn)換。離合 器例如可以通過配屬于離合器的開關(guān)確定打開或者例如通過調(diào)節(jié)節(jié)氣 門踏板或者通過在換檔過程中當前輸出的扭矩來確定打開。
圖2示出的是用于自動化的變速器的控制的實施例。在此不僅可 以涉及自動化的換檔變速器，而且也可以涉及自動變速器。根據(jù)駕駛 員的意愿(期望力矩WM)和/或者車輛速度v，運行模式協(xié)調(diào)器KO 設(shè)定內(nèi)燃機M的運行模式B。變速器AG將當前桂入的檔位EG報告 給運行模式協(xié)調(diào)器KO。如果現(xiàn)在要轉(zhuǎn)換運行模式，那么它就與變速器 AG的動作同時發(fā)生，例如與變矩器跨接耦合器的打開、在自動化的換 檔變速器中的換檔過程S、在連續(xù)變化的變速器中的傳動比變化、在雙 離合器變速器中的交叉轉(zhuǎn)換同時發(fā)生。運行模式改變到較小區(qū)域，這 是圖1中的運行模式n;改變到整個運行區(qū)域的運行模式，這是圖2 中的運行模式I，必須最遲發(fā)生在運行模式界限處，這是圖1中的線
條A.相反的改變、也就是從較大運行區(qū)域的運行模式改變到較小運
行區(qū)域的運行模式，在圖i中這是從運行模式i到運行模式n的改變， 按照精神也應(yīng)相反，
在手動換檔變速器中的控制的一種實施例在圖3中示出。運行模 式協(xié)調(diào)器KO在這里也是根據(jù)車輛速度v、調(diào)節(jié)節(jié)氣門踏板(期望力矩 WM)和類似的因素來確定是否必須轉(zhuǎn)換運行模式。只有在離合器打 開時才會進行這種轉(zhuǎn)換，這一信息根據(jù)離合器狀態(tài)K報告給運行模式 協(xié)調(diào)器KO.
權(quán)利要求
1.用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式(I、II)的方法，該車輛帶有具有可變傳動比的變速器的傳動系，其特征在于，所述運行模式(I、II)的改變與變速器傳動比的變化同時發(fā)生。
2. 按權(quán)利要求i所述的方法，其特征在于，在內(nèi)燃機在發(fā)動機綜合特性曲線(K)的確定區(qū)域(KAB)中運行時， 一旦變速器的傳動比發(fā)生變化，所述運行模式(i、 n)就進行改變。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，即將發(fā)生的運行 模式的改變根據(jù)在發(fā)動機綜合特性曲線(K)中內(nèi)燃機運行模式(I 、n )的當前的點和在發(fā)動機綜合特性曲線(K)中運行狀態(tài)變化的梯度 (G)來識別，并且所述運行模式(i、 n)的改變在變速器傳動比變 化時進行。
4. 按權(quán)利要求l至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述發(fā) 動機綜合特性曲線(K)是關(guān)于轉(zhuǎn)速(n)的扭矩(T)的發(fā)動機綜合 特性曲線。
5. 按權(quán)利要求l至4中任一項所述的方法，其特征在于，在換檔 變速器中所述運行模式(I 、 II )在換檔過程中改變。
6. 按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在換檔變速器中運行 模式(I 、 n)的改變在傳動系中處于內(nèi)燃機和變速器之間的離合器至少部分打開時進行。
7. 按權(quán)利要求l至5中任一項所述的方法，其特征在于，在具有兩個離合器的雙離合器變速器中運行模式(i、 n)的改變在換檔過程中當兩個離合器滑動時進行。
8. 按權(quán)利要求l至5中任一項所述的方法，其特征在于，在具有變矩器跨接耦合器的自動變速器中運行模式(i、 n)的改變在變矩器跨接耦合器打開時進行。
9. 用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式(i 、 n )的方法，該車輛 帶有具有用于至少部分分離內(nèi)燃機和傳動系之間的扭矩傳遞的離合器 裝置的傳動系，其特征在于，在運行模式(i、 n)改變時離合器裝 置至少部分打開，從而就在內(nèi)燃機和傳動系之間的扭矩傳遞中引起滑 動。
10. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述離合器裝置是 車輛傳動系中處于內(nèi)燃機和變速器之間的離合器，并且該離合器在運 行模式改變的過程中通過部分打開進入滑動狀態(tài)。
11. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述離合器裝置是 兩個在車輛的傳動系中處于內(nèi)燃機和雙離合器變速器之間的離合器， 并且兩個離合器在運行模式改變的過程中通過部分打開進入滑動狀 態(tài)。
12. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述離合器裝置是 車輛傳動系中處于內(nèi)燃機和傳動系之間的自動變速器的變矩器跨接耦 合器，并且該變矩器跨接耦合器在運行模式的改變過程中打開.
13. 裝置，尤其是用于內(nèi)燃機的控制器，這種裝置具有用于改變 車輛中內(nèi)燃機的運行模式(I 、 n)的機構(gòu)，該車輛帶有具有可變傳動比的變速器的傳動系，其特征在于，所述運行模式(i、 n)的改 變與變速器傳動比的變化同時進行。
14. 裝置，尤其是用于內(nèi)燃機的控制器，這種裝置具有用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式(i、 n)的機構(gòu)，該車輛帶有具有用于至 少部分分離內(nèi)燃機和傳動系之間的扭矩傳遞的離合器裝置的傳動系， 其特征在于，在運行模式(i、 n)改變時離合器裝置至少部分打開， 從而在內(nèi)燃機和傳動系之間的扭矩傳遞中引起滑動。
15.計算機程序，具有用于在計算機中執(zhí)行該程序時執(zhí)行按權(quán)利 要求i至12中任一項所述的所有步驟的程序代碼。
全文摘要
用于改變車輛中內(nèi)燃機的運行模式的方法，該車輛帶有具有可變傳動比的變速器的傳動系，其特征在于，所述運行模式的改變與變速器傳動比的變化同時進行。
文檔編號B60W30/18GK101187339SQ20071018704
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者O·格魯恩特, T·溫特 申請人:羅伯特·博世有限公司