用于实现内燃机的停机的方法和控制单元技术

本发明专利技术描述了一种用于车辆的控制单元。车辆包括具有轴的内燃机，该轴能够与电机耦合或能够从电机解耦。控制单元被配置为在内燃机停机的情况下，将电机与内燃机耦合。控制单元还被配置为促使电机引导内燃机的轴。控制单元还被配置为确定被引导的轴的转速等于或小于转速阈值，并且响应于确定被引导的轴的转速等于或小于转速阈值，将电机从内燃机解耦，使得内燃机在不被电机引导的情况下达到静止状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实现内燃机的停机的方法和控制单元
本专利技术涉及用于实现内燃机的停机的方法和相应的控制单元。
技术介绍
为了在没有起动器的情况下实现(例如直喷式的)内燃机的起动，内燃机的至少一个活塞通常被定位在特定的停止位置中。停止位置可以被定义成使得活塞的停止位置与位于相应的汽缸中的空气一起在随后起动的燃烧过程中实现尽可能大的扭矩，特别是最大扭矩。因此，在没有起动器的情况下也可以实现可靠的起动。在内燃机的停止过程中，可能会发生内燃机的振动，这对于车辆的使用者来说可能会感觉不舒服。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是，使得能够以高效且舒适的方式精确地设置内燃机的轴或活塞的停止位置，特别是对于具有混合动力驱动的车辆。该目的由独立权利要求实现。尤其是在从属权利要求中描述了有利实施方式。应当指出的是，独立权利要求的从属权利要求的附加特征可以在没有独立权利要求的特征的情况下，或在仅与独立权利要求的特征子集结合的情况下，形成单独的且独立于独立权利要求的所有特征组合的专利技术，该专利技术可以作为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。以同样的方式，这也适用于说明书中描述的技术教导，这些技术教导可以形成独立于独立权利要求的特征的专利技术。根据一个方面，描述了一种用于车辆的控制单元，特别是用于具有混合动力驱动的车辆的控制单元。车辆包括具有轴(特别是曲轴)的内燃机，该轴可以与电机耦合或从电机解耦。换句话说，内燃机的轴能够与电机耦合或能够从电机解耦。例如，车辆的动力总成可以具有分离式离合器，内燃机的轴可以通过该分离式离合器与电机(电机的轴)耦合或从电机(电机的轴)解耦。电机还可以通过传动器与车辆的一个或多个车轮耦合。控制单元被配置为在内燃机的停机的情况下将电机与内燃机耦合，使得电机引导内燃机的轴直至达到转速阈值。特别地，控制单元可以被配置为将电机与内燃机耦合。例如，控制单元可以促使分离式离合器将电机的轴与内燃机的轴耦合。此外，控制单元可以被配置为促使电机引导内燃机的轴。内燃机的轴可以从初始转速(例如空转转速)被引导到(较低的)转速阈值。转速阈值大于零，例如是50U/min、100U/min、200U/min或更高。在停机开始时，可以停止将燃料供应(尤其是喷射)到内燃机的一个或多个汽缸中。然后，在停机的情况下，内燃机通常泵吸基本上无燃料的空气。特别地，在进气冲程中可以通过进气门将空气吸入到内燃机的汽缸中。此外，在压缩冲程中可以通过排气门将空气从内燃机的汽缸中泵出。在停机开始时，内燃机的轴具有高于转速阈值的初始转速。初始转速可以对应于内燃机的空转转速。与振动相关的内燃机转速范围(该转速范围例如包括内燃机的至少一个共振频率)可以位于初始转速与转速阈值之间。因此，内燃机的轴可以由电机以受控的方式从初始转速引导(特别是制动)到转速阈值。控制单元可以被配置为促使电机根据目标转速特性、根据目标扭矩特性和/或根据目标轴位置特性来引导内燃机的轴。目标转速特性可以指示轴转速在时间上的目标曲线，或可以是轴转速在时间上的目标曲线。目标扭矩特性可以指示由电机作用到轴上的扭矩在时间上的目标曲线，或可以是由电机作用到轴上的扭矩在时间上的目标曲线。目标轴位置特性可以指示内燃机的轴位置(特别是旋转角度或角位置)在时间上的目标曲线，或可以是内燃机的轴位置在时间上的目标曲线。因此，在停机的引导阶段中，内燃机的轴可以按照所定义的方式(即根据特定的目标特性)被引导直到特定的转速阈值。因此，可以在停机时减少或避免内燃机的振动。此外，可以使得在达到转速阈值时(即在引导阶段结束时)，内燃机的轴具有所定义的状态。特别地，在引导阶段结束时可以以精确的方式设置内燃机的轴的动能和/或位置(即旋转角度或角位置)。因此，可以支持将内燃机的轴精确地停在特定的停止位置(即具有特定的旋转角度或在特定的角位置)。控制单元还被配置为在达到转速阈值时将电机从内燃机解耦，使得内燃机的轴在不被电机引导的情况下达到静止状态或可以达到静止状态。特别地，控制单元可以被配置为确定被引导的内燃机轴的转速等于或小于转速阈值。响应于该确定(即如果确定被引导的轴的转速等于或小于转速阈值)，可以将电机从内燃机解耦，使得内燃机的轴不再被电机引导。然后，内燃机的轴通常仅通过上述的泵操作而被制动，从而在不被电机引导的情况下达到静止状态。因此，在达到转速阈值时可以结束引导阶段，并且可以开始空转阶段，在该空转阶段中，内燃机的轴在不受电机作用的情况下(仅通过内燃机的泵操作)被制动并且达到静止状态。由于先前的引导阶段(该引导阶段延续直到所定义的转速阈值)，即使在不被电机引导的情况下，内燃机的轴也可以在所定义的停止位置中达到静止状态。因此，控制单元通过引导阶段和随后的空转阶段的组合实现将内燃机的轴以低振动的方式停在所定义的停止位置。在引导阶段期间，可以使用低成本的电机，因为引导阶段在达到大于零(例如在100U/min与400U/min之间)的转速阈值时结束，因此例如不需要具有步进电机功能的电机。控制单元可以被配置为促使电机根据目标转速特性和/或目标轴位置特性来设置(特别是控制)轴的实际转速和/或轴的实际位置。实际转速和/或实际位置可以直接地或间接地通过车辆的一个或多个传感器检测。因此，在引导阶段中可以控制轴的转速和/或位置。为此，控制单元可以被配置为根据轴的实际转速和/或实际位置(特别是根据实际转速与(来自目标转速特性的)目标转速之差和/或根据实际位置与(来自目标位置特性的)目标位置之差)调整由电机作用到轴上的扭矩。通过控制轴的转速和/或位置可以进一步减少停机时的振动和/或进一步提高所定义的停止位置的设置精度。目标转速特性、目标扭矩特性和/或目标轴位置特性优选地取决于轴处于静止状态时的轴的目标停止位置。特别地，目标转速特性、目标扭矩特性和/或目标轴位置特性可以被定义成使得内燃机的轴在引导阶段结束时具有(特别是关于动能和/或位置)所定义的状态，该状态使得轴在随后的空转阶段中在所定义的停止位置达到静止状态。在对于特定的内燃机的试验范畴中，可以以实验地方式确定目标转速特性、目标扭矩特性和/或目标轴位置特性。目标转速特性、目标扭矩特性和/或目标轴位置特性可以取决于内燃机的温度、内燃机周围的气压和/或内燃机的运行年限。例如，可以为不同的温度值、气压值和/或年限值提供不同的特性(例如作为特性曲线和/或查找表)。然后，控制单元可以为具体的停机确定当前的温度值、气压值和/或年限值，并且基于此为停机的引导阶段选择目标转速特性、目标扭矩特性和/或目标轴位置特性。因此，可以进一步减少停机时的振动和/或进一步提高所定义的停止位置的设置精度。如上面已经说明的，内燃机和/或车辆可以具有与振动相关的转速范围。转速阈值优选地使得与振动相关的转速范围位于(在停机开始时的)初始转速与转速阈值之间。以来自与振动相关的转速范围的转速进行旋转的轴会引起内燃机和/或车辆的共振(这会使车辆的使用者感到不舒服)。内燃机可以被设计为使得内燃机的轴在不受电机作用的情况下在参考时间内穿越与振动相关的转速范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆(100)的控制单元(101)，其中所述车辆(100)包括具有轴(103、203)的内燃机(102)，所述轴能够与电机(105)耦合或能够从所述电机(105)解耦，其中所述控制单元(101)被配置为在所述内燃机(102)停机的情况下，/n-将所述电机(105)与所述内燃机(102)耦合；/n-促使所述电机(105)引导所述内燃机(102)的所述轴(103、203)；/n-确定被引导的所述轴(103、203)的转速等于或小于转速阈值(304)；并且/n-响应于确定所述轴(103、203)的转速等于或小于所述转速阈值(304)，将所述电机(105)从所述内燃机(102)解耦，使得所述内燃机(102)的所述轴(103、203)在不被所述电机(105)引导的情况下达到静止状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171128 DE 102017221320.51.一种用于车辆(100)的控制单元(101)，其中所述车辆(100)包括具有轴(103、203)的内燃机(102)，所述轴能够与电机(105)耦合或能够从所述电机(105)解耦，其中所述控制单元(101)被配置为在所述内燃机(102)停机的情况下，
-将所述电机(105)与所述内燃机(102)耦合；
-促使所述电机(105)引导所述内燃机(102)的所述轴(103、203)；
-确定被引导的所述轴(103、203)的转速等于或小于转速阈值(304)；并且
-响应于确定所述轴(103、203)的转速等于或小于所述转速阈值(304)，将所述电机(105)从所述内燃机(102)解耦，使得所述内燃机(102)的所述轴(103、203)在不被所述电机(105)引导的情况下达到静止状态。


2.根据权利要求1所述的控制单元(101)，其中
-所述控制单元(101)被配置为促使所述电机(105)根据目标转速特性、根据目标扭矩特性和/或根据目标轴位置特性来引导所述内燃机(102)的所述轴(103、203)；并且
-所述目标转速特性指示所述轴(103、203)的转速在时间上的目标曲线；和/或
-所述目标扭矩特性指示由所述电机(105)作用到所述轴(103、203)上的扭矩在时间上的目标曲线；和/或
-所述目标轴位置特性指示所述内燃机(102)的所述轴(103、203)的位置(210)在时间上的目标曲线。


3.根据权利要求2所述的控制单元(101)，其中所述控制单元(101)被配置为促使所述电机(105)根据所述目标转速特性和/或所述目标轴位置特性来设置所述轴(103、203)的实际转速和/或所述轴(103、203)的实际位置(210)，特别是控制所述轴(103、203)的实际转速和/或所述轴(103、203)的实际位置(210)。


4.根据权利要求3所述的控制单元(101)，其中所述控制单元(101)被配置为根据所述轴(103、203)的实际转速和/或实际位置(210)调整由所述电机(105)作用到所述轴(103、203)上的扭矩。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的控制单元(101)，其中所述目标转速特性、所述目标扭矩特性和/或所述目标轴位置特性取决于所述轴(103、203)处于静止状态时的所述轴(103、203)的目标停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克里斯特，D·施瓦茨巴赫，
申请(专利权)人：宝马汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE