專利名稱：用于控制與內(nèi)燃機(jī)耦合的自動(dòng)化的變速箱的輸出轉(zhuǎn)矩的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制與內(nèi)燃機(jī)耦合的自動(dòng)化的變速箱的輸出轉(zhuǎn)矩的一種方法和
一種裝置。
背景技術(shù)：
在今天，在現(xiàn)代化的機(jī)動(dòng)車、例如商用車輛中，自動(dòng)化的變速箱是現(xiàn)有技術(shù)。 其借助于變速箱控制單元不取決于駕駛員地和電子控制地實(shí)施擋位選擇，以用于控制變 速箱的輸出轉(zhuǎn)矩使其匹配于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并且其實(shí)施離合器的操作。變速箱控制單元 以電子方式與車輛的另外的控制器相連并且根據(jù)這種方式獲得了需要的輸入信號(hào)，例如 車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、駕駛員的意愿，等等，并且其自身計(jì)算出另外的物理值，例如車輛 質(zhì)量和/或車道坡度，以及采取相應(yīng)的行動(dòng)進(jìn)行擋位選擇。在轉(zhuǎn)矩要求中，通過(guò)駕駛員 (例如給氣)使自動(dòng)化的變速箱切換到更大的傳動(dòng)比中，這是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在更高的轉(zhuǎn)速范 圍中提供了更大的力矩。但除了更高的力矩之外，更高的轉(zhuǎn)速不利地引起更高的燃料消耗。內(nèi)燃機(jī)、例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)類型的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)配備有廢氣渦輪增壓器，以用于 提高在內(nèi)燃機(jī)的吸氣管路中的吸入壓力。內(nèi)燃機(jī)在加速時(shí)、特別在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí) 具有被稱為“增壓盲區(qū)(Turboloch)”的運(yùn)行狀態(tài)。在此，內(nèi)燃機(jī)在隨著提高轉(zhuǎn)速給氣 時(shí)僅僅在特定的延遲時(shí)間之后才作出反應(yīng)，在該延遲時(shí)間中未提供用于驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪增 壓器的廢氣能量和因此未提供帶有相應(yīng)的吸入壓力的、壓縮的吸入空氣。申請(qǐng)文件DE 10361913A1給出了一種帶有壓縮的、來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器的空氣的充 氣支持裝置，用于在具有廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中的增壓盲區(qū)。該附加空氣在轉(zhuǎn)速范 圍中利用吸入空氣的不充分的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行期間，在流動(dòng)方向上在廢氣渦輪增壓器之后通過(guò) 控制閥輸送給內(nèi)燃機(jī)?？刂崎y在此由控制器控制，該控制器獲得了油門和轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x的 脈沖。EP 1255031A2描述了用于具有帶有渦輪增壓器和變速箱的內(nèi)燃機(jī)的車輛的一種 控制系統(tǒng)和一種方法。發(fā)動(dòng)機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制，以及變速箱由變速箱控制單元控 制。這些控制單元彼此相連。內(nèi)燃機(jī)配有廢氣再循環(huán)裝置和屬于該裝置的閥。廢氣再 循環(huán)裝置具有冷卻器。未給出用于吹入壓縮空氣的吹入空氣裝置。為了消除“增壓盲區(qū)”提出了另外的解決方案，例如公開文件DE 102006008783A1, DE 102006785A1, WO 2006/089779A1 描述了這些解決方案。具有 渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)具有用于壓縮空氣的吹入空氣裝置。在此，借助于吹入空氣裝置將 (例如來(lái)自壓縮空氣存儲(chǔ)器的)壓縮空氣受控制地吹入吸氣管路中(具體的說(shuō)是內(nèi)燃機(jī)的 輸入彎管中)，以便在內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣需要提高時(shí)對(duì)其加以補(bǔ)償。該給出的裝置或該給 出的方法的目的在于，改進(jìn)帶有渦輪增壓的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的商用車輛的加速性能，也就是 說(shuō)提高加速能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在考慮內(nèi)燃機(jī)和自動(dòng)化的變速箱的運(yùn)行參數(shù)的情況下，提 出用于控制與內(nèi)燃機(jī)耦合的自動(dòng)化的變速箱的輸出轉(zhuǎn)矩的一種方法和一種裝置，其中顯 著減少了上述的缺點(diǎn)和提供了另外的優(yōu)點(diǎn)。該目的利用一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法和通過(guò)一種具有權(quán)利要求11所 述特征的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。變速箱控制單元在轉(zhuǎn)矩要求的情況下并且根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的和自動(dòng)化的變速箱的當(dāng) 前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)，通過(guò)該吹入空氣信號(hào)在可確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)激活吹入 空氣裝置。由此這樣地實(shí)現(xiàn)了有利地控制自動(dòng)化的變速箱的輸出轉(zhuǎn)矩，即例如減少用于 在其頻率方面提高輸出轉(zhuǎn)矩的換擋過(guò)程或避免出現(xiàn)該換擋過(guò)程，由此節(jié)省了燃料，這是 因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)保持了其在消耗方面有利的轉(zhuǎn)速，但是通過(guò)吹入的空氣增大了其力矩。因此，自動(dòng)化的變速箱的變速箱控制單元的換擋策略可以為了接通變速器擋位 和為了離合器控制而有利地匹配于渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)的快速的轉(zhuǎn)矩建立和擴(kuò)展的轉(zhuǎn)矩帶 或轉(zhuǎn)矩范圍的這種可能性。在此，通過(guò)吹入空氣信號(hào)觸發(fā)的吹入過(guò)程有針對(duì)性地集成在 變速箱的換擋策略中，也就是說(shuō)變速箱控制單元這樣地激活吹入空氣裝置，即根據(jù)吹入 空氣控制信號(hào)來(lái)吹入空氣。也可能的是，吹入空氣控制信號(hào)通過(guò)其形式和/或時(shí)間上的 持續(xù)來(lái)確定例如吹入空氣的持續(xù)時(shí)間、壓力和/或量。變速箱控制單元和吹入空氣控制單元連接。當(dāng)然地，變速箱控制單元可以是發(fā) 動(dòng)機(jī)控制單元的組成部分。也可能的是，吹入空氣控制單元是變速箱控制單元和/或發(fā) 動(dòng)機(jī)控制單元的組成部分。一種根據(jù)本發(fā)明的方法用于控制與內(nèi)燃機(jī)耦合的、具有變速箱控制單元的自動(dòng) 化的變速箱的輸出轉(zhuǎn)矩，其中內(nèi)燃機(jī)具有廢氣渦輪增壓器和用于將空氣吹入吸氣管路中 的吹入空氣裝置，該方法具有以下方法步驟通過(guò)變速箱控制單元接收轉(zhuǎn)矩要求；通過(guò)變速箱控制單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的和自動(dòng)化的變速箱的轉(zhuǎn)矩要求以及當(dāng)前的運(yùn) 行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)；和通過(guò)根據(jù)用于將空氣吹入內(nèi)燃機(jī)的吸氣管路中的吹入空氣信號(hào)在可確定的持續(xù) 時(shí)間內(nèi)激活吹入空氣裝置來(lái)控制輸出轉(zhuǎn)矩。一種根據(jù)本發(fā)明的裝置用于控制具有變速箱控制單元的自動(dòng)化的變速箱的輸出 轉(zhuǎn)矩，該變速箱與具有廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)耦合，該裝置具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，用于控制內(nèi)燃機(jī)和產(chǎn)生和/或傳輸用于變速箱控制單元的轉(zhuǎn)矩 要求；和吹入空氣裝置，該吹入空氣裝置具有吹入空氣輸送部段，吹入空氣輸送部段具 有用于受控制地將吹入空氣輸送到內(nèi)燃機(jī)的吸氣管路中的吹入空氣控制單元，其中變速箱控制單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的和自動(dòng)化的變速箱的轉(zhuǎn)矩要求以及 當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)，和其中變速箱控制單元與用于控制輸出轉(zhuǎn)矩的吹入 空氣控制單元連接。在從屬權(quán)利要求中給出有利的設(shè)計(jì)方案。
通過(guò)空氣、例如來(lái)自儲(chǔ)備容器或壓縮空氣容器的壓縮空氣的吹入過(guò)程的這種集 成，以自動(dòng)化的變速箱的換擋策略，實(shí)現(xiàn)了一種有利的燃料節(jié)省，其方法是減少用于提 高輸出轉(zhuǎn)矩的換擋過(guò)程或避免出現(xiàn)該換擋過(guò)程。該換擋過(guò)程通常接入更大的傳動(dòng)比(例 如在轉(zhuǎn)矩要求中通過(guò)所謂的“快踩油門(Kick-Down)”)，這是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在更高的轉(zhuǎn)速 范圍中具有更大的力矩。但更高的轉(zhuǎn)速也意味著更高的燃料消耗。在內(nèi)燃機(jī)和自動(dòng)化的 變速箱的轉(zhuǎn)矩要求和當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)中，現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生了吹入空氣信號(hào)，其促使 將空氣吹入內(nèi)燃機(jī)的吸氣管路中，由此在基本上保持不變的和因此是在消耗方面有利保 持的轉(zhuǎn)速中提高了內(nèi)燃機(jī)的力矩。不需要在更高的傳動(dòng)比級(jí)中的換擋過(guò)程或該換擋過(guò)程 可以延遲地進(jìn)行，例如是在吹入過(guò)程結(jié)束之后。內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)例如可以是其轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)載、轉(zhuǎn)矩。自動(dòng)化的變 速箱的當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)例如是所選擇的變速器擋位、換擋過(guò)程、離合器接合過(guò)程、中間 氣體過(guò)程、中間離合過(guò)程和類似物。在特定的情況下也可能有利的是，在吹入過(guò)程中延遲地或與該吹入過(guò)程共同地 進(jìn)行換擋到另一個(gè)傳動(dòng)比級(jí)中。除了這樣避免在更高的傳動(dòng)比中的換擋過(guò)程之外，還可以在內(nèi)燃機(jī)的較低轉(zhuǎn)速 的方向上設(shè)置一個(gè)換擋點(diǎn)，其中變速箱執(zhí)行在較低的擋位中的換擋過(guò)程，這是因?yàn)槔?吹入過(guò)程根據(jù)用于在控制輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)降低轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩要求，自動(dòng)化的變速箱的在更低的 傳動(dòng)比級(jí)中的換擋過(guò)程在吹入空氣裝置的激活結(jié)束之后實(shí)現(xiàn)，并且存在更大的發(fā)動(dòng)機(jī)力 矩，也就是說(shuō)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩。此外也可能的是，即變速箱在加速過(guò)程中提早地、也就是說(shuō)與吹入過(guò)程共同地 或者在吹入過(guò)程中，接通到更高的擋位中并且進(jìn)而避免了相應(yīng)于更高的燃料消耗的高發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的階段。因?yàn)樵趽Q擋過(guò)程之后，可能缺少足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩可以通過(guò)有針對(duì)性 地吹入空氣來(lái)補(bǔ)償。也可能的是，在加擋或減擋時(shí)可以跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)變速器擋位?？梢愿鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)的和自動(dòng)化的變速箱的轉(zhuǎn)矩要求以及當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入 空氣信號(hào)，這例如由變速箱控制單元實(shí)施，在其中可能存在換擋策略，例如作為微控制 器系統(tǒng)的軟件。因此，吹入空氣信號(hào)可有利地靈活匹配于運(yùn)行條件。變速箱控制單元優(yōu)選地與內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或者另一個(gè)控制器相連， 以便接收內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求和當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)。在此，另外的控制器可以具有以下的用 于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變化的裝置自動(dòng)的速度調(diào)節(jié)器；電子穩(wěn)定器；驅(qū)動(dòng)裝置滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置；駕 駛員輔助系統(tǒng)和類似物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)時(shí)，考慮了廢氣渦輪增壓器的運(yùn)行 參數(shù)，例如轉(zhuǎn)速、輸出功率和/或壓縮機(jī)壓力?？赡艿氖?，借助于轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量渦輪 增壓器的轉(zhuǎn)速，該傳感器例如與變速箱控制單元連接。渦輪增壓器的輸送量也可以從例 如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的不同的輸入信號(hào)中，由變速箱控制單元計(jì)算出。同樣地，壓縮機(jī)壓力 可以借助于也與變速箱控制單元處于通信的傳感器測(cè)定。這例如有利的是，即當(dāng)以內(nèi)燃機(jī)的平均轉(zhuǎn)速定速行駛時(shí)，通過(guò)駕駛員實(shí)現(xiàn)了急 迫的轉(zhuǎn)矩要求。在此，變速箱控制單元可以在廢氣渦輪增壓器的輸送量已知時(shí)識(shí)別出， 廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)壓力是否是足夠的并且在一定條件下在不足夠的壓縮機(jī)壓力的情況下利用相應(yīng)的空氣吹入加速建立壓縮機(jī)壓力。因此避免了，即變速箱僅僅通過(guò)所謂 的“減擋”滿足駕駛員的提高轉(zhuǎn)矩的愿望并且引起了提高的燃料消耗。對(duì)于吹入空氣的可確定的持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)吹入空氣信號(hào)的參數(shù)確定。因此例 如可能的是，通過(guò)吹入空氣信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度確定并且也改變吹入過(guò)程。也可能的是，可 確定的持續(xù)時(shí)間通過(guò)吹入空氣信號(hào)以啟動(dòng)脈沖的形式接通并且以停止脈沖的形式關(guān)閉。 例如帶有可變化的頻率的脈沖重復(fù)也是可能的。在此決定性的是，吹入空氣信號(hào)的抗干 擾性較高。已知的是，非同步的手動(dòng)換擋變速箱在重型的商用車輛中利用雙重的離合器操 縱(所謂的“中間離合”)加擋并且通過(guò)所謂的“中間氣體”減擋。在配有自動(dòng)化的和 非同步的多擋變速箱的商用車輛中的換擋方法具有類似的方法順序，如駕駛員在手動(dòng)換 擋時(shí)實(shí)施的方法順序。自動(dòng)化的多擋變速箱的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)在于，即在比駕駛員能手 動(dòng)實(shí)施的更短的時(shí)間中實(shí)施換擋。隨后得到與手動(dòng)換擋變速箱相比具有拉力損失的更少 的時(shí)間。存在有例如在建筑行業(yè)中的商用車輛，在這些商用車輛中具有重要意義的是， 即車輛僅僅工作了具有拉力損失的盡可能最少的時(shí)間。該自動(dòng)化的換擋方法包括多個(gè)方 法步驟，其中一個(gè)是“中間氣體”，由此使得活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)地加速，以便獲得對(duì)于 變速器擋位的同步所必需的轉(zhuǎn)速。隨后變速箱的輸入軸可以通過(guò)暫時(shí)關(guān)閉離合器加速到 同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)加擋時(shí)，僅僅發(fā)生了中間離合，而沒(méi)有中間氣體。該中間氣體過(guò)程的最大 的時(shí)間消耗處于內(nèi)燃機(jī)的加速中，這是因?yàn)樵谶@種運(yùn)行狀態(tài)中在渦輪增壓的實(shí)施方式中 僅僅可以利用非常低的進(jìn)氣壓力工作。由此產(chǎn)生了如在自吸式發(fā)動(dòng)機(jī)中的類似的轉(zhuǎn)矩。 這種加速可以明顯地由此加以改進(jìn)，其方法是在這種中間氣體階段中，在可確定的持續(xù) 時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)并且將吹入空氣吹入，由此發(fā)動(dòng)機(jī)利用較高的進(jìn)氣壓力在轉(zhuǎn)速 方面加速。這種中間氣體階段因此可以減少大約50至70%。在車輛利用渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)中加速時(shí)，加速性能很重要。在加速 性能較差的情況下(例如在車道斜坡上)，駕駛員在高轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的高離合器滑轉(zhuǎn)性時(shí) 嘗試了實(shí)現(xiàn)足夠高的拉力。這得出了部件的與離合器摩擦襯面的高磨損(例如燒焦的離 合器摩擦襯面)相聯(lián)系的高負(fù)載?，F(xiàn)在在另一個(gè)實(shí)施方式中設(shè)計(jì)為，即在啟動(dòng)過(guò)程中在 可確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)。因此觸發(fā)了有針對(duì)性的壓縮空氣吹入，由此， 需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)從停止?fàn)顟B(tài)保持在明顯低于未加速的水平 上。對(duì)此然而必需使離合器操縱實(shí)現(xiàn)匹配。由此產(chǎn)生了更短的接合階段和改進(jìn)的爬坡能 力。同時(shí)明顯減小了部件負(fù)載并且提高了離合器的使用壽命。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中提出，即吹入空氣輸送部段是一種用于受控制地吹入 壓縮空氣的新鮮空氣供給的裝置的新鮮氣體管路部段。內(nèi)燃機(jī)通過(guò)應(yīng)用上述的方法能夠高效地覆蓋擴(kuò)展的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍。這能夠?qū)?現(xiàn)，即應(yīng)用的一個(gè)/多個(gè)變速箱的擋位數(shù)可以減少，這對(duì)變速箱而言引起費(fèi)用和結(jié)構(gòu)空 間節(jié)省。同時(shí)這使得重量隨減少的燃料消耗而減少。可以考慮的是，即吹入空氣裝置為了實(shí)現(xiàn)其控制而具有單獨(dú)的控制器；或其控 制通過(guò)機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或變速箱控制單元或另外的、承擔(dān)至少另一個(gè)控制任務(wù)的 控制器實(shí)現(xiàn)，該控制器設(shè)計(jì)為補(bǔ)充地共同用于控制吹入空氣裝置。重要的是根據(jù)權(quán)利要 求設(shè)計(jì)的功能上的聯(lián)系。


現(xiàn)在根據(jù)示例性的實(shí)施例參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中示出圖1示出了內(nèi)燃機(jī)的示意圖，具有根據(jù)本發(fā)明的用于控制輸出轉(zhuǎn)矩的裝置第一 實(shí)施例；圖2示出了內(nèi)燃機(jī)的示意圖，具有根據(jù)本發(fā)明的用于控制輸出轉(zhuǎn)矩的裝置第二 實(shí)施例；圖3a_g示出了在車道斜坡的路線中的車輪的車輛參數(shù)的特性的圖表視圖。具有相同或類似功能的相同部件在附圖中以相同的標(biāo)號(hào)示出。
具體實(shí)施例方式圖1示出了在用于控制自動(dòng)化的變速箱21的變速箱輸出端23的輸出轉(zhuǎn)矩的根據(jù) 本發(fā)明的裝置20的第一個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)燃機(jī)1的示意圖。變速箱輸出端23與未示出的 車輛的車輪的同樣未示出的傳動(dòng)系相連接。自動(dòng)化的變速箱21在此通過(guò)離合器22與內(nèi) 燃機(jī)1相耦合，該內(nèi)燃機(jī)在此示意性地作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)示出，具有四個(gè)氣缸2、一個(gè)吸氣 管路3和一個(gè)排氣管路4。自動(dòng)化的變速箱21具有變速箱控制單元24，在后面進(jìn)一步對(duì) 該變速箱控制單元進(jìn)行詳細(xì)描述。吸氣管路3通過(guò)吹入空氣輸送部段12與廢氣渦輪增壓器7的壓縮機(jī)8相連接， 該壓縮機(jī)連接在用于具有進(jìn)氣壓力Pl的新鮮空氣的空氣入口 5上。廢氣渦輪增壓器7的 壓縮機(jī)8通過(guò)軸10與廢氣渦輪機(jī)9相耦合，該廢氣渦輪在排氣管路4中布置在用于內(nèi)燃 機(jī)1的廢氣的廢氣出口 6之前并且由廢氣驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)8在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行時(shí)取決于其廢 氣量和廢氣壓力產(chǎn)生了壓縮機(jī)壓力P2。此外在該實(shí)例中，吹入空氣輸送部段12與吹入空氣管路13相連接，用于輸送來(lái) 自于例如可以是壓縮空氣容器的吹入空氣存儲(chǔ)器14的壓縮空氣。壓縮空氣借助于吹入空 氣控制單元15通過(guò)未示出的閥受控制地輸送，該吹入空氣控制單元與吹入空氣輸送部段 12通過(guò)吹入空氣控制管路13相連接。吹入空氣輸送部段12在該實(shí)例中是新鮮氣體管路 部段或新鮮空氣管路部段，如其在DE 102006008783A1和DE 102006008785A1中聯(lián)系所 屬的壓縮空氣產(chǎn)生所說(shuō)明地那樣。因此這里不再詳細(xì)說(shuō)明。吹入空氣輸送部段12和吹 入空氣管路13以及吹入空氣存儲(chǔ)器14，以及吹入空氣控制單元15和吹入空氣控制管路 16構(gòu)成了吹入空氣裝置11。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17與氣缸2的噴射設(shè)備相連接。對(duì)此僅僅象征性地示出了控制管 路19。控制連接部27連接在吹入空氣輸送部段12的吹入空氣控制單元15上。發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器17以已知的方式控制內(nèi)燃機(jī)1并且不進(jìn)一步加以說(shuō)明。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器與用于接 收駕駛員愿望的油門踏板18相連接。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17可以與未示出的另外的控 制器、例如行駛速度控制器和類似物相連接。自動(dòng)化的變速箱21和離合器22由變速箱控制單元24控制。離合器22也可以是 變速箱21的組成部分并且不詳細(xì)加以說(shuō)明。變速箱控制單元24與用于接收轉(zhuǎn)矩要求、 例如加速度等等的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元17通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制連接部25相連接。此外變速箱控制單元24通過(guò)吹入空氣控制連接部26與吹入空氣控制單元15相連接。在該實(shí)例中，變速箱單元也與用于檢測(cè)廢氣渦輪增壓器7的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器29 和用于檢測(cè)壓縮機(jī)壓力P2的壓力傳感器相連接。在例如由于駕駛員愿望通過(guò)油門踏板18引起的轉(zhuǎn)矩要求中，該轉(zhuǎn)矩要求通過(guò)發(fā) 動(dòng)機(jī)控制器17和發(fā)動(dòng)機(jī)控制連接部25傳輸?shù)阶兯傧淇刂茊卧?4上。如果與此連接了自 動(dòng)化的變速箱21的中間氣體過(guò)程和/或中間離合過(guò)程，如下面還要詳細(xì)說(shuō)明地那樣，則 變速箱21的這種運(yùn)行狀態(tài)由變速箱控制單元24自身所包含。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17的功能在 此未加以說(shuō)明。變速箱控制單元24接著根據(jù)轉(zhuǎn)矩要求產(chǎn)生了吹入空氣信號(hào)，該吹入空氣 信號(hào)通過(guò)吹入空氣控制連接部26傳輸至吹入空氣控制單元15。吹入空氣控制單元15接 著通過(guò)上述的連接激活了用于將來(lái)自于吹入空氣存儲(chǔ)器14的壓縮空氣吹入內(nèi)燃機(jī)1的吸 氣管路3中的吹入空氣輸送部段12，由此，內(nèi)燃機(jī)1的力矩在轉(zhuǎn)速保持不變的情況下增 大，由此，不需要變速箱21的換擋到另一個(gè)變速器擋位中的、用于控制在變速箱輸出端 23上的輸出轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。這可以在激活該吹入空氣過(guò)程之后或也同時(shí)地進(jìn)行。變速箱控 制單元2不需要這種激活。這可以在激活該吹入空氣過(guò)程之后或也同時(shí)地進(jìn)行。這由變 速箱控制單元24根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的、變速箱控制單元24從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17獲得的運(yùn)行參 數(shù)分別獨(dú)立地匹配于運(yùn)行狀態(tài)。由此可能的是，即在轉(zhuǎn)矩要求中的每個(gè)擋位選擇之前， 將吹入空氣過(guò)程一同考慮用于決定擋位選擇，由此得到的結(jié)果是燃料節(jié)省和變速箱部件 的更低的磨損。變速箱控制單元24與轉(zhuǎn)速傳感器29和壓力傳感器30的連接在該實(shí)例中用于， 將廢氣渦輪增壓器7的輸送功率也一同集成到變速箱控制單元24的換擋策略中。如果例 如在定速行駛中在內(nèi)燃機(jī)1的平均轉(zhuǎn)速的情況下實(shí)現(xiàn)了急迫的轉(zhuǎn)矩要求，則在廢氣渦輪 增壓器7的已知的輸送量中可能的是，即變速箱控制單元24通過(guò)壓力傳感器30識(shí)別出壓 縮機(jī)壓力P2是否充足。當(dāng)壓縮機(jī)壓力P2不充足時(shí)，變速箱控制單元24可以經(jīng)過(guò)吹入空 氣過(guò)程通過(guò)吹入空氣控制信號(hào)加速建立壓縮機(jī)壓力，其中同時(shí)避免或延遲了帶有更高燃 料消耗的減擋。內(nèi)燃機(jī)1的第二實(shí)施例在圖2中示出。在此，在圖1中已經(jīng)給出的說(shuō)明同樣有 效。在該實(shí)例中，在吹入空氣存儲(chǔ)器14中示出了用于存儲(chǔ)吹入空氣的壓縮空氣產(chǎn)生裝 置。壓縮機(jī)34通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)器33由內(nèi)燃機(jī)1的曲柄軸連續(xù)地驅(qū)動(dòng)。其壓縮了空氣并將 空氣通過(guò)壓力控制器35和空氣干燥器36輸送至吹入空氣存儲(chǔ)器14。在此確保了，即對(duì) 于根據(jù)本發(fā)明的方法任何時(shí)候都存在有充足的吹入空氣。剩余的壓縮的空氣例如可以存 儲(chǔ)在用于其它目的的另一個(gè)容器中。在此在吸氣管路中的流動(dòng)方向上，在壓縮機(jī)8前方布置了空氣過(guò)濾器31和在壓 縮機(jī)8后方布置了熱交換器32。另一個(gè)熱交換器也可以設(shè)計(jì)用于吹入空氣。此外，在圖2中示出了控制連接部的變體。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17與吹入空氣輸送部 段12為了同樣的控制而直接連接(實(shí)線)。通過(guò)控制管路19和25，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17也 與變速箱控制單元24相連接，變速箱控制單元自身也直接與吹入空氣輸送部段12通過(guò)吹 入空氣控制連接部26'相連接。因此，不僅發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17可以對(duì)于特定的運(yùn)行狀態(tài) (例如增壓盲區(qū))不取決于變速箱控制單元24控制吹入空氣輸送部段12，而且變速箱控 制單元24也可以不取決于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17控制吹入空氣輸送部段。另一個(gè)實(shí)施方式通過(guò)以虛線示出的控制連接部16，26和27表明。在這種情況下，設(shè)置了單獨(dú)的吹入空氣控制單元15，其通過(guò)控制連接部27與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17相連接 和通過(guò)吹入空氣控制連接部26與變速箱控制單元24相連接。取決于這種連接，吹入空 氣輸送部段12僅僅由該吹入空氣控制單元15控制。當(dāng)然另外的布置也是可能的。圖3a-g示出了在車道斜坡的路線中的車輛40的車輛參數(shù)的特性的圖表的視圖。所有的附圖部分上下相疊地布置并且通過(guò)時(shí)間軸線t聯(lián)系。圖3a示出了帶有斜 坡角度Y的車道斜坡上的車輛40。圖3b在其下方示出了對(duì)應(yīng)的車輛速度V。在圖3c中示出了所屬的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，其與在圖3d中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩M相聯(lián) 系。圖3e示出了吹入過(guò)程37，以及圖3f示出了變速箱換擋過(guò)程。最后，圖3g示出了所屬的離合器接合過(guò)程38。在圖3b至3g中，以實(shí)線標(biāo)出的曲線分別對(duì)應(yīng)于具有吹入空氣裝置11的根據(jù)本 發(fā)明的裝置，相反地，該裝置不具有以虛線示出的曲線。在時(shí)間點(diǎn)^，車輛40在平面中行駛。在^時(shí)車道斜坡開始。在時(shí)間At2開始 了減擋。對(duì)于所謂的中間氣體過(guò)程首先操縱離合器，接入空轉(zhuǎn)，松開離合器并且隨后給 出最大油門(相應(yīng)于斜坡)，減擋并且再次接合離合器。在吹入空氣裝置11的情況下， 其通過(guò)吹入空氣信號(hào)激活，該吹入空氣信號(hào)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1和自動(dòng)化的變速箱21的運(yùn)行參
數(shù)產(chǎn)生。在時(shí)間點(diǎn)t3，在具有吹入空氣裝置11的車輛中使變速箱同步。由于僅僅過(guò)去了 很短的時(shí)間，因此車輛速度ν在減擋期間僅僅略微降低。因此，僅僅調(diào)低一個(gè)擋位便足 夠了。為了繼續(xù)加速建立發(fā)動(dòng)機(jī)力矩M，可以繼續(xù)吹入吹入空氣。在時(shí)間點(diǎn)t4，沒(méi)有吹入空氣裝置11的變速箱現(xiàn)在才同步。由于過(guò)去了很長(zhǎng)的時(shí) 間，因此必須退回兩個(gè)變速器擋位。在時(shí)間點(diǎn)t5，具有吹入空氣裝置11的車輛40已經(jīng)達(dá)到其最終速度ν。由于僅僅 必須退回一個(gè)擋位，因此車輛從該時(shí)間點(diǎn)起以消耗方面有利的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速η行駛。在時(shí)間點(diǎn)t6，沒(méi)有吹入空氣裝置11的車輛40現(xiàn)在才達(dá)到其最終速度V。該車輛 必須退回兩個(gè)擋位。因此其現(xiàn)在以消耗方面不利的高轉(zhuǎn)速η行駛。在所謂的中間離合過(guò)程中在加擋中，首先操縱離合器，接入空轉(zhuǎn)，松開離合 器，在這之后短暫地再次操縱離合器，以便在下一個(gè)擋位中加擋并且隨后重新松開。本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。其可在從屬權(quán)利要求的范疇中變型。因此變速箱控制單元24例如可以設(shè)計(jì)為，由另外的、例如由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17中 的輸入信號(hào)，借助于相應(yīng)的算法計(jì)算出廢氣渦輪增壓器7的運(yùn)行參數(shù)。吹入空氣輸送部段12可以是在DE 102006008783Α1和DE102006008785A1中描 述過(guò)的壓縮空氣裝置的新鮮氣體管路部段并且與該壓縮空氣裝置耦合。變速箱控制單元24也可以設(shè)計(jì)為設(shè)置用于該控制任務(wù)的、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器17的或 另一個(gè)控制器或類似物的組成部分。但其也可以設(shè)計(jì)為獨(dú)立的控制器。用于吹入空氣裝置11的吹入空氣也可以來(lái)自于另一個(gè)來(lái)源，例如直接來(lái)自于壓 縮機(jī)。吹入空氣信號(hào)可以在其持續(xù)階段中發(fā)生變化。也可能的是，該信號(hào)在規(guī)定的時(shí)間間隔中重復(fù)，或者由多個(gè)具有相同的或不同的長(zhǎng)度和/或形式的單獨(dú)信號(hào)組成。參考標(biāo)號(hào)表1內(nèi)燃機(jī)2氣缸3吸氣管路4排氣管路5空氣入口6廢氣出口7廢氣渦輪增壓器8壓縮機(jī)9廢氣渦輪機(jī)10車由11吹入空氣裝置12吹入空氣輸送部段13吹入空氣管路14吹入空氣存儲(chǔ)器15吹入空氣控制單元16吹入控制管路17發(fā)動(dòng)機(jī)控制器18油門踏板19控制管路20裝置21變速箱22離合器23變速箱輸出端24變速箱控制單元25發(fā)動(dòng)機(jī)控制連接部26， 26'吹入空氣控制連接部27控制連接部28傳感器連接部29轉(zhuǎn)速傳感器30壓力傳感器31空氣過(guò)濾器32熱交換器33皮帶驅(qū)動(dòng)器34壓縮機(jī)35壓力控制器36空氣干燥器37吹入過(guò)程
38變速箱換擋過(guò)程
39離合器接合過(guò)程
40車輛
η發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
M發(fā)動(dòng)機(jī)力矩
Pl進(jìn)氣壓力
Ρ2壓縮機(jī)壓力
t,t0...6時(shí)間
V車輛速度
Y斜坡角度
權(quán)利要求
1.一種用于控制與內(nèi)燃機(jī)(1)耦合的、具有變速箱控制單元(24)的自動(dòng)化的變速箱 (21)的輸出轉(zhuǎn)矩的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)(1)具有廢氣渦輪增壓器(7)和用于將空氣吹入 吸氣管路(3)中的吹入空氣裝置(11)，所述方法具有以下方法步驟(i)通過(guò)所述變速箱控制單元(24)接收轉(zhuǎn)矩要求；(ii)通過(guò)所述變速箱控制單元(24)根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)(1)的和所述自動(dòng)化的變速箱 (21)的所述轉(zhuǎn)矩要求以及當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)；和(iii)通過(guò)根據(jù)用于將空氣吹入所述內(nèi)燃機(jī)(1)的所述吸氣管路(3)中的所述吹入空氣 信號(hào)在可確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)激活所述吹入空氣裝置(11)來(lái)控制所述輸出轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在提高所述轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩要求的情況下在 控制所述輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，在所述吹入空氣裝置(11)的激活結(jié)束之后，發(fā)生或未發(fā)生所述自 動(dòng)化的變速箱(21)進(jìn)入更高的傳動(dòng)比級(jí)的換擋過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在提高所述轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩要求的情況 下在控制所述輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，所述自動(dòng)化的變速箱(21)進(jìn)入至少一個(gè)更高的傳動(dòng)比級(jí)的換 擋過(guò)程和激活一起發(fā)生或在所述吹入空氣裝置(11)的激活期間發(fā)生。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在降低所述轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩要 求的情況下在控制所述輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，在所述吹入空氣裝置(11)的激活結(jié)束之后，發(fā)生所 述自動(dòng)化的變速箱(21)進(jìn)入至少一個(gè)更低的傳動(dòng)比級(jí)的換擋過(guò)程。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述變速箱控制單元(25) 通過(guò)與所述內(nèi)燃機(jī)(1)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(17)或者一個(gè)或多個(gè)另外的控制器的通信接 收所述內(nèi)燃機(jī)(1)的所述轉(zhuǎn)矩要求和當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，另外的控制器具有以下的用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 變化的裝置自動(dòng)的速度調(diào)節(jié)器；電子穩(wěn)定器；驅(qū)動(dòng)裝置滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置；和/或駕駛員 輔助系統(tǒng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述吹入空氣信號(hào)的產(chǎn)生 考慮了所述廢氣渦輪增壓器(7)的運(yùn)行參數(shù)，其中所述廢氣渦輪增壓器(7)的所述運(yùn)行參 數(shù)具有轉(zhuǎn)速、輸出功率和/或壓縮機(jī)壓力(P2)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)于將空氣吹入的所述可 確定的持續(xù)時(shí)間通過(guò)所述吹入空氣信號(hào)的參數(shù)確定。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在中間氣體過(guò)程中在所述 可確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生所述吹入空氣信號(hào)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在啟動(dòng)過(guò)程中在所述可確 定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生所述吹入空氣信號(hào)。
11.一種用于控制具有變速箱控制單元(24)的自動(dòng)化的變速箱(21)的輸出轉(zhuǎn)矩的裝 置(20)，所述變速箱(21)與具有廢氣渦輪增壓器(7)的內(nèi)燃機(jī)(1)耦合，所述裝置具 有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(17)，用于控制所述內(nèi)燃機(jī)(1)和產(chǎn)生和/或傳輸用于所述變速箱控制 單元(24)的轉(zhuǎn)矩要求；和吹入空氣裝置(11)，所述吹入空氣裝置具有吹入空氣輸送部段(12)，所述吹入空氣 輸送部段具有用于受控制地將吹入空氣輸送到所述內(nèi)燃機(jī)(1)的吸氣管路(3)中的吹入空氣控制單元(15)，其中所述變速箱控制單元(24)設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)(1)的和所述 自動(dòng)化的變速箱(21)的所述轉(zhuǎn)矩要求以及當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)，和其中所 述變速箱控制單元(24)與用于控制所述輸出轉(zhuǎn)矩的所述吹入空氣控制單元(15)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20)，其特征在于，所述變速箱控制單元(24)設(shè)計(jì) 用于測(cè)定所述廢氣渦輪增壓器(7)的壓縮機(jī)(8)的輸送量和壓縮機(jī)壓力(P2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置(20)，其特征在于，用于測(cè)定所述輸送量和所述壓 縮機(jī)壓力(P2)的所述變速箱控制單元(24)與對(duì)應(yīng)一致的傳感器(29，30)連接和/或設(shè) 計(jì)用于由運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的裝置(20)，其特征在于，所述吹入空氣輸 送部段(12)是一種用于受控制地吹入壓縮空氣的新鮮空氣供給的裝置的新鮮氣體管路部 段。
15.根據(jù)前述裝置權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置(20)，其特征在于，所述吹入空氣裝 置為了實(shí)現(xiàn)所述吹入空氣裝置的控制而具有單獨(dú)的控制器；或所述吹入空氣裝置的控制 通過(guò)機(jī)動(dòng)車的所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或所述變速箱控制單元或另外的、承擔(dān)至少另一個(gè)控制 任務(wù)的控制器實(shí)現(xiàn)，所述控制器設(shè)計(jì)為補(bǔ)充地共同用于控制所述吹入空氣裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制與內(nèi)燃機(jī)(1)耦合的、具有變速箱控制單元(24)的自動(dòng)化的變速箱(21)的輸出轉(zhuǎn)矩的方法，其中內(nèi)燃機(jī)(1)具有廢氣渦輪增壓器(7)和用于將空氣吹入吸氣管路(3)中的吹入空氣裝置(11)，該方法具有以下方法步驟通過(guò)變速箱控制單元(24)接收轉(zhuǎn)矩要求；通過(guò)變速箱控制單元(24)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(1)的和自動(dòng)化的變速箱(21)的轉(zhuǎn)矩要求以及當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生吹入空氣信號(hào)；和通過(guò)根據(jù)用于在可確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將空氣吹入內(nèi)燃機(jī)(1)的吸氣管路(3)中的吹入空氣信號(hào)激活吹入空氣裝置(11)來(lái)控制輸出轉(zhuǎn)矩；本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)施該方法的相應(yīng)的裝置(20)。
文檔編號(hào)F02D41/00GK102015404SQ200980115013
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者曼努埃爾·馬克思, 胡巴·內(nèi)門思, 邁克爾·赫格斯, 馬蒂亞斯·邁爾 申請(qǐng)人:克諾爾商用車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司