[发明专利]用于预先确定内燃机驱动轴的运动状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于预先确定内燃机驱动轴的运动状态的方法。

背景技术

用于预先确定内燃机驱动轴运动状态的方法通过对机动车中内燃机的起停式运转的控制而完成过程，该方法用于实现所谓的在惯性运转中的啮合。在惯性运转中啮合的意思是，使起动装置的起动小齿轮(优选形成为推力螺旋传动式起动机(Schubschraubtriebstarter))啮合到内燃机的尚在旋转的齿圈中。内燃机的尚在旋转的齿圈的意思是，本身计划、预设或已经导入静止状态，也就是内燃机的驱动轴不再继续旋转。在该惯性运转中，驱动轴的转速宏观上减小。然而如果在细节上观察内燃机驱动轴的惯性运转，那么可以认识到，该宏观的惯性运转的特征表现为相对的最小值和最大值，并且由此表现为转速增大和转速减小。在宏观的惯性运转期间的这种转速波动导致：起动小齿轮很少能够或不能够在传动顺滑的情况下啮合到齿圈中。在此，存在的问题是圆周速度难以匹配，主要是指难以使齿圈与起动小齿轮的圆周速度相等。圆周速度的差异导致起动小齿轮和齿圈的齿相互间以碰撞形式承受载荷。此外，起动小齿轮在高载荷下的提前起动还会导致起动小齿轮根本无法啮合到齿圈中，但对此起动小齿轮的齿开始时就在齿圈的齿上“咔咔”作响，并在此情况下导致起动小齿轮及其齿显著磨损。如果要使起动小齿轮已经顺利啮合到齿圈中，而且是在高转矩载荷的情况下，那么由于齿圈的齿和起动小齿轮的齿的可能很小的重合度而产生这样的危险，即，齿通常仅在一小段距离上承载，但对此在该位置上却承受了对于该较小的重合度来说过高的行程载荷或齿载荷。这里会有齿断裂或一部分齿断裂的危险。尽管如此，为了实现起动小齿轮和齿圈能够仅以很小的载荷在惯性运转中啮合，需要尽可能精确地为这种相互间的啮合作准备。在这种准备的范围内设置成预测适宜的啮合时间点。

由现有技术已经公知有不同的建议，用以在内燃机的惯性运转中实现啮合到齿圈中，并由此缩短起动时间。

由文献DE 10 2006 011 644 A1已知一种装置和用于操作装置的方法，该装置具有起动小齿轮和内燃机的齿圈，其中，求得齿圈和起动小齿轮的转速，以便使起动小齿轮在内燃机关断之后以大体上相同的转速在内燃机惯性运转过程中实现啮合。为了求得同步的啮合转速，从控制器特征曲线族中分配数值。

文献DE 10 2006 039 112 A1描述了一种用于确定机动车内燃机的起动机的转速的方法。还描述了，该起动机包括自身的起动机控制器，用以计算起动机转速，并且用以在起停式运转中，当内燃机的自动起动由于降低的转速不再能够实现时，才在没有啮合的条件下将起动机小齿轮加速。该小齿轮以同步的转速接合至惯性运转的内燃机的齿圈中。

文献DE 10 2005 004 326描述了一种用于内燃机的起动装置，其具有单独的接合过程和起动过程。为此，该起动装置具有控制单元，该控制单元单独地控制起动机电动机和促动器，用于使起动小齿轮接合。通过控制单元可以使小齿轮在驾驶员表达出新的起动要求之前且在车辆的起动过程之前啮合到齿圈中。在此，促动器作为接合继电器已经在内燃机的惯性运转过程中已经被启动。转速界限值在此远小于发动机的空转速度，以便使啮合装置的磨损维持尽可能小。为了避免在车载电路中由于起动电动机非常高的起动电流造成电压干扰，通过控制实现一个柔和的起动，例如通过对起动机电流的时间控制来实现。车载电路的有效功率通过对电池状态的分析而进行监控，并且相应地对起动机电动机进行时钟脉冲控制或进行供电。而且，该发明还描述了，可以在内燃机静止状态的不久之前或之后对曲轴进行定位，以缩短起动时间。

文献DE 10 2005 021 227A1描述了一种用于机动车内燃机的起动装置，具有控制单元、起动继电器、起动小齿轮和起动电动机，用以实现起停式运转方案。

发明内容

与迄今为止公知的方法相对，提供一种方法，通过该方法，不仅能够更加快速地，而且还能够以更高的精确度进而减小的起动小齿轮和齿圈的磨损实现内燃机的重新起动。

本发明的根据权利要求1特征的方法实现了对驱动轴运动状态的可靠的预先确定，驱动轴通常也就是内燃机的曲轴。在此，利用已知的过去运动状态求得驱动轴的后继运动状态，该后继运动状态的角度位置与第一和第二过去运动状态的角度位置不相同。

基于所提供的方法实现了，求得驱动轴周期性重复经过的位置的所有运动状态，这些所有运动状态指的是在最近经过的运动状态之后进行的运动状态。这也适用于驱动轴的另外的周期性重复的运动状态。