專利名稱：用于預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
用于預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法通過對(duì)機(jī)動(dòng)車中內(nèi)燃機(jī)的起停式運(yùn)轉(zhuǎn)的控制而完成過程，該方法用于實(shí)現(xiàn)所 謂的在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中的嚙合。在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中嚙合的意思是，使起動(dòng)裝置的起動(dòng)小齒輪(優(yōu)選形成為推力螺旋傳動(dòng)式起動(dòng)機(jī)(Schubschraubtriebstarter)) B齒合到內(nèi)燃機(jī)的尚在旋轉(zhuǎn)的齒圈中。內(nèi)燃機(jī)的尚在旋轉(zhuǎn)的齒圈的意思是，本身計(jì)劃、預(yù)設(shè)或已經(jīng)導(dǎo)入靜止?fàn)顟B(tài)，也就是內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸不再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在該慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速宏觀上減小。然而如果在細(xì)節(jié)上觀察內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，那么可以認(rèn)識(shí)到，該宏觀的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的特征表現(xiàn)為相對(duì)的最小值和最大值，并且由此表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速增大和轉(zhuǎn)速減小。在宏觀的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)期間的這種轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致起動(dòng)小齒輪很少能夠或不能夠在傳動(dòng)順滑的情況下嚙合到齒圈中。在此，存在的問題是圓周速度難以匹配，主要是指難以使齒圈與起動(dòng)小齒輪的圓周速度相等。圓周速度的差異導(dǎo)致起動(dòng)小齒輪和齒圈的齒相互間以碰撞形式承受載荷。此外，起動(dòng)小齒輪在高載荷下的提前起動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)小齒輪根本無法嚙合到齒圈中，但對(duì)此起動(dòng)小齒輪的齒開始時(shí)就在齒圈的齒上“咔咔”作響，并在此情況下導(dǎo)致起動(dòng)小齒輪及其齒顯著磨損。如果要使起動(dòng)小齒輪已經(jīng)順利嚙合到齒圈中，而且是在高轉(zhuǎn)矩載荷的情況下，那么由于齒圈的齒和起動(dòng)小齒輪的齒的可能很小的重合度而產(chǎn)生這樣的危險(xiǎn)，即，齒通常僅在一小段距離上承載，但對(duì)此在該位置上卻承受了對(duì)于該較小的重合度來說過高的行程載荷或齒載荷。這里會(huì)有齒斷裂或一部分齒斷裂的危險(xiǎn)。盡管如此，為了實(shí)現(xiàn)起動(dòng)小齒輪和齒圈能夠僅以很小的載荷在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中嚙合，需要盡可能精確地為這種相互間的嚙合作準(zhǔn)備。在這種準(zhǔn)備的范圍內(nèi)設(shè)置成預(yù)測(cè)適宜的嚙合時(shí)間點(diǎn)。由現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公知有不同的建議，用以在內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)現(xiàn)嚙合到齒圈中，并由此縮短起動(dòng)時(shí)間。由文獻(xiàn)DE 10 2006 011 644 Al已知一種裝置和用于操作裝置的方法，該裝置具有起動(dòng)小齒輪和內(nèi)燃機(jī)的齒圈，其中，求得齒圈和起動(dòng)小齒輪的轉(zhuǎn)速，以便使起動(dòng)小齒輪在內(nèi)燃機(jī)關(guān)斷之后以大體上相同的轉(zhuǎn)速在內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)轉(zhuǎn)過程中實(shí)現(xiàn)嚙合。為了求得同步的嚙合轉(zhuǎn)速，從控制器特征曲線族中分配數(shù)值。文獻(xiàn)DE 10 2006 039 112 Al描述了一種用于確定機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的方法。還描述了，該起動(dòng)機(jī)包括自身的起動(dòng)機(jī)控制器，用以計(jì)算起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且用以在起停式運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)由于降低的轉(zhuǎn)速不再能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)，才在沒有嚙合的條件下將起動(dòng)機(jī)小齒輪加速。該小齒輪以同步的轉(zhuǎn)速接合至慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)的齒圈中。文獻(xiàn)DE 10 2005 004 326描述了一種用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置，其具有單獨(dú)的接合過程和起動(dòng)過程。為此，該起動(dòng)裝置具有控制單元，該控制單元單獨(dú)地控制起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和促動(dòng)器，用于使起動(dòng)小齒輪接合。通過控制單元可以使小齒輪在駕駛員表達(dá)出新的起動(dòng)要求之前且在車輛的起動(dòng)過程之前嚙合到齒圈中。在此，促動(dòng)器作為接合繼電器已經(jīng)在內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)過程中已經(jīng)被啟動(dòng)。轉(zhuǎn)速界限值在此遠(yuǎn)小于發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度，以便使嚙合裝置的磨損維持盡可能小。為了避免在車載電路中由于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)非常高的起動(dòng)電流造成電壓干擾，通過控制實(shí)現(xiàn)一個(gè)柔和的起動(dòng)，例如通過對(duì)起動(dòng)機(jī)電流的時(shí)間控制來實(shí)現(xiàn)。車載電路的有效功率通過對(duì)電池狀態(tài)的分析而進(jìn)行監(jiān)控，并且相應(yīng)地對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行時(shí)鐘脈沖控制或進(jìn)行供電。而且，該發(fā)明還描述了，可以在內(nèi)燃機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)的不久之前或之后對(duì)曲軸進(jìn)行定位，以縮短起動(dòng)時(shí)間。文獻(xiàn)DE 10 2005 021 227A1描述了一種用于機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置，具有控制單元、起動(dòng)繼電器、起動(dòng)小齒輪和起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，用以實(shí)現(xiàn)起停式運(yùn)轉(zhuǎn)方案。

發(fā)明內(nèi)容
與迄今為止公知的方法相對(duì)，提供一種方法，通過該方法，不僅能夠更加快速地，而且還能夠以更高的精確度進(jìn)而減小的起動(dòng)小齒輪和齒圈的磨損實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的重新起動(dòng)。
本發(fā)明的根據(jù)權(quán)利要求I特征的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可靠的預(yù)先確定，驅(qū)動(dòng)軸通常也就是內(nèi)燃機(jī)的曲軸。在此，利用已知的過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求得驅(qū)動(dòng)軸的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，該后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的角度位置與第一和第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的角度位置不相同?；谒峁┑姆椒▽?shí)現(xiàn)了，求得驅(qū)動(dòng)軸周期性重復(fù)經(jīng)過的位置的所有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這些所有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指的是在最近經(jīng)過的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這也適用于驅(qū)動(dòng)軸的另外的周期性重復(fù)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。周期性重復(fù)的工作狀態(tài)例如是在兩個(gè)于時(shí)間進(jìn)程上相鄰的下止點(diǎn)之間或兩個(gè)相鄰的上止點(diǎn)之間的旋轉(zhuǎn)角范圍，這兩個(gè)下止點(diǎn)或上止點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)軸的曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)。在此，下止點(diǎn)或上止點(diǎn)不必是與驅(qū)動(dòng)軸或曲軸連接的同一個(gè)活塞的位置。根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定，為了簡(jiǎn)化方法的計(jì)算，第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在它們之間形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角，從數(shù)值來看，該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于空轉(zhuǎn)條件下兩個(gè)時(shí)間上先后點(diǎn)火的汽缸之間的點(diǎn)火周期。在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中，通常不再發(fā)生點(diǎn)火。優(yōu)選地，為了計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使用第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性。這樣實(shí)現(xiàn)了提高的預(yù)測(cè)精確性。在此規(guī)定，該第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和待計(jì)算的驅(qū)動(dòng)軸的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在它們之間形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角，該旋轉(zhuǎn)角同樣對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期。在本發(fā)明的又一設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，，在計(jì)算出第一后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后，求取另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在該另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的求取中利用另一個(gè)第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性。也就是說，由初始的第一和第二運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出發(fā)，采用新的第三運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以求得另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)所計(jì)算的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)量，使預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的間隔非常小，并由此在一個(gè)點(diǎn)火間隔或相應(yīng)的數(shù)值上大小相同的旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)求取的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)量越多，則得到的結(jié)論越好。為了實(shí)現(xiàn)盡可能簡(jiǎn)單卻精確的預(yù)測(cè)，可以這樣設(shè)計(jì)，即，在預(yù)先確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)假設(shè)，損失能量在經(jīng)過點(diǎn)火周期期間保持恒定，該損失能量例如通過持續(xù)作用的摩擦而產(chǎn)生。此外，優(yōu)選可以規(guī)定，通過氣體壓縮而可存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)汽缸中的能量不依賴于汽缸而有所區(qū)別。此外，可以假設(shè)內(nèi)燃機(jī)在時(shí)間進(jìn)程上具有恒定的慣性矩。因此，與其他的預(yù)測(cè)算法相比，不需要關(guān)于慣性運(yùn)轉(zhuǎn)特征進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)特異性的假設(shè)。
因此，這里提供的方法與發(fā)動(dòng)機(jī)老化、由于制造條件造成的系列偏差以及內(nèi)燃機(jī)工作參數(shù)的變化都不相關(guān)。該方法的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，不僅能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中驅(qū)動(dòng)軸各單個(gè)的可探測(cè)的角度位置、而且還能夠根據(jù)所有單個(gè)的可探測(cè)的角度位置來進(jìn)行速度預(yù)測(cè)計(jì)算。在以下的說明中同樣還列出了其他優(yōu)勢(shì)。


根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖中圖I示出了起動(dòng)裝置的縱剖視圖；圖2示出了內(nèi)燃機(jī)的曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖； 圖3示出了內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的示意性部分曲線圖；圖4示出了帶有不同輔助線的圖3的部分曲線圖；圖5示出了裝配有內(nèi)燃機(jī)、起動(dòng)裝置和其他組件的機(jī)動(dòng)車的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了起動(dòng)裝置10的縱剖視圖。該起動(dòng)裝置10例如具有起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13和預(yù)嚙合致動(dòng)器16 (例如繼電器、起動(dòng)機(jī)繼電器)。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13和電的預(yù)嚙合致動(dòng)器16固定在一個(gè)共同的驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19上。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13的作用是，在起動(dòng)小齒輪22嚙合在這里沒有示出的內(nèi)燃機(jī)的齒圈25中時(shí)，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)小齒輪22。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13具有作為殼體的極管28，該極管在內(nèi)周面上承載有極靴31，這些極靴分別由一個(gè)勵(lì)磁繞組34纏繞。這些極靴31又包住電樞37，該電樞具有一個(gè)由薄片40構(gòu)成的電樞鐵心43和一個(gè)設(shè)置在槽46中的電樞繞組49。電樞鐵心43壓裝在驅(qū)動(dòng)軸44上。此外，在驅(qū)動(dòng)軸13的遠(yuǎn)離起動(dòng)小齒輪22的一端上安裝了換向器52，該換向器尤其由單個(gè)的換向器薄片55構(gòu)成。這些換向器薄片55以公知的方式與電樞繞組49電連接，使得當(dāng)通過碳刷58給換向器薄片55通電時(shí),產(chǎn)生電樞37在極管28中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)置在電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16和起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13之間的電流引線61在接通狀態(tài)下不僅為碳刷58而且為勵(lì)磁線圈34供電。驅(qū)動(dòng)軸13在換向器側(cè)以軸頸64支撐在滑動(dòng)軸承67中，該滑動(dòng)軸承又位置固定地保持在換向器軸承蓋70中。換向器軸承蓋70又通過拉桿73 (采用螺紋緊固件，例如為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè))固定在驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19中，拉桿設(shè)置成分布在極管28的周邊上。在此，極管28支撐在驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19上，使換向器軸承蓋70支撐在極管28上。沿驅(qū)動(dòng)方向看，在電樞37上連接了一個(gè)所謂的太陽輪80，該太陽輪是行星齒輪機(jī)構(gòu)83的一部分。太陽輪80被多個(gè)行星齒輪86，通常是借助于滾動(dòng)軸承89支撐在軸頸92上的三個(gè)行星齒輪37包圍。行星齒輪37在內(nèi)齒圈95中滾動(dòng)，所述內(nèi)齒圈95以外側(cè)支承在極管28中。在朝輸出側(cè)的方向，行星架98與行星齒輪37相接，軸頸92容納在所述行星架中。行星架98又支承在中間支承件101和設(shè)置在該中間支承件101中的滑動(dòng)軸承104中。中間支承件101被設(shè)計(jì)為盆形，以便于在其中容納行星架98以及行星齒輪86。此外，在盆形的中間支承件101里還設(shè)置了內(nèi)齒圈95，該內(nèi)齒圈最后通過蓋107相對(duì)于電樞37封閉。中間支承件101也通過其外周邊支撐在極管28的內(nèi)側(cè)。電樞37在驅(qū)動(dòng)軸13的遠(yuǎn)離換向器52的端部上具有另一個(gè)同樣容納在滑動(dòng)軸承113中的軸頸110。所述滑動(dòng)軸承113又容納在行星架98的中央孔里。行星架98與輸出軸116 —體地連接。這個(gè)輸出軸通過它遠(yuǎn)離中間支承件101的端部119支承在另一個(gè)軸承122中，該另一軸承固定在驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19中。輸出軸116分為不同的區(qū)段接在設(shè)置在中間支承件101的滑動(dòng)軸承104中的區(qū)段后面的是帶有所謂的直齒125 (內(nèi)齒)的區(qū)段，該直齒是所謂的軸轂連接結(jié)構(gòu)的一部分。在這種情況下，這個(gè)軸轂連接結(jié)構(gòu)128使帶動(dòng)件131沿軸向的直線滑動(dòng)成為可能。該帶動(dòng)件131是套筒狀的突出部，該突出部和自由輪機(jī)構(gòu)137的盆形外圈132是一體連接的。這個(gè)自由輪機(jī)構(gòu)137(定向制動(dòng)器)此外還包括沿徑向設(shè)置在外圈132內(nèi)部的內(nèi)圈140。在內(nèi)圈140和外圈132之間設(shè)置了夾緊體138。這個(gè)夾緊體138與內(nèi)圈和外圈共同作用，防止在外圈和內(nèi)圈之間朝第二個(gè)方向的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。換句話說，自由輪機(jī)構(gòu)137能實(shí)現(xiàn)內(nèi)圈140和外圈132之間只朝一個(gè)方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，所述內(nèi)圈140被實(shí)施為與起動(dòng)小齒輪22和該起動(dòng)小齒輪的斜齒143(外斜齒)是一體的。替代地，起動(dòng)小齒輪22也可以實(shí)施 為直齒的小齒輪。代替帶有勵(lì)磁繞組34的電磁激勵(lì)的極靴31，還可以使用永磁激勵(lì)的極。但是，所述預(yù)嚙合致動(dòng)器16或者更具體地說銜鐵168還有一項(xiàng)任務(wù)，即，通過拉動(dòng)元件187使一個(gè)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的桿件運(yùn)動(dòng)。通常被構(gòu)造為叉形桿的該桿件190通過兩個(gè)這里沒有示出的“尖齒”在其外周上包住兩個(gè)盤片193和194，以使夾在這兩個(gè)盤片之間的傳動(dòng)環(huán)197克服彈簧200的阻力向自由輪機(jī)構(gòu)137運(yùn)動(dòng)，并且由此使起動(dòng)小齒輪22嚙合在齒圈25中。接下來對(duì)嚙合機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)說明。電的預(yù)嚙合致動(dòng)器16具有螺栓150，該螺栓為一個(gè)電觸點(diǎn)，并且在組裝到車輛中的情況下，該螺栓連接到電起動(dòng)機(jī)電池(這里未示出)的正極上。該螺栓150穿過蓋體153。第二螺栓152為用于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)13的端子，通過電流引線61 (粗絞合線)給該起動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電。蓋體153封住由鋼制成的殼體156，該殼體借由多個(gè)固定部件159(螺紋緊固件)而固定在驅(qū)動(dòng)端軸承蓋19上。在電的預(yù)嚙合致動(dòng)器16中，設(shè)有用于對(duì)叉形桿190施加拉力的進(jìn)給裝置160和切換裝置161。進(jìn)給裝置160具有線圈162，切換裝置161具有線圈165。進(jìn)給裝置160的線圈162和切換裝置161的線圈165分別在接通狀態(tài)下產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)流經(jīng)不同的構(gòu)件。軸轂連接結(jié)構(gòu)128還可以設(shè)計(jì)成用多頭螺紋齒(Steilgewindeverzahnung)替換直齒125。在此可以實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)合a)起動(dòng)小齒輪22是斜齒，軸轂連接結(jié)構(gòu)128具有直齒125 ；b)起動(dòng)小齒輪22是斜齒，軸轂連接結(jié)構(gòu)128具有多頭螺紋齒；或者，c)起動(dòng)小齒輪22是直齒，軸轂連接結(jié)構(gòu)128具有多頭螺紋齒。在圖2中示出了內(nèi)燃機(jī)210的示意圖。內(nèi)燃機(jī)210具有已經(jīng)提到的齒圈25，在圖2中示出了該齒圈的所謂的齒輪節(jié)圓213。該齒輪節(jié)圓213與另一個(gè)齒輪節(jié)圓216相切。齒輪節(jié)圓213為齒圈25的齒的齒輪節(jié)圓213，而齒輪節(jié)圓216為起動(dòng)小齒輪22的齒的齒輪節(jié)圓。然而這里為了便于觀察和理解，并沒有示出齒輪節(jié)圓216這里為內(nèi)燃機(jī)210的一部分。在這里用兩條相交的點(diǎn)劃線示出的旋轉(zhuǎn)中心處，示出了內(nèi)燃機(jī)210的驅(qū)動(dòng)軸222的旋轉(zhuǎn)軸線219。該驅(qū)動(dòng)軸222在此實(shí)施為所謂的曲軸。從驅(qū)動(dòng)軸222的中央的純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部分延伸出曲柄部225或曲柄區(qū)段。在曲柄銷228上鉸接一根連桿231。該連桿231的一端鉸接在曲柄銷228上，連桿231的另一端通過活塞銷234鉸接在活塞237上。該活塞237又線性可滑動(dòng)地設(shè)置在汽缸240中。在活塞底243和未詳細(xì)說明的汽缸蓋的上表面246之間具有燃燒室249。根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)210的實(shí)施例，在驅(qū)動(dòng)軸222上可以鉸接多個(gè)連桿231以及由此還鉸接多個(gè)活塞237 (多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)或多汽缸內(nèi)燃機(jī))。圖2中所示的箭頭252表示在內(nèi)燃機(jī)210的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)軸222的旋轉(zhuǎn)方向。這種內(nèi)燃機(jī)210通常由控制器255來控制。如果現(xiàn)在該控制器255獲得一個(gè)信號(hào)258，該信號(hào)通知控制器255應(yīng)該切斷內(nèi)燃機(jī)210，那么就中斷例如這里未示出的燃料供應(yīng)，由此使內(nèi)燃機(jī)210在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。這種慣性運(yùn)轉(zhuǎn)261在圖3中詳細(xì)示出。在圖3中示例性且部分地示出曲線k，該曲線示出內(nèi)燃機(jī)210的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)。該曲線k具有多個(gè)特征點(diǎn)。屬于這些特征點(diǎn)的有三個(gè)相對(duì)最大值，其用UT1、UT2和UT3表示。另外兩個(gè)突出的點(diǎn)是兩個(gè)相對(duì)最小值，其用OTl和0T2來表示?？s寫UT表示“下止點(diǎn)”，縮寫OT表示“上止點(diǎn)”。結(jié)合圖2，當(dāng)連桿231與曲柄部225之間的角度β正好為O度時(shí)，那么就處于下止點(diǎn)I。如果活塞237位于所謂的上止點(diǎn)，那么角度β等于180°。僅對(duì)于這個(gè)例子， 假設(shè)UT和OT的位置在最大值和最小值的位置處。實(shí)際上，UT以及還有OT可以處于最大值或最小值的旁邊。相應(yīng)的實(shí)際位置例如取決于閥控制時(shí)間、壓縮狀態(tài)和其他因素。屬于其他因素的例如還有當(dāng)發(fā)電機(jī)通常通過皮帶傳動(dòng)與內(nèi)燃機(jī)210相聯(lián)接時(shí)，在該發(fā)電機(jī)上產(chǎn)生的載荷所造成的影響。如圖3所示，在下止點(diǎn)UTl處是驅(qū)動(dòng)軸222的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2，在下止點(diǎn)UT2處是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn，在下止點(diǎn)UT3處是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη+2，在上止點(diǎn)OTl處是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_1;以及在上止點(diǎn)0Τ2處是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη+1。對(duì)于各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)間tn_2、tn_!>tn+1和tn+2、以及與各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZ相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軸222的角速度ωη_2、ωη、ωη+1和ωη+2。此外，在圖3中還詳細(xì)標(biāo)出三個(gè)標(biāo)記，即，下止點(diǎn)UTl和UT2之間的角間距、UT2和υτ3之間的角間距、以及還有下止點(diǎn)UTi和υτ2之間的角間距。在此，角度φζ對(duì)應(yīng)于在內(nèi)燃機(jī)210的曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中、在兩個(gè)從時(shí)間進(jìn)程上看相鄰的上止點(diǎn)OT之間的角間距，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)210在這個(gè)范圍內(nèi)并沒有處于慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中時(shí)，則理論上可在所述上止點(diǎn)處設(shè)計(jì)點(diǎn)火。換句話說，這里出現(xiàn)的上止點(diǎn)OTl指的是處于燃燒室249中的氣體完成壓縮的上止點(diǎn)。在上止點(diǎn)0Τ2也具有相同的狀態(tài)，其中，同樣地活塞237將燃燒室249中的氣體壓縮。在慣用的4缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中，在準(zhǔn)穩(wěn)定的工作過程中的這個(gè)點(diǎn)火間隔Φζ正好是180°。在6缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中，這個(gè)角度Φζ可等于120°。由此可知，圖3的示意圖就這一點(diǎn)具有普遍性。圖3中所示的下止點(diǎn)UT1、UT2和UT3對(duì)應(yīng)于活塞237恰好在換氣過程的第一部分(燃燒氣體排出)時(shí)的下止點(diǎn)。用于預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)210驅(qū)動(dòng)軸222的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη+1的方法優(yōu)選地在對(duì)于系統(tǒng)(機(jī)動(dòng)車、內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)控制裝置)已知內(nèi)燃機(jī)210切斷或應(yīng)該切斷之后，求取運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2進(jìn)而求取第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這里還包括，求取與該第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2相對(duì)應(yīng)的特性，也就是說，求取時(shí)間tn_2以及還有角速度ωη_2。時(shí)間tn_2的求取結(jié)果例如可以簡(jiǎn)單地為系統(tǒng)任意的時(shí)間點(diǎn)，也就是說明顯在內(nèi)燃機(jī)201停止運(yùn)轉(zhuǎn)之前開始流逝的時(shí)間；或者例如是隨著信號(hào)(該信號(hào)與內(nèi)燃機(jī)201的停止信號(hào)一致)開始起動(dòng)的時(shí)間；或者實(shí)際上，在特定的角度位置φη-2上待詢問或待計(jì)算的特性開始運(yùn)行的時(shí)間點(diǎn)tn_2。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_2的另一個(gè)特性是在時(shí)間點(diǎn)tn_2時(shí)存在的角速度ωη_2。對(duì)于其求取，這里提供了兩種可行方案第一種可行方案是，對(duì)于系統(tǒng)獲取在時(shí)刻tn_2存在的實(shí)際已知的角速度。第二種可行方案是，在時(shí)間點(diǎn)tn_2計(jì)算出存在的角速度ωη_2。該角速度ωη_2的計(jì)算例如可以這樣實(shí)現(xiàn)，即，對(duì)一個(gè)確定的傳感器信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。如圖2所示，系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速傳感器300，該轉(zhuǎn)速傳感器例如識(shí)別齒圈25的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或識(shí)別與此直接相關(guān)的傳感輪或傳感器輪廓的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)由轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的信號(hào)例如傳遞給控制器255。該隨時(shí)間變化的信號(hào)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，從而通過時(shí)間點(diǎn)的變化At以及由轉(zhuǎn)速傳感器300提供的信號(hào)種類實(shí)現(xiàn)了在工作狀態(tài)BZn_2時(shí)的角速度ωη_2的計(jì)算。如在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2時(shí)那樣，還求出在時(shí)間點(diǎn)tn_2時(shí)尚屬于未來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn及其特性。這在驅(qū)動(dòng)軸222從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_2時(shí)的驅(qū)動(dòng)軸位置φη-2開始、額外經(jīng)過一個(gè)旋轉(zhuǎn)角Δφ而占據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)BZn之后發(fā)生。與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2及其對(duì)應(yīng)的特性相類似地，計(jì)算或求出這個(gè)在時(shí)間點(diǎn)tn、具有角速度ωη的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由兩個(gè)過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_2、BZn為出發(fā)點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)成，對(duì)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη+1進(jìn)行計(jì)算，并且由此通過計(jì)算求得特性tn+1和ωη+1。相對(duì)于另一個(gè)過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZlri，該后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη+1具有旋轉(zhuǎn)角差異，該旋轉(zhuǎn)角差異在數(shù)值上對(duì)應(yīng)于Δφ的旋轉(zhuǎn)角間距，該旋轉(zhuǎn)角間距與點(diǎn)火間隔(Pz大小相同。圖3中，這兩個(gè)點(diǎn)或狀態(tài)是位于一個(gè)上止點(diǎn)0Τ2的ΒΖη+1以及相對(duì)于ΒΖη+1回置一個(gè)點(diǎn)火周期φζ的同樣在一個(gè)上止點(diǎn)(這里為0Τ1)處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_i。 待評(píng)估的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn+1同樣能夠順利地例如在上止點(diǎn)0T2之后移動(dòng)60°到點(diǎn)A2。然后在點(diǎn)Al處可以看到相應(yīng)的點(diǎn)或過去的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),該點(diǎn)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同樣位于上止點(diǎn)OTl之后的60°處。在此處可以提到的是，這兩個(gè)過去的第一和第二運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可以位于一個(gè)OT之后的例如60°處，參見圖3中相應(yīng)的點(diǎn)Cl和C2。以這個(gè)狀況為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)一步的程序如下第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_2例如可以通過角速度ωη_2、瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)軸角度φη_2、第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)ΒΖη_2所處的時(shí)間tn_2來表示。此外，可以表示出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)BZn_2的能量狀態(tài)?？偰芰縀n_2為
權(quán)利要求
1.一種以驅(qū)動(dòng)軸(222)的過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn、BZn_2)為基礎(chǔ)預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)(210)驅(qū)動(dòng)軸(222)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn+1)的方法，其中，為此利用與第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn_2)相對(duì)應(yīng)的特性(tn_2、ωη_2)以及與第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)相對(duì)應(yīng)的特性(tn、ωη)，并且所述驅(qū)動(dòng)軸(222)占據(jù)周期性反復(fù)的角度位置(φη_2、φη、φη+2;φη-ι、φη+ι )，其特征在于，借助于評(píng)估出的第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn_2)和評(píng)估出的第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)求出驅(qū)動(dòng)軸(222)在角度位置(φη+ι )處的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)以及與該后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的特性(tn+1、φη+ )，其中，求出的所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)的角度位置(φη+1 )與第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη_2)和第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)的角度位置(φη.2、φη )不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn_2)和所述第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)之間形成一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的旋轉(zhuǎn)角(Δφ )，該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φΖ )的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，利用第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZlri)的特性ω^)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)進(jìn)行計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZlri)和待求取的所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)之間形成一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的旋轉(zhuǎn)角(Δφ),該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φζ )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在計(jì)算出第一后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)之后，求取另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+χ)，在該另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的求取中利用另一個(gè)第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη_χ)的特性(tn+x、ωη+χ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述另一個(gè)第三過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη_χ)和所述另一個(gè)后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+χ)之間形成一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的旋轉(zhuǎn)角(Δφ),該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φΖ )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在預(yù)先確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)時(shí)假設(shè)，損失能量(Ews)在經(jīng)過驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角(Δφ )期間基本保持恒定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，在預(yù)先確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)時(shí)假設(shè)，在所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的不同角度位置(φη-2、φη-1、φη、Φη+ι )處的存儲(chǔ)在內(nèi)燃機(jī)(210)中的壓縮能量(Ek_,n_2、Ekomp,^. Ekomp,n, Ekomp,n+1)假設(shè)相等，其中，不同的角度位置(φη_2、φη- ' φη、φη+ι )以一個(gè)旋轉(zhuǎn)角(Δφ )間隔開，該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φζ )的整數(shù)的倍數(shù)(V)，其中倍數(shù)至少為I。
9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在預(yù)先確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+1)時(shí)假設(shè)，所述驅(qū)動(dòng)軸(222)的慣性矩(J)和與其有效連接的運(yùn)動(dòng)部件在所經(jīng)過的角度(φ )上保持恒定。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη_2)和第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)之間包含一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZqt),在該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中與所述驅(qū)動(dòng)軸(222)連接的活塞(237)處于與上止點(diǎn)(OT)相對(duì)應(yīng)的位置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn_2、BZlri、BZn、BZn+1、BZn+2、BZn+x、BZn_x、…)的能量狀態(tài)在任何瞬間都是動(dòng)能與壓縮能量之和。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φζ)的旋轉(zhuǎn)角(Δφ )間隔開的兩個(gè)不同角度位置(φη-2、φη-ι、φη、φη+ι )之間的能量差對(duì)應(yīng)于損失能量(Ews)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn_2、BZn、BZn+2 ^ZnYBZnJ分別組成一組，其中，在一個(gè)組之內(nèi)，兩個(gè)直接相鄰的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)角(Δφ ),該旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火周期(φζ );并且，在每?jī)蓚€(gè)這樣直接相鄰的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間適用角速度差與時(shí)間差的商是恒定的
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定適合用于使起動(dòng)小齒輪(22)嚙合到齒圈(25)中的角速度(ωζ、(Ozb);然后，當(dāng)預(yù)先確定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(ΒΖη+χ)具有適宜的角速度(ωζ、ωζ 3)時(shí)，對(duì)時(shí)間點(diǎn)(tstart)進(jìn)行計(jì)算，在該時(shí)間點(diǎn)上起動(dòng)裝置(10)以其起動(dòng)小齒輪(22)開始預(yù)嚙合。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品能夠通過程序命令(306)加載到至少一個(gè)程序存儲(chǔ)器(303)中，從而，當(dāng)在至少一個(gè)控制器(255)中執(zhí)行程序時(shí)，執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
16.一種用于機(jī)動(dòng)車(310)中的內(nèi)燃機(jī)(210)的起停式運(yùn)轉(zhuǎn)的控制器，所述控制器用于短時(shí)間停止和起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)(210)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(210)能夠通過電起動(dòng)裝置(10)來起動(dòng)，其中，所述控制器(255)具有處理器(313)，該處理器具有程序存儲(chǔ)器(303)，其特征在于，所述處理器(313)為檢測(cè)裝置、評(píng)估裝置和控制裝置，以通過限定的方式觸發(fā)所述起動(dòng)裝置(10)，其中，在程序存儲(chǔ)器(303)中加載根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至15中任意一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以驅(qū)動(dòng)軸(222)的過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn、BZn-2)為基礎(chǔ)預(yù)先確定內(nèi)燃機(jī)(210)驅(qū)動(dòng)軸(222)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn+1)的方法，其中，為此使用與第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn-2)對(duì)應(yīng)的特性(tn-2、ωn-2)和與第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)對(duì)應(yīng)的特性(tn、ωn)，且驅(qū)動(dòng)軸(222)占據(jù)周期性反復(fù)的角度位置其特征在于，借助于評(píng)估出的第一過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn-2)和評(píng)估出的第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn)求出驅(qū)動(dòng)軸(222)在角度位置處的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn+1)以及與該后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的特性(tn+1、)，其中，求出的驅(qū)動(dòng)軸(222)的后繼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn+1)的角度位置與第一和第二過去運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(BZn、BZn-2)的角度位置不相同。
文檔編號(hào)F02N11/08GK102859180SQ201180018328
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者M·茨維克, M·勒斯勒, E·毛里茨, S·圖姆貝克 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司