CN1483606A - 用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的方法和装置 - Google Patents

用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的方法和装置 Download PDF

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Abstract

建议一种用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的方法和装置，该汽车具有马达功能(1)和与马达无关的车辆功能(5)，而该方法与装置的使用可以与驱动的方式无关，并且可以与所应用的马达起动或者马达停止的方式无关。对于一个起动过程或者一个停止过程，由车辆功能(5)通过一个交接区(10)将至少一个任务给予马达功能(1)，以便使汽车马达(15)起动或者停止。由马达功能(1)通过交接区(10)将关于马达(15)和/或马达功能(1)的至少一个状态信息传递给车辆功能。

Description

用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的方法和装置
背景技术
本发明涉及根据独立权利要求类型的用于起动或者停止一辆马达驱动的汽车的方法和装置。
对于汽车的现代马达控制***的要求——例如在应用一个内燃机时对于燃料消耗的优化——越来越高。对于这样一种燃料消耗的优化，在这里已知一种所谓的停止-起动操作，其中在该内燃机的某一车辆状况中，通过马达控制达到静止状态，或者又自动地重新起动。决定何时可以关闭内燃机一方面依赖于马达非特定的车辆信息，例如电能的用于重复起动的可支配性；并且当然也依赖于马达特定的信息，例如是否催化器加热正在起作用。
本发明的优点
与此相反，具有独立权利要求特征的用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的本发明方法和本发明装置具有下列优点：对于一个起动过程或者一个停止过程，由车辆功能通过一个交接区将至少一个任务给予该马达功能，以便停止或者起动该汽车的马达；并且由该马达功能通过该交接区将至少一个关于马达和/或马达功能的状态信息传输到车辆功能上。对于马达驱动汽车的停止操作/起动操作，可以以这种方式将马达功能与车辆功能分开，这样，根据本发明的方法和根据本发明的装置的应用可以与所应用的汽车马达的类型无关、并且与实现起动过程或者停止过程的方式无关。通过应用所描述的交接区，也可以使关于停止操作/起动操作的车辆功能和马达功能任意地分配到不同的汽车控制装置中。
通过在从属权利要求中提出的措施，可以有利地改进和完善根据独立权利要求所述的起动或者停止一辆马达驱动的汽车的方法和装置。
特别有利的是，至少一个任务由车辆功能根据马达功能的至少一个状态信息给出。在汽车的停止操作/起动操作时，以这种方式可以在该车辆功能和该马达功能之间实现一个限定的关系。
当关于该马达的准备起动或者准备停止的一个信息用作至少一个状态信息时，也是特别有利的。以这种方式尽可能地检验车辆功能：是否可以通过交接区传递用于起动或者停止该马达的要求。
另一个优点在于，将一个关于该马达转速的信息用作至少一个状态信息。以这种方式车辆功能可以检验该马达是否可以自动运行，并且是否因此可以撤回对于起动的要求；或者该马达是否不再运转，并且是否因此可以撤回对于停止的要求。
当将一个关于该马达自动运转的信息用作至少一个状态信息时，具有另外一个优点。以这种方式车辆功能也可以检验是否可以撤回对于该马达的起动的要求。
另一个优点在于，将一个关于该马达是否可以独立起动的信息用作至少一个状态信息。以这种方式车辆功能可以检验：是否一个用于起动马达的、通过交接区传递到马达功能上的任务特别具有意义，或者是否车辆功能必须不自动地使一个与它们相对应的、用于起动马达的起动器起作用。
另一个优点在于，应用与汽车马达的类型无关的、以及与实现起动或者停止过程的方式无关的至少一个任务和至少一个状态信息。以这种方式，根据本发明的方法和根据本发明的装置可以特别广泛并且灵活地使用。
附图说明
本发明的一个实施例在附图中示出，并且在下面的说明中进行进一步地描述。
附图示出，
图1  根据本发明的用于起动或者停止一个马达驱动汽车的装置的方块图，
图2  用于解释根据本发明的用于起动或者停止一个马达驱动的汽车的方法的流程图，
图3  信号的第一示例性的时间历程，这些信号在起动过程中在车辆功能与马达功能之间通过一个交接区传输，其中第一硬件结构作为前提，并且
图4  在一个起动过程中这种信号交换的第二示例性的时间历程，在起动过程中第二硬件结构作为前提。
具体实施方式
在图1中用20标出一个用于起动或者停止由马达驱动的汽车的装置，该汽车具有马达功能1和与马达无关的车辆功能5。装置20可以通过硬件和/或软件的方式集成在一个单独的控制器、例如该汽车的一个马达控制器中，或者分散地布置在该汽车的多个控制器上。在这里图1仅仅示出在马达功能1和车辆功能5之间的功能关系，并且在下面进行描述，其中这种功能的关系可以用在专业人士中已知的方式、以硬件方式和/或软件方式局部不确定地转换。装置20因此可以通过硬件方式和/或软件方式得以实现，并且在下面视为功能单元，并且进行描述。在马达功能中涉及马达特定的功能，例如在进行催化器加热时或者怠速调节时的马达功能。在与马达无关的、或者马达非特定的车辆功能的情况下涉及有关车辆性能的功能，例如行驶动态调节、行驶速度调节、驱动滑动控制、车轮防抱死***等等。关于马达驱动的汽车的停止/起动操作，例如对于马达功能1进行测试——该催化器加热是否是起作用的。如果是这种情况，该马达不应停止，以便不中断催化器加热，并且因此不准备停车。在停止/起动操作的情况下，另一方面检验车辆功能5，例如该汽车的车载电网的电能是否可以用于重新起动。如果不是这样，那么马达就不应该停止，因为这样的话就不可能重新起动。车载电网的车辆功能在这种情况下发出信号“不准备停止”。
为了数据通信，通过一个交接区10将马达功能1和车辆功能5互相连接起来。交接区10在这里也是装置20的组成部分。通过交接区10，车辆功能5将至少一个任务传递到马达功能1上，以便起动或者停止该汽车马达。该马达在图1中用附图标记15标出。与此相反，至少一个关于马达15或者马达功能1的状态信息由马达功能1和交接区10传递到车辆功能5上。交接区10、至少一个通过交接区10传递的车辆功能5的任务、以及至少一个通过交接区10传递的马达功能1的状态信息优选与该汽车的马达15的类型无关，并且与所实现的马达的起动过程或者停止过程的方式无关。交接区10和通过交接区10所传递的数据因此与下述无关：马达15是否例如是带有进气管喷射的汽油机、是否是带有直接喷射的汽油机、是否是柴油机、是否是电动机、或者以一个普通的可替代的传动设计方案为基础的马达。另外，交接区10和通过交接区10传递的信息也与实现起动或者停止过程的方式无关；并且因此与下述无关：是否该起动过程借助于一个电动机——例如一个传统的中央起动器、一个皮带传动的起动器或者发电机、一个曲轴起动器或者曲轴发电机而得以实现；或者是否该起动过程通过直接起动——例如在一个带有直接喷射的汽油机的情况下而得以实现。因此得到下列优点：装置20、并且因此交接区10以及通过交接区10传递的数据以车辆功能5的至少一个任务的形式、以及马达功能1的至少一个状态信息的形式与所应用的传动设计方案以及所应用的汽车的停止/起动方案无关，并且因此可以特别灵活地使用。马达功能1与马达非特定的车辆功能5通过交接区10分开，在这里尤其也可以将实现车辆功能5与马达功能1的车辆控制与马达控制分配在汽车不同的控制器上。
另一个优点在于，在应用所述的交接区10和通过这个交接区10所传递的数据时，可以将装置20以及根据本发明的方法灵活地用于各种不同的、可用于实现停止/起动操作的硬件构造。在这里，不必要使交接区10和通过交接区10的数据交换适合于这些不同的硬件构造。更确切地说，交接区10和通过交接区10待交换的任务或者状态信息可以保持不变而与不同的硬件结构无关。将实现车辆功能5和马达功能1的车辆控制和马达控制分配在不同的控制器上特别有利。在下面将各种不同的硬件构造划分为两个类型。此时在这两种情况下设置一个起动器25，它可以例如借助于一个电动机驱动，并且例如设计为传统的中央起动器、设计为皮带传动的起动器或者电动机、或者设计为曲轴起动器或者曲轴发电机或者类似之物。在硬件构造的第一种类型中，起动器25由马达功能1控制；在研究的硬件构造中的第二种类型中，如图1用虚线所示，起动器25由车辆功能5所控制。对于这两个类型，起动器25与马达15连接，以便起动马达。另外对于这两种类型，马达15也直接由马达功能1来控制，以便一方面应答马达15的状态信息；另一方面可以直接起动马达15，例如在一个带有汽油直接喷射的汽油机的情况下。
在所研究的硬件构造的第一种类型中，该起动过程没有车辆功能5的参与，而仅仅由马达功能1控制，或者通过直接起动，或者借助于起动器25。在直接起动的情况下，在这里马达15以专业人士已知的方式自动地处于自行起动的状态，例如通过所提及的在汽油直接喷射时的直接起动。
在所研究的硬件构造的第二种类型中，起动器25的电动机在起动过程之外，可以提供一个使汽车向前运动的牵引力矩。在这种情况下，起动器25被车辆功能5所控制，以便可以控制该牵引力矩的输出。因此，对于一个借助于起动器25的起动过程，车辆功能5必须操作起动器25，以便起动该汽车的马达15。如果该汽车的马达15也是自动的，例如借助于在一个带有汽油直接喷射的内燃机马达的情况下直接起动可以进行，那么这样马达功能1必须决定是否它们必须借助于起动器25，并且要求由车辆功能5通过交接区10借助于一个合适的状态信息来实现。
借助于下面的表格对于根据本发明的、在车辆功能5和马达功能1之间的交接区10做进一步地说明。
    附图标记 标准(S)/可选(O)     描述
PTC_bEngStartOrd  S 马达应该起动
PTC_bEngStoppOrd  S 马达应该停止
PCT_bEngPowSaveOrd  O 进入节能模式(例如末级断开)
表格1
    附图标记 标准(S)/可选(O)     描述
Eng_bStartEna  S 马达-SW准备起动
Eng_bStoppEna  S 马达-SW准备停止
Eng_bRun  S 马达自动运行并且可以提供输出扭矩
Eng_n  S 马达转速
Eng_errN   S 转速错误
Eng_bStartSelf  O 马达-SW可以使马达自动起动
表格2
在表格1中列举了可以将车辆功能5通过交接区10传递到马达功能1上的任务。在这里应该在这种例子中假定，按照标准设置用于马达起动的任务PCT_bEngStartOrd以及用于马达停止的任务PTC_bEngStoppOrd。作为另一种选择，也可以仅仅设置用于马达起动的任务PTC_bEngStoppOrd；或者仅仅设置用于马达停止的任务PCT_bEngStoppOrd。另外可选择地根据表格1设置任务PCT_bEngPowSaveOrd，它应该实现一个节能模式，其中该末级(例如燃烧末级、喷油阀末级)应该由马达功能1来切断。
在表格2中，示例性地列出状态信息，它们以回复的形式从马达功能1通过交接区10传递给车辆功能5。在这种情况下，在这种例子中按照标准设置下面的状态信息。
状态信息Eng_bStartEna指出装置20的马达功能1或者相应的马达软件(马达-SW)是否已准备好起动，因此马达15自身是否也准备好起动。状态信息Eng_bStopEna指出是否马达软件并且因此马达15准备停止。状态信息Eng_bRunEna指出马达15是否可以自动运行并且可以提供一个输出扭矩，也就是说，开始过程结束。状态信息Eng_n指出马达15的马达转速。状态信息Eng_errN指出对于马达15是否存在转速错误。在这里这些所述的状态信息在这种例子中按照标准进行设置。在可替代的实施形式中，也可以按照标准设置这些状态信息任意组合。也可以按照标准仅仅设置所述的状态信息中的一个。
另外可选择地可以设置状态信息Eng_bStartSelf，它指出马达软件(马达-SW)是否可以使马达15自动起动，马达15例如在一个具有汽油直接喷射的汽油马达中是否也可以进行直接起动。
现在在图3中举例示出了在所研究的硬件构造中的第一种所述的类型中，对于一个起动过程、任务信号PTC_bEngStartOrd以及信息状态Eng_bStartSelf、Eng_bStartEna、Eng_bStoppEna、Eng_bRun、Eng_n和Eng_errN在时间t的历程。除了指示马达转速的状态信息Eng_n，其余的状态信息以及用于起动马达15的任务PTC_bEngStartOrd作为二进制信号，它们或者被置为逻辑1、或者被回置为逻辑0。在起动马达15之前，在这里状态信息Eng_bStartSelf设置为1，而其余的状态信息和任务PTC_bEngStartOrd被回置为0。对于马达转速的状态信息Eng_n也是等于零。在这里可以设置：马达功能1的状态信息和车辆功能5的任务永久性地通过交接区10来传递。在第一时刻t0，马达15和马达功能1准备起动，并且状态信息Eng_bStartEna设置为1。所述信息正如所描述的，从第一时刻t0开始经过交接区10、朝向车辆功能传递。因此已知从第一时刻t0开始，在车辆功能5中马达15和马达功能1准备起动。在跟随第一时刻t0之后的第二时刻t1，车辆功能5因此通过交接区10将用于起动马达15的任务进一步地传递给马达功能1，也就是说，在到达第二时刻t1时任务PTC_bEngStartOrd设置为1。因此从第二时刻t1开始，马达功能1根据任务直接控制起动器25——例如一个传统的中央起动器——以便起动马达15。在跟随第二时刻t1之后的第三时刻t2，根据状态信息Eng_n，马达转速超越预先规定的急速转速，至少超越自动运行极限转速(Selbstlaufgrenzdrehzahl)，这样马达功能1又将起动器25切断，并且随后直至第四时刻t3，马达15起振达到怠速转速。因此到达第四时刻t3时马达功能1例如以此来检测马达15的起振：马达转速处于一个围绕怠速转速的预定的公差范围内；马达转速的偏差低于一个预定的偏差范围，或者至少超出自动运行极限转速。根据图3，如果到达第四时刻t3，那么在这个时刻由马达功能确定马达15自动运转，并且设置状态信息Eng_bRun为1。同时在第四时刻t3将状态信息Eng_bStoppEna设置为1，以便标出马达15和马达功能1现在准备停止。另外在第四时刻t3时使状态信息Eng_bStartEna置零，因为马达15和马达功能1现在不再准备起动，因为马达15在此期间正运行。在车辆功能5从第四时刻t3开始通过交接区10尤其是关于正在自动运行的马达15的状态信息Eng_bStartEna、Eng_bStoppEna、和Eng_bRun获得信息后，在跟随第四时刻t3之后的第五时刻t4时将起动马达15的任务PTC_bEngStartOrd置零，并且因此使这个任务置零。
因为车辆功能根据状态功能Eng_bStoppEna、从第四时刻t3开始获得马达15和马达功能1准备停止的信息，车辆功能5随后可以将图3中没有示出的停止马达15的任务PTC_bEngStoppOrd设置为1，并且因此要求马达功能1停止马达15。
状态信息Eng_bStartSelf在图3示出的时间内稳定地设置为1，这样马达15也可以是自动地借助于马达功能1的直接起动而可以进行起动。置零的状态信息Eng_ErrN示出：在获取马达15的马达转速时不存在转速错误并且通过状态信息Eng_n存在其显示。在根据图3所述的实施例中，并且在随后的根据图4所述的例子中，为简单起见，不考虑在通过交接区10传输状态信息和任务时的运行时间。
随后在图4中举例示出了对于所研究的硬件构造的第二种类型的、已在图3中示出的状态信息以及在图3中示出的任务PTC_bEngStartOrd的时间历程。在这里首先也将全部示出的状态信息——除了状态信息Eng_bStartSelf之外——以及任务PTC_bEngStartOrd进行置零。在第一时刻t0′时，状态信息Eng_bStartEna又被设置为1；因此车辆功能5通知马达15和马达功能1准备起动。在跟随第一时刻t0′之后的第二时刻t1′，起动马达15的任务PTC_bEngStartOrd由车辆功能5设置为1，并且可以促使马达功能1通过交接区10起动马达15。因为状态信息Eng_bStartSelf在第二个时刻t1′设置为1，所以马达功能1尝试直接起动马达15。在从第二时刻t1′开始预定的时间之后、在一个随后的第三时刻t2′，马达功能1确定：根据状态信息Eng_n，马达转速如同在第一时刻t0′之前一样大约为零。因此第三时刻t2′时马达功能1检测所尝试的马达15的直接起动是否失败。因此在第三时刻t2′时可以将状态信息Eng_bStartSelf置零、并且向车辆功能5发出信息，马达15不能由马达功能1起动。因此车辆功能5在随后的第四时刻t3′促使起动器25——例如被设计为曲轴起动器或者曲轴发电机——起动马达15。在跟随第四时刻t3′之后的第五时刻t4′、马达15的转速根据状态信息Eng_n起振到怠速转速上，这样状态信息Eng_bRun和Eng_bStoppEna设置为1，并且状态信息Eng_bStartEna置零，这也如同根据图3的第四时刻t3时在检测自动运行的马达15的情况。因此类似于根据图3的例子，在跟随第五时刻t4′的第六时刻t5′时车辆功能1将任务PTC_bEngStartOrd置零。为了停止当前已开始运转的马达，接下来可以将在图4中没有示出的任务PTC_bEngStoppOrd设置为1，以便停止马达15。在第五时刻t4′时可以例如根据图4，车辆功能5又将起动器25关闭，因为马达15正在自动运行。
根据本发明的方法，现在借助于一个根据图2的流程图再次举例进行说明。这个流程图可以独立于应用的硬件构造地进行使用。在这里图2所示流程图例如可以设置用于马达起动。在起动该程序之后，在程序点100处由车辆功能5之一显示一个起动愿望。随后在程序点105处分支。在程序点105处检验车辆功能：通过交接区10传递的状态信息Eng_bStartEna是否设置为1，也就是马达15和马达功能1是否准备起动。如果是，那么分支到程序点110处，否则分支返回程序点105处。
在程序点110处车辆功能5将起动马达15的任务PTC_bEngStartOrd设置为1，该任务通过交接区10传递到马达功能1处。接下来在程序点115处分支。
在程序点115处车辆功能5检验通过交接区10从马达功能1传递的状态信息Eng_bRun是否设置为1，也就是说，马达15是否自动运行并且可以提供输出扭矩。如果是，那么分支到程序点120处，否则分支到程序点125处。
在程序点120处车辆功能5将起动马达15的任务PTC_bEngStartOrd置零，这样从车辆功能5不再有起动马达15的任务通过交接区10传递到马达功能1上。随后该程序中止。
在程序点125处车辆功能5检验通过交接区10由马达功能1传递的状态信息Eng_bStartSelf是否置零，也就是说，不可能直接起动马达15，并且马达功能1不能起动马达15。如果是那么分支到程序点130处，否则分支返回到程序点115处。
在程序点130处车辆功能5促使起动器25起动马达15，其中起动器25如同所述、例如可以设计为曲轴起动器或者曲轴发电机。随后在程序点135处分支。
在程序点135处车辆功能5检验通过交接区5由马达功能1所传递的状态信息Eng_bRun是否设置为1，也就是说，马达15是否自动运行并且可以提供输出扭矩。如果是，那么分支到程序点120处，否则分支返回到程序点135处。
图2所示程序可以任意经常地运行。这如同所描述的，与所应用的硬件构造无关或者也与所应用的硬件构造的类型无关。对于这种图2所示程序的流程，马达功能1是否尝试直接起动马达15、或者马达功能1是否借助于起动器25将马达15起动是不重要的。只有对于车辆功能5检测出状态信息Eng_bStartSelf被置零的情况，车辆功能5识别出马达功能1不能自动起动马达15——既不能直接起动也不能通过起动器25。在这种情况下，根据对于所描述的硬件构造的第二种类型，车辆功能5经过起动器25将马达15起动。
根据所述实施例可以如此设置：如果首先借助于状态信息Eng_bStartEna检测出马达15和马达功能1准备起动，那么仅仅将任务PTC_bEngStartOrd设置为1。
使马达停止的方法相对简单一些。当车辆功能5借助于通过交接区10从马达功能1传递的状态信息Eng_bStopEna探测到马达功能1和马达15准备停止时，那么车辆功能5可以将任务PTC_bEngStoppOrd设置为1，以便委托马达功能1通过交接区10将马达15停止。因此马达功能1可以直接操纵马达15——例如通过切断燃油供应以便停止马达。随后检验马达功能，是否马达转速Eng_n返回到零。如果是，那么状态信息Eng_bStopEna置零，并且状态信息Eng_bStartEna又设置为1，以便通过交接区10告知车辆功能马达功能1和马达15又准备起动。当马达停止之后检测出马达处于静止状态，也就是转速Eng_n返回零，那么状态信息Eng_bRun可以又重新置零，以便通过交接区10告知车辆功能5马达15不再运转。另外可以在马达停止之后检测到马达15处于静态之后，将状态信息Eng_bStartSelf又重新设置为1，以便在重新起动马达时又可以直接起动。

Claims (10)

1.用于起动或者停止一种马达驱动的汽车的方法，该汽车具有马达功能(1)以及与马达无关的车辆功能(5)，其特征在于，对于一个起动过程或者一个停止过程，从车辆功能(5)通过一个交接区(10)至少将一个任务给予马达功能(1)，以便使该汽车的马达(15)起动或者停止；并且由马达功能(1)通过交接区(10)至少将一个状态信息通过马达(15)和/或马达功能(1)传递给车辆功能(5)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，由车辆功能(5)根据马达功能(1)的至少一个状态信息给出至少一个任务。
3.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，一个用于起动或者用于停止汽车马达(15)的要求用作至少一个任务。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，一个关于马达(15)的准备起动的信息或者准备停止的信息用作至少一个状态信息。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，一个关于马达转速的信息用作至少一个状态信息。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，一个关于马达(15)自动运行的信息用作至少一个状态信息。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，一个关于马达(15)是否可以自动起动的信息用作至少一个状态信息。
8.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，至少一种任务和至少一种信息状态的应用与该汽车马达(15)的类型无关、并且与实现起动或者停止过程的方式无关。
9.用于起动或者停止一个马达驱动的汽车的装置(20)，该汽车具有马达功能(1)以及与马达无关的车辆功能(5)，其特征在于，设置一个交接区(10)，对于一个起动过程或者一个停止过程由车辆功能(5)通过该交接区(10)将至少一个任务给予马达功能(1)，以便起动或者停止汽车马达(15)；并且通过该交接区(10)由马达功能(1)将关于马达(15)和/或马达功能(1)的至少一个状态信息传递给汽车功能(5)。
10.根据权利要求9的装置(20)，其特征在于，至少一个任务和至少一个状态信息与该汽车马达(15)的类型以及与所实现的起动过程或者停止过程的方式无关。
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