CN102953854B - 运行内燃机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在关闭过程中内燃机，特别是柴油发动机的运行方法(2)，其中当要求内燃机(2)停止时，内燃机(2)按照控制量运行，其中改变该控制量直至内燃机(2)停止为止。

Description

运行内燃机的方法和装置
技术领域
本发明涉及内燃机，特别是涉及避免内燃机关停时的舒适干扰的措施。
技术现状
汽车中的内燃机关停时可能造成舒适干扰，亦即，出现明显的谐振和/或不希望有的噪音。例如，这是这样产生的，内燃机关停时在内燃机空转期间在转速范围内，发动机的零件，例如发动机轴承***、传动系等引起谐振，这可能产生明显的令人讨厌的震动。另一方面，当发动机关停之后空气流入以前处于负压的吸气管时，造成有害的声响。
为了把这种对舒适性的损害减到最小，在内燃机中，特别是在柴油发动机中给出一种所谓软关闭运行方式，这时规定，在关闭过程中通过一个下降斜坡或连续下降的限制函数限制发动机的转矩。以此在关闭过程中以确定的方法把内燃机所产生的内部发动机转矩连续地减小到数值0。关停时可以附带地从关闭过程一个确定阶段起关闭节流阀，以便通过抽吸管出现的负压对内燃机进行制动。
这种做法有缺点，干预，例如，空转调节器的干预，抗颠簸功能的干预等，可能预先给定一个低于限制函数的额定转矩。在这种情况下被调整的转矩不跟随关闭过程用的预先给定的限制函数，而是可能采取一个临时较小的数值，而且也许接着再次上升到限制函数的瞬间值。
此外，在关闭过程期间可能出现发出内燃机应该重新启动的信号的情况。在启动-停止自动装置中可能通过加速踏板的动作想要启动时，或者在可能出现，例如，要求向辅助机组提供附加的驱动力矩时，通过自动功能解决。只要内燃机的转速大于阈值转速，这时便可能通过灰复向内燃机喷入燃料以其剩余的惯性转矩启动。低于阈值转速时这是不可能的。这时，一般必须等到内燃机完全停止，以便起动电动机可以啮合，重新拖动内燃机。
本发明的任务在于，提出一种使内燃机关停特性可重复的方法和装置。此外，本发明的任务是，提供一种措施，使发动机在关闭过程期间想要启动时可以尽可能迅速地再次启动。
本发明公开
这个任务通过按照权利要求1的在关闭过程期间内燃机的运行方法以及按照并列独立权利要求的装置、发动机***和计算机程序产品解决。
本发明其他有利的配置在从属权项中给出。
按照第一方面提出内燃机，特别是柴油发动机在关闭过程中的运行方法。当要求内燃机关停时，该内燃机按照一个控制量运行，其中改变该控制量直至内燃机停止为止。
该控制量尤其可以按照控制量函数求出。
上述方法规定，在关闭过程期间，通过一个确定的控制量，例如，额定转矩或额定转速的预先给定的时间曲线，以确定的可重复的方式使内燃机停止。
特别是在启动停止***中，就在内燃机关闭过程期间驾驶员要(改变主意的情况)重新启动内燃机时，出现不可重复的关闭特性的干扰。因此，通过上述方法可以避免在关闭过程开始和想要启动的时刻之间时差相同的情况下，在一种情况下只通过恢复喷入即可以阻止内燃机，甚至不必停止，而在另一种情况下在相同的条件下内燃机只有借助于起动电动机才能再次启动，其中该要启动的内燃机首先必须完全停止。
通过预先给定控制量，特别是作为内部转矩的额定转矩，而不考虑可能的颤抖摩擦(例如，由于变化的发动机温度)，内燃机的关停特性一般是不可重复的。因而，预先给定从内部转矩扣除摩擦、负载交替和电动机驱动辅助机组所造成的损失而给出的所谓耦合转矩层面上的额定转矩是特别合理的。若内燃机尚未达到其静态工作温度并因此摩擦增大，则在耦合转矩层面上预先给定额定转矩时自动对其进行补偿，以及对可能有的辅助机组附带地要求的负载进行补偿。
因此，通过按照控制量曲线的预先固定地给定控制量考虑摩擦和辅助机组可变的影响，方式是例如，在由发动机提供的输出转矩层面上预先给定该曲线。与通过限制函数的限制相反，干预，例如，空转调节器、抗急冲功能(Antiruckelfunktion)等的干预可以不预先给定低于由预先给定的限制函数确定的极限值的额定转矩。因此，还可能不是这样，调整的转矩不跟随限制函数，而是采取一个较小的数值，以便以后也许再次升高到限制函数的瞬间状态。
这样一种方法具有关停特性可重复的特别优点。与按照技术现状的方法相反，上述方法是在关闭过程期间预先给定内燃机运行的额定值。
此外，控制量可以对应于额定转矩、节流阀位置、额定转速或者废气循环阀的位置。
此外，控制量随时间的曲线可以是连续下降，特别是线性下降。
此外，按照一个实施例，可以预先给定转速曲线，其中该控制量还根据转速与预先给定的转速曲线的偏差确定。若瞬间转速的曲线偏离由转速曲线预先给定的额定转速，则可以通过相应的调节器修正预先确定的额定转矩变化，以此进一步改善关闭过程的可重复性。
还可以预先给定转速梯度曲线，其中该控制量还根据瞬间转速梯度与预先给定的转速梯度曲线的偏差确定。
此外，该控制量函数可以预先给定额定转速的曲线。
取决于转速，控制量可以按照第一控制量函数或第二控制量函数预先给定。用两个控制量函数运行方法的想法在于，把关闭过程期间内燃机的运行分成多个阶段，特别是分成不应用起动且而只通过利用内燃机剩余的同转力矩动量就能使发动机重新启动的阶段，和在内燃机惯性运动期间的发动机不再可能由于剩余的回转力矩动量而重新启动的阶段。这样，内燃机可以尽可能迅速地可供驱动装置利用。
只要内燃机处于一个其不用起动机支持通过恢复喷入燃料便可以再次启动阶段上，为了避免舒适干扰按照第一控制量函数降低转速或降低额定转矩就行，而一旦内燃机为了实现内燃机重新启动需要通过起动机进行起动机支持，就需要按照第二控制量函数降低转速或额定转矩，以便尽可能快速地达到停止。以此考虑，当内燃机完全停止时，内燃机一般再次借助于启动转矩才能启动。
尤其可以规定，根据达到或低于预先给定的转速阈值，按照不同的随时间的曲线预先给定该控制量。
按照另一个方面，可以设置一种关闭过程时运行内燃机用的装置，其中该装置用于当要求关停内燃机时，使内燃机按照控制量运行，其中按照一个预先给定的控制量函数改变该控制量，直至内燃机停止为止。
按照另一个方面可以设置一个发动机***。该发动机***包括内燃机和上述装置。
按照另一个方面可以设置一种计算机程序产品，含有编程代码，当其在数据处理装置上执行时，进行上述方法。
附图说明
现将参照附图对本发明推荐的实施方式作较详细的说明。附图中：
图1是发动机***的示意图；
图2是阐明关闭过程期间运行内燃机的方法的流程图；而
图3是阐明多阶段关闭过程中额定转矩和转速的曲线用的曲线图。
具体实施方式
图1表示带有内燃机2的发动机***1的示意图，它通过发动机控制装置3运行。该内燃机2可以形成为柴油发动机或汽油发动机，并例如，应用于带有自动启停装置的汽车。
发动机控制装置3用已知的方法根据外部给定变量V，例如，行驶时希望的转矩的给定值，例如通过加速踏板位置和根据内燃机2的状态变量运行。内燃机2的运行可以通过一个由外部给定变量V求出的额定转矩进行，其例如在柴油发动机中确定喷入的燃料量。选择，在汽油发动机上给定转矩确定加入内燃机2的空气质量。
在发动机控制装置3中，在由驾驶员或由在自动启停功能块31中实现的启停功能发出停机信号时，可以规定，该停止内燃机2的方法在停止功能快32中实现，正如下面结合图2的流程图所作的较详细的说明的。
在步骤S1，查询停机信号是否激活，其例如，由自动启停块31产生，例如，当操作加速踏板时。在激活状态下停机信号给出，应该使运行中的内燃机2停机。若不是这种情况(选择：否)，则跳回步骤S1。否则(选择：是)在步骤S2按照预先给定的第一额定转矩变化作为预先给定的控制量曲线(控制量函数)启动内燃机2的触发装置。
该预先给定的第一额定转矩变化预先给出在时间上连续下降的额定转矩，其与内燃机2的类型相应，例如，在柴油发动机上确定待喷入的燃料数量，或在汽油发动机上确定待加入内燃机2的空气质量。这样选择第一额定转矩变化，以便可以尽可能避免如下引起的舒适干扰，例如通过发动机部件由于谐振引起的振动和其他噪音发生。例如，该预先给定的第一额定转矩变化可以由经验求出。
在步骤S3的查询中在停止功能快32中测试内燃机2是否在内燃机完全停止之前被要求在步骤S2中开始的关闭过程期间启动。内燃机2重新启动的要求可以例如通过驾驶员或者内燃机2的启停功能按照一个有效重新启动信号发出。
若不要求重新启动内燃机2(选择：否)，则进到步骤S4的查询。否则(选择：是)内燃机2在步骤S5中通过恢复喷入燃料和/或通过激活空转调节等继续运行，以此内燃机2转速再次调整到空转转速，或者只要有相关要求，就调整到比它更高的转速。
在步骤S4中查询是否达到确定的阈值转速n1。阈值转速n1小于空转转速并确定转速阈值，高于此值时可以不借助于起动机，或起动器，亦即，没有附加的启动转矩便能重新启动内燃机。低于阈值转速n1时，只借助于内燃机2的剩余的回转力矩动量已不可能启动内燃机2，并需要附加的启动转矩。
若在步骤S4中确定，尚未达到该阈值转速(选择：否)，则跳回步骤S2。否则在步骤S6按照第二额定转矩变化(控制量函数)预先给定额定转矩。该第二额定转矩变化可以是线性的，或者遵循其他优选连续下降的函数。该第二额定转矩变化可以具有一个平均梯度，它优选比第一额定转矩变化的梯度或平均梯度陡。因为要重新启动内燃机2，它一般必须完全停止，以便起动机或起动器可以啮合，通过较陡的额定转矩变化在降到该阈值转速以下之后内燃机较快达到完全停止。
在步骤S7中查询内燃机是否达到完全停止。若是如此，则(选择：否)，则跳回步骤S6。否则该方法结束，并可以随时重新启动内燃机2。
不用额定转矩变化作为控制量曲线的示例，还可以用转速时间曲线引起确定的内燃机关停特性。基本上还可以选择额定转矩和转速以外的其他控制量来确定内燃机2一个确定的关停特性，借此以确定的方法预先给定内燃机2的转速或转矩变化，直至内燃机2停止。
在内燃机2设有起动机或起动器的情况下(它还可以与一个仍在惯性运行的内燃机2啮合)可能有利的是比第一额定转矩变化平缓的第二额定转矩变化或者甚至再次提高也许，以便启动的起动机或起动器和惯性运行的内燃机2的转速不太陡峭地相交，以便尽可能平缓地与起动器啮合。
在图3中显示一个曲线图，其中显示惯性运行的内燃机2的额定转矩和转速随时间的曲线。该曲线图表示一种关闭过程分两阶段进行的相应的运行内燃机2的方法。在时刻t1激活停机信号，而当此前额定转矩的预先给定基于驾驶员希望的转矩，亦即，外部给定值V，进行空转调节并在给定情况下进行其他转矩干预进行时，现在按照预先给定的第一额定转矩函数预先确定地给定额定转矩Msoll。该额定转矩函数优选是一个斜坡，在该斜坡中额定转矩Msoll以第一梯度线性下降。斜坡的斜率优选进行舒适优化。由于额定转矩Msoll缩小，动发机的转速n也较小。
然而，一旦转速n已经达到或低于阈值转速1(时刻t2)(由此开始不借助于外部起动机或者启动器转矩便不再可能中断内燃机2的停止过程)，相应的额定转矩按照第二额定转矩函数快得多地下降，或者在极端情况下立即设定为与损失转矩对应的最小可调整值。由于额定转矩Msoll现在快得多地下降，转速n也非常迅速地下降，这从图3的曲线图可以看到。以此，内燃机2以比额定转矩Msoll按照第一额定转矩函数继续以第一阶段较平缓的斜率下降快得多地停止。因此，还可能更早地重新启动内燃机2。
不用阈值转速n1第一阶段和第二阶段之间的过渡还与其他或者附加的条件相联系。除第一和第二额定转矩函数的额定转矩变化的预给定外，还可以附带地预先给定额定转速曲线或额定转速梯度。若实际转速的曲线偏离额定转速或其梯度彼此偏离，则预先给定的瞬间额定转矩可以通过调节器优选根据相应的偏差的高度进行修正，以便使实际转速跟上额定转速曲线。以此可以进一步改善停止过程的可重复性。

Claims (12)

1.在关闭过程中用于借助于额定值通过一种用来运行内燃机的控制量来运行内燃机（2）的方法，其中当要求内燃机（2）停止时，内燃机（2）按照所述控制量(Msoll）运行，其中改变该控制量，直至内燃机（2）停止为止，其中根据达到或低于预先给定的转速阈值，按照控制量的不同的曲线预先给定该控制量(Msoll)，其中在超过所述预先给定的转速阈值时使用所述控制量的一种第一曲线，而在低于所述预先给定的转速阈值时使用所述控制量的一种第二曲线，其中所述控制量的第二曲线能够具有一种平均梯度，该第二曲线的平均梯度比所述控制量的第一曲线的梯度或者平均梯度要陡。
2.按照权利要求1所述的方法，其中该控制量通过由控制量函数预先给定的随时间的曲线求出。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中该控制量对应于额定转矩、节流阀位置、额定转速或废气循环阀位置。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其中，该控制量(Msoll)的时间曲线连续下降。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其中，还预先给定转速曲线，其中该控制量(Msoll)还根据转速与预先给定的转速曲线的偏差来确定。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其中，还预先给定转速梯度曲线，其中该控制量(Msoll)还根据瞬间转速梯度与预先给定的转速梯度曲线的偏差来确定。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其中，根据转速按照第一控制量函数或第二控制量函数预先给定所述控制量(Msoll)。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其中，根据达到或低于预先给定的转速阈值，按照不同的时间曲线预先给定该控制量(Msoll)。
9.按照权利要求4所述的方法，其中，该控制量(Msoll)的时间曲线线性下降。
10.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述内燃机（2）是柴油机。
11.在关闭过程中用于借助于额定值通过一种用来运行内燃机的控制量(Msoll)来运行内燃机（2）的装置，其中该装置用于在要求内燃机（2）停止时，使内燃机（2）按照所述控制量(Msoll)运行，其中改变该控制量(Msoll)，直至内燃机（2）停止为止，其中用来运行内燃机（2）的所述装置被设置用于实施按照权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.发动机***（1），包括：
内燃机（2）和
按照权利要求11的装置。
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