改善设有涡轮压气机的热力发动机的车辆速比改变的方法.pdf

本发明涉及对包括热力发动机(4)的车辆实施的改善速比改变的方法，所述热力发动机(4)能够通过涡轮压气机(9)被增压，离合器(7)设置在热力发动机(4)和与车辆桥总成之一(8)相连接的变速器(6)之间。符合本发明所述，在离合器(7)滑移阶段中，扭矩设定值(Ccons)是大于热力发动机(4)最大动态扭矩(Cdyn)的扭矩。

权利要求书对包括驱动系的车辆实施的改善速比改变的方法，所述驱动系由以下构成：
‑能够通过涡轮压气机(9)被增压的热力发动机(4)，
‑所述热力发动机(4)具有与在给定瞬间给定转速状态下的能达到的最大扭矩相符的最大动态扭矩(Cdyn)，和没有响应时间限制的与通过给定转速状态下所能达到的最大扭矩相符的全负荷扭矩(Cstat)，和
‑设置在热力发动机(4)和与车辆桥总成之一(8)相连接的变速器(6)之间的离合器(7)，
所述方法包括以下步骤：
‑逐渐地打开离合器(7)以达到为零的离合器扭矩(Cemb)，
‑实施速比的改变，
‑在离合器(7)滑移阶段引导离合器(7)遵循扭矩设定值(Ccons)，和
‑关闭离合器(7)，
其特征在于，
‑在离合器(7)滑移阶段中，扭矩设定值(Ccons)是大于热力发动机(4)最大动态扭矩(Cdyn)的扭矩。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扭矩设定值(Ccons)是全负荷扭矩(Cstat)。
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，离合器(7)开始进入滑移阶段之后(T周期)，扭矩设定值(Ccons)在200——600ms之间达到。
根据权利要求1——3项其中之一项所述的方法，其特征在于，离合器扭矩(Cemb)在滑移阶段中的增大可以以可校准的方式根据发动机转速状态(Wmth)和变速器(6)原动轴转速状态(Wap)之间的差异进行控制。
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发动机转速状态(Wmth)和原动轴转速状态(Wap)之间的差异越大，离合器(7)的扭矩设定值(Ccons)就越大以为了利用发动机的惯性。
根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在监测计算器(15)的存储器中储存的映射图(C)在转速差异和离合器(7)设定值扭矩(Ccons)之间建立对应性。

说明书改善设有涡轮压气机的热力发动机的车辆速比改变的方法
技术领域
本发明涉及用于设有涡轮压气机的热力发动机车辆的改进速比的变化方法。本发明的目标尤其是要改进车况和速比变化的性能。
本发明有利地主要应用于高负荷的速比的改变，在所述改变过程中，离合器在重新获得扭矩的过程中会达到大扭矩。
背景技术
已知包括设有涡轮压气机的热力发动机的机动车辆允许向发动机提供过多的碳氢燃料以提高发动机的填充率。通过干式、湿式(或其他类型)离合器实现的耦合/去耦系统保证了热力发动机和与连接在前桥总成上的变速器之间的连接。如有必要，车辆也可以包括与通过控制启动器实现的发动机独立的启动系统。
当速比改变时，离散速比为N的变速器意味着需要开启离合器从而实现变速器内部的齿轮减速比的变化，所述变化之后是离合器的控制关闭以为了迎合驾驶者的需要。由扭矩中断所引起的速度的缺失从驾驶车况来看会造成损失。
总地来说，对于增压发动机(汽油或柴油)存在两种最大扭矩：
‑在考虑一些限制例如排烟限制的情况下与通过在瞬间t的给定转速状态下的发动机能达到的最大扭矩相符的最大动态扭矩，和
‑没有响应时间限制的与通过给定转速状态下的发动机所能达到的最大扭矩相符的全负载扭矩。
需要注意的是，热力发动机的最大动态扭矩与其转速状态和增压(在其被增压时)的压力有关，总地说：
‑转速状态越高，提供给热力发动机的扭矩越小，
‑增压压力下降的越快，最大动态扭矩越需要更多的时间与全负载扭矩相吻合。
图1示出了在现有技术条件下高负荷速比变化方法的实施过程中，离合器扭矩Cemb、发动机扭矩Cmth、最大动态扭矩Cdyn、全负载扭矩Cstat以及发动机转速状态Wmth和原动轴转速状态Wap的发展情况。
更具体地说，在瞬间to时刻，离合器的逐渐开启是在控制之下的。在to——t1的扭矩取消的阶段，离合器的扭矩Cemb和发动机扭矩Cmth逐渐地减小以达到零扭矩。此外，由于发动机转速状态Wmth在速比改变之前是非常高的以及发动机供给的碳氢原料越来越少，最大动态扭矩Cdyn下降。由于离合器确保了发动机轴和原动轴之间的连接，原动轴转速状态Wap与发动机转速状态Wmth被混同。
在瞬间t1时刻，离合器是打开的且保持打开状态直到瞬间t2。在时间段[t1，t2中，离合器的扭矩Cemb和发动机扭矩Cmth为零，速比发生改变。此外，原动轴与发动机轴之间去耦，原动轴的转速状态Wap相对于发动机的转速状态Wmth减小。发动机被越来越少地供给，最大动态扭矩Cdyn继续减小。
在瞬间t2和t3之间，产生新的速比，扭矩重新产生，在其产生过程中处于滑移阶段的离合器在扭矩方面非常快地上升和在瞬间t21达到最大动态扭矩Cdyn。离合器的扭矩Cemb随后受限于以非常慢的速度只与全负载扭矩Cstat吻合的最大动态扭矩Cdyn的变化。这种现象的原因是，在[t2，t3]时扭矩取消和逐渐增大的阶段中，增压压力在发动机扭矩Cmth取消之后非常快地下降。在离合器对接阶段，原动轴的转速状态Wap趋向于减小的发动机的转速状态Wmth。原动轴的转速状态Wap随后在离合器关闭时与发动机的转速状态Wmth混同。
当最大动态扭矩的重新获得的扭矩只能在瞬间t向热力发动机供给时，控制速比改变的传统方式限制了离合器的扭矩Cemb。这就允许离合器扭矩设定值在所有离合器滑移的情况下都是在安全范围内不存在热力发动机转速状态崩溃的风险以及允许对热力发动机转速状态进行调节。
然而，这样的方法会导致在两个冲程中进行扭矩的重新获得，随后扭矩快速地达到动态扭矩，然后慢慢地向全负荷扭矩发展，这就会在速比变化的过程中造成速度大量降低。
发明内容
本发明的目标尤其是要避免在两个冲程中进行扭矩的重新获得这样的不利情况的发生。
因此，本发明在于对离合器进行不同地引导，从而为扭矩的增大提前做好准备，所述扭矩的增大与热力发动机的转速状态和增压压力的下降有关。
更具体地说，在重新获得扭矩的阶段，离合器滑移，离合器的扭矩上升超过最大动态扭矩以为了能够有利地达到全负荷扭矩。
也可以利用与热力发动机的最大扭矩和热力发动机惯性相符的补充扭矩。这就避免了在两个冲程中重新获得扭矩，这是因为对离合器的扭矩设定值赋予对接状态下的热力发动机的可预想的最大扭矩。
此外，本发明允许加速热力发动机转速状态的下降和因此减少与扭矩缺失有关的高转速状态的持续时间。
本发明因此涉及对包括驱动系的车辆实施的改善速比改变的方法，所述驱动系由以下构成：
‑能够通过涡轮压气机进行增压的热力发动机，
‑所述热力发动机具有与在给定瞬间给定转速状态下的发动机能达到的最大扭矩相符的最大动态扭矩，和没有响应时间限制的与通过给定转速状态下所能达到的最大扭矩相符的全负载扭矩，和
‑设置在热力发动机和与车辆桥总成之一相连接的变速器之间的离合器，
所述方法包括以下步骤：
‑逐渐地打开离合器以达到为零的离合器扭矩，
‑实施速比的改变，
‑在离合器滑移阶段引导离合器遵循扭矩设定值，和
‑关闭离合器，
其特征在于，
‑在离合器滑移阶段中，扭矩设定值是大于热力发动机最大动态扭矩的扭矩。
根据实施所述，扭矩设定值是全负荷扭矩。
根据实施所述，离合器开始进入滑移阶段之后，扭矩设定值在200——600ms之间达到。
根据实施所述，在滑移阶段过程中的离合器扭矩的增大以可校准的方式根据热力发动机转速状态和变速器的原动轴的转速状态之间的差异进行控制。
根据实施所述，发动机转速状态和原动轴转速状态之间的差异越大，离合器扭矩的设定值就越大以为了利用发动机的惯性。
根据实施所述，在监测计算器的存储器中储存的映射图在转速差异和离合器设定值转矩之间建立对应性。
附图说明
本发明将通过以下描述和参考附图被更好地理解。所述附图仅作为本发明的示例给出，而不具有限制性。在所述附图中：
‑图1(已描述)：是在根据现有技术所述的速比变化方法实施过程中，离合器扭矩、发动机扭矩以及可观察到的发动机转速状态和原动轴转速状态的发展情况的示意图；
‑图2：是根据本发明所述方法实施的车辆发动机组的示意图；
‑图3：是在根据本发明所述的速比变化方法实施过程中，离合器扭矩、发动机扭矩以及可观察到的发动机转速状态和原动轴转速状态的发展情况的示意图。
相同的元件在附图中保持相同的参考数字。
具体实施方式
图2示出了根据本发明所述方法实施的机动车辆发动机组1的示意图。
更具体地说，所述发动机组1包括通过传统耦合/去耦系统7与离散速比为N的变速器6发生联系的驱动装置4。所述变速器6通过桥的下降(未示出)与前桥总成相连。驱动装置4设有允许向装置增压的涡轮压气机9以为了提高填充率。
驱动装置4采用例如内燃式发动机、汽油发动机、柴油发动机或其它飞轮的发动机。而耦合/去耦系统7通过传统干湿式或其他离合器而实现。变速器6可以是手动操作的变速器(BVMP)或DCT式(英语是Dual Clutch Transmission)的双离合变速器。
此外，车辆包括独立于驱动装置4的“停止和启动”式的能够快速且安静地将车辆启动的启动系统11。一旦车辆的速度小于限值，系统11监控驱动装置4且离合器7开启；和一旦车辆的速度大于限值，系统11自动地重新启动驱动装置4且离合器7逐渐地关闭。
每个部件4、6、7、11被近似控制计算器13.1——13.4所操控，所述近似控制计算器13.1——13.4其本身被计算器15即监测计算器15(真实的或虚拟的，即包括在近似控制计算器其中之一中)所控制，所述监测计算器15采取决策和使行动同步从而响应驾驶者的意愿。所述监测计算器15根据车辆状况和寿命形势来控制起重链。
监测计算器15尤其可以决定运行方式、协调过渡阶段和选择运行点从而使碳氢燃料的消耗、污染减少和车况都实现最优。
为此，监测计算器15尤其接收由计算器13.2输出的变速器6的状态输入数据EB，以及由计算器13.1输出的发动机转速状态Wmth和由计算器13.2输出的原动轴转速状态Wap。监测计算器15也向离合器7发送扭矩设定值Ccons。
图3示出了在根据本发明所述的高负荷速比变化方法实施过程中的离合器扭矩Cemb、发动机扭矩Cmth以及发动机转速状态Wmth和原动轴转速状态Wap的发展情况。
更具体地说，在瞬间to，监测计算器15控制离合器7的逐渐打开。当在to和t1之间扭矩取消阶段中，离合器扭矩Cemb和发动机扭矩Cmth逐渐减小以为了达到零扭矩。此外，由于发动机转速状态Wmth在速比改变之前已经很高且发动机4越来越少地进行碳氢原料的供给，最大动态扭矩Cdyn下降。由于离合器7确保发动机轴和原动轴之间的连接，原动轴转速状态Wap与发动机转速状态Wmth混同。
在瞬间t1，离合器7是开启的且保持开启状态直至瞬间t2。在[t1，t2]的时间段中，离合器扭矩Cemb和发动机扭矩Cmth为零，监测计算器15控制速比的变化。此外，原动轴与发动机轴去耦，原动轴转速状态Wap相对于发动机转速状态Wmth减少。发动机被越来越少地供给，最大动态扭矩Cdyn继续下降。
在t2瞬间和t3瞬间之间，在监测计算器15检测出新的速比已实现(EB＝+1)，可以观测到扭矩重新获得，在所述扭矩重新获得的过程中由监测计算器15向离合器7输送的扭矩设定值Ccons大于全负荷扭矩Cdyn。优选地，所述设定值扭矩设定值Ccons是全负荷扭矩Cstat。
因此，如图所示，离合器7在扭矩方面上升的非常快且在瞬间t21’达到最大动态扭矩Cdyn。因此，不再存在现有技术下的在两个冲程中重新获得扭矩的现象，随之是离合器扭矩Cemb首先达到最大动态扭矩Cdyn，然后全负荷扭矩Cstat符合曲线Cdyn。相对于现有技术下的方法所获得的扭矩由阴影区域17所表示。
需要注意的是，在本发明中，时间T是指离合器7滑移和全负荷扭矩Cstat在200——600ms之间的时间段达到，所述T在现有技术下的速比变化方法中一般大于600ms。
在离合器7逐渐关闭的阶段，发动机4转速状态Wmth比在现有技术下下降地更快，转速下降时刻的速度差由阴影区域18所表示。热力发动机转速状态Wmth加快下降改善了速比改变的声效。
与此同时，原动轴转速状态Wap向发动机转速状态Wmth发展，随后在瞬间t3之后在离合器7关闭时与发动机转速状态Wmth混同。
离合器7扭矩在离合器滑移阶段中的增大可以以可校准的方式根据发动机转速状态Wmth和变速器原动轴转速状态Wap之间的差异进行控制。
尤其是，发动机转速状态Wmth和原动轴转速状态Wap之间的差异越大，扭矩增大的越多以为了利用发动机的惯性。因此，在速度差异和离合器设定值的扭矩Ccons之间建立对应性的映射图A可以被储存在监测计算器15的存储中。