用于對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的方法，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，所述方法具有以下步驟：在給磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測（103）磁體線圈信號(hào)，用于獲得信號(hào)分布、特別是電流分布；通過對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生（105）微分分布；在所述微分分布中確定（107）過零點(diǎn)；并且在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控（109）。
【專利說明】用于對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)車輛驅(qū)動(dòng)裝置用的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控的方法和裝置，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，其中在起動(dòng)過程中，所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪借助于起重電磁體嚙合到車輛驅(qū)動(dòng)裝置、尤其內(nèi)燃機(jī)的齒圈中。例如所述嚙合小齒輪在到達(dá)所嚙合的最終位置時(shí)或者之前使起重電磁體中的接觸橋閉合，由此向電起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)供電。
[0003]在理想情況中，所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪與車輛驅(qū)動(dòng)裝置中的相應(yīng)的齒圈如此以相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來布置，從而在激活起重電磁體時(shí)所述嚙合小齒輪直接滑到所述齒圈中。但是也可以這樣安排:小齒輪的一個(gè)輪齒在嚙合過程中首先完全或者部分地與所述齒圈的一個(gè)輪齒搭接并且由此防止直接的嚙合。尤其在小齒輪磨損或者齒圈磨損的情況下，在這種情況中會(huì)出現(xiàn)如下結(jié)果:所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)并且嚙合小齒輪由于齒位而沒有嚙合到齒圈中。更確切地說，嚙合小齒輪的輪齒與齒圈的輪齒彼此滑過，從而車輛驅(qū)動(dòng)裝置未被起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0004]對(duì)于傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來說，例如通過內(nèi)燃機(jī)的功能來檢查，在特定的時(shí)間之后是否結(jié)束了嚙合過程。如果在這個(gè)特定的時(shí)間之后不能探測到成功的嚙合過程，那就例如中斷嚙合過程并且可以重新起動(dòng)。但是，這對(duì)起停系統(tǒng)中的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響，其中應(yīng)該在盡可能短的時(shí)間里重新起動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的任務(wù)目的是，給出一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的方法和裝置，利用所述方法和裝置可以簡化地監(jiān)控嚙合過程。
[0006]所述目的借助于獨(dú)立權(quán)利要求的相應(yīng)的主題來實(shí)現(xiàn)。有利的設(shè)計(jì)方案是相應(yīng)從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的方法，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)。在此，在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、特別是電流分布。所述磁體例如是電磁體。通過對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生微分分布。在所述微分分布中確定過零點(diǎn)，并且在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。
[0008]例如確定在所述微分分布中的過零點(diǎn)的數(shù)目并且確定所查明的過零點(diǎn)的方向，尤其是查明所述過零點(diǎn)是正向延伸還是負(fù)向延伸，也就是說是從負(fù)值延伸到正值還是相反。從所述過零點(diǎn)的數(shù)目及延伸方向，可以推斷出所述信號(hào)分布的走向，從所述走向可以確定所述嚙合過程的質(zhì)量。[0009]按照一種有利的實(shí)施方式在對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控時(shí)查明，是否成功地實(shí)施所述嚙合過程。在不同的實(shí)施方式中，所查明的質(zhì)量或者說對(duì)嚙合過程的監(jiān)控例如也包括以下方面中的至少一個(gè)方面:能成功地實(shí)施的嚙合過程、延遲地進(jìn)行的嚙合過程、沒有成功地實(shí)施的嚙合過程、不能成功地實(shí)施的嚙合過程、在嚙合過程中所述嚙合小齒輪的齒對(duì)齒-位置。由此能以較小的成本對(duì)所述嚙合過程的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。
[0010]例如，對(duì)信號(hào)分布的檢測通過在起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)繼電器上測量信號(hào)分布、尤其電流分布來實(shí)現(xiàn)。對(duì)信號(hào)分布或者說磁體線圈信號(hào)的測量例如可以在起動(dòng)機(jī)繼電器的端子上實(shí)現(xiàn)，通過所述起動(dòng)機(jī)繼電器的端子來向用于吸引電樞的起重電磁體供電，其中為此優(yōu)選將分路器用作測量用電阻。例如這種端子是車輛電氣設(shè)備的所謂的端子50。
[0011]對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分例如根據(jù)所述信號(hào)分布的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。在不同的實(shí)施方式中，可以在求微分之前例如在模擬的范圍內(nèi)、在數(shù)字的范圍內(nèi)或者在模擬的并且在數(shù)字的范圍內(nèi)對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行濾波。作為濾波器，例如可以使用遞歸的濾波器，尤其具有無限的脈沖響應(yīng)的濾波器，所謂的IIR濾波器。
[0012]此外，可以在求微分之前對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行定標(biāo)，以便例如在評(píng)估微分分布時(shí)獲得例如統(tǒng)一的大小比例。所述定標(biāo)例如在例如由車輛電池提供的車輛電源電壓的數(shù)值的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。這種電壓例如由車輛電氣設(shè)備的所謂的端子15來提供。
[0013]此外，在不同的實(shí)施方式中，可以在確定所述過零點(diǎn)之前對(duì)所述微分分布進(jìn)行濾波，以便對(duì)確定所述過零點(diǎn)進(jìn)行簡化。對(duì)所述微分分布的濾波可以替代或附加于對(duì)信號(hào)分布的濾波來實(shí)現(xiàn)。尤其這種濾波器構(gòu)造為低通濾波器，以便能夠?qū)B加的噪聲或者干擾濾出。
[0014]按照一種有利的實(shí)施方式，在確定所述過零點(diǎn)并且對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控時(shí)例如按照以下描述來處理。在微分分布中，探測第一過零點(diǎn)，該第一過零點(diǎn)從正值延伸為負(fù)值。這種第一過零點(diǎn)例如在信號(hào)分布中在第一局部最大值時(shí)產(chǎn)生。此外，在所述微分分布中探測第二過零點(diǎn)，該第二過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值。尤其在時(shí)間上在所述第一過零點(diǎn)之后探測所述第二過零點(diǎn)。所述第二過零點(diǎn)例如從所述信號(hào)分布中的第一局部最小值中產(chǎn)生。此外探測，在所述第二過零點(diǎn)之后在所述微分分布中是否存在著第三過零點(diǎn)，所述第三過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值。這種第三過零點(diǎn)例如從所述信號(hào)分布中的第二局部最小值中產(chǎn)生。因?yàn)榧僭O(shè)信號(hào)分布在嚙合過程結(jié)束時(shí)回落到基值、例如零，所以從第二局部最小值中跟隨著另一個(gè)緊接著的尤其第三局部最大值，該第三局部最大值暗示著未成功地實(shí)施的或者不能成功地實(shí)施的嚙合過程。相應(yīng)地，在對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，如果沒有探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為“能成功地實(shí)施”，并且如果探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為“不能成功地實(shí)施”。
[0015]例如，對(duì)所述微分分布中的第三過零點(diǎn)的探測與時(shí)間相關(guān)。相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，如果在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)在第二過零點(diǎn)之后沒有探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為“能成功地實(shí)施”。例如在第一過零點(diǎn)與第二過零點(diǎn)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上查明了預(yù)先確定的時(shí)間。預(yù)先確定的時(shí)間例如與這種時(shí)間差成比例。
[0016]在不同的實(shí)施方式中，所述方法尤其可以利用對(duì)第一和第二過零點(diǎn)的探測在狀態(tài)機(jī)或者狀態(tài)自動(dòng)裝置中來實(shí)施。
[0017]在不同的實(shí)施方式中，為了其它的接下來的行動(dòng)可以對(duì)嚙合過程的所檢測的質(zhì)量的或者說監(jiān)控的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。如果所述嚙合過程被分類為“能成功地實(shí)施”，例如執(zhí)行以下措施中的至少一項(xiàng)措施:存儲(chǔ)所述信號(hào)分布，例如用于以后將其與其它的所保存的信號(hào)分布一起評(píng)估；提高誤差計(jì)數(shù)器，以便例如在對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)或者檢查時(shí)作為對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的磨損的提示來評(píng)估；中斷和/或重新起動(dòng)所述嚙合過程，以便在有錯(cuò)誤的嚙合過程中防止或者說減小可能的機(jī)械磨損；將報(bào)警信息例如發(fā)送給控制電子裝置或者通過所述控制電子裝置發(fā)送給使用者。
[0018]按照另一方面，提供一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的哨合小齒輪的嚙合過程的裝置，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)。所述裝置包括傳感器和處理器，其中傳感器設(shè)置用于:在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、尤其電流分布，并且其中所述處理器設(shè)置用于:通過對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生微分分布；在所述微分分布中確定過零點(diǎn)；并且在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。
[0019]這種裝置例如可以有利地用在車輛、尤其具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車上。通過在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上監(jiān)控所述嚙合過程，這種檢測能可靠地并且以較小的時(shí)間延遲、尤其在嚙合過程期間就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。由此，這種裝置可以有利地用在具有起停功能的內(nèi)燃機(jī)上，其中快速的并且無錯(cuò)誤的起動(dòng)過程特別是與傳統(tǒng)的無起停功能的內(nèi)燃機(jī)相比很重要。
[0020]但是，所述裝置也可以與其它的內(nèi)燃機(jī)、尤其緩慢地慣性運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)或者具有自動(dòng)變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用，這一點(diǎn)不取決于是否實(shí)現(xiàn)了用于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的起停功能。
[0021]所述裝置的、尤其所述傳感器的和所述處理器的不同的實(shí)施方式，從所述方法的、前面所描述的、可以利用所述傳感器及處理器來實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中來獲得。
[0022]尤其處理器例如具有狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)設(shè)置用于:在所述微分分布中確定過零點(diǎn)并且對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。尤其在這種狀態(tài)機(jī)中可以實(shí)現(xiàn)一種實(shí)施方式，其中與前面所描述的方法相類似，探測第一和第二過零點(diǎn)，并且探測在所述微分分布中是否存在第三過零點(diǎn)。
[0023]按照一個(gè)替代的方面，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的方法，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，其中通過對(duì)信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生微分分布，這通過對(duì)信號(hào)分布的觀測來取代，以便獲得觀測分布；其中在所述微分分布中確定過零點(diǎn)，這通過在所述觀測分布中確定過零點(diǎn)來取代；并且其中在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控，這通過在觀測分布中所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)嚙合過程進(jìn)行的監(jiān)控來取代。
[0024]按照一種實(shí)施方式，所述觀測分布以有利的方式通過對(duì)所述信號(hào)分布的卡爾曼濾波(Kalman-Filterung)或者通過使用所述電樞的和/或所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電參數(shù)和/或機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)的實(shí)時(shí)模型來獲得。
[0025]按照一替代的方面，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的裝置，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，所述裝置包括傳感器和處理器，其中所述傳感器設(shè)置用于:在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、尤其電流分布；并且其中所述處理器設(shè)置用于:通過觀測所述信號(hào)分布來產(chǎn)生觀測分布，在所述觀測分布中確定過零點(diǎn)，并且在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。[0026]按照一種實(shí)施方式，所述觀測分布以有利的方式通過對(duì)所述信號(hào)分布的卡爾曼濾波或者通過使用所述電樞和/或所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電參數(shù)和/或機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)的實(shí)時(shí)模型
來獲得。
[0027]前面以及下面所描述的實(shí)施例按照意義連同所提到的替代方案也適用于本發(fā)明的替代方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面借助于實(shí)施例參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。在此附圖示出:
圖1示出了用于對(duì)嚙合小齒輪的嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控的方法的示意性流程圖；
圖2示出了示例性的第一種嚙合過程的示意圖；
圖3示出了示例性的第二種嚙合過程的示意圖；
圖4不出了不例性的第一信號(hào)分布連同微分分布；
圖5示出了示例性的第二信號(hào)分布連同微分分布；
圖6示出了用于監(jiān)控嚙合小齒輪的嚙合過程的裝置的示意圖；和 圖7示出了一種示例性的狀態(tài)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了一種用于對(duì)嚙合小齒輪的嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控的方法的示意性流程圖。在步驟101中例如通過下述方式開始所述嚙合過程:通過起重電磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)。為此,例如向起重電磁體的磁體線圈供電。在接下來的步驟103中，在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布或者說信號(hào)輪廓(Signalprofil)、特別是電流分布或者說電流輪廓(Stromprofil)。在步驟105中，通過對(duì)信號(hào)分布進(jìn)行微分而產(chǎn)生微分分布或者說微分輪廓(DifTerenzprofil)?？梢栽谇笪⒎种皩?duì)信號(hào)分布進(jìn)行濾波或者可以對(duì)微分分布進(jìn)行濾波，或者在求微分之前及之后實(shí)施濾波。此外，可以在求微分之前對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行定標(biāo)。所述定標(biāo)例如在例如由車輛電池提供的車輛電源電壓的數(shù)值的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這種電壓例如由車輛電氣設(shè)備的所謂的端子50來提供。在步驟107中確定所述微分分布中的過零點(diǎn)，并且在步驟109中，在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控或者說查明所述嚙合過程的質(zhì)量。
[0030]所述嚙合過程的質(zhì)量例如在于，所述嚙合過程如何進(jìn)行。所述嚙合過程例如可以有序地或者順利地實(shí)施，從而存在著成功地實(shí)施的或者說能夠?qū)嵤┑膰Ш线^程。但是，如果所述嚙合過程偏離這種理想的走向，那么作為特性也可以查明有錯(cuò)誤的嚙合過程，其中可以考慮為這種有錯(cuò)誤的嚙合過程使用不同的分級(jí)。
[0031]圖2例如示出了成功的哨合過程的示意性示出的流程。在此示例性示出了起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的輪齒210以及待起動(dòng)的車輛驅(qū)動(dòng)裝置的、例如內(nèi)燃機(jī)的齒圈的輪齒220。在圖2a的圖示中，例如借助于起重電磁體將力沿著箭頭的方向施加到所述輪齒210上，以便使該輪齒嚙合到所述齒圈的輪齒220中。在此，所述輪齒210如此相對(duì)于所述齒圈的輪齒220定位，使得所述嚙合可以直接地并且在沒有阻礙的情況下實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，在圖2b中示出了所述嚙合小齒輪的輪齒210處于嚙合在齒圈內(nèi)的狀態(tài)中。
[0032]在圖3中示例性示出了嚙合小齒輪的一輪齒310的有錯(cuò)誤地嚙合到齒圈的輪齒320中的嚙合過程。在圖3a所示出的初始位置中，將所述輪齒310置于運(yùn)動(dòng)，在該初始位置中所述輪齒如此相對(duì)于所述齒圈定位，使得所述輪齒310與所述輪齒320之一對(duì)置。這一點(diǎn)例如導(dǎo)致了一種如在圖3b中示出的布置，其中所述輪齒310撞到所述輪齒320之一上。在這種情況下，也可以談及嚙合小齒輪的齒對(duì)齒-位置。在此可以發(fā)現(xiàn)，沒有出現(xiàn)嚙合小齒輪的直接嚙合。更確切地說，所述嚙合過程特別是與理想地進(jìn)行的嚙合過程相比至少延遲地進(jìn)行。此外，在這種狀況中，可能不能成功地實(shí)施所述嚙合過程。
[0033]在不同的設(shè)計(jì)方案中，對(duì)于齒對(duì)齒-位置來說可能一定的是，由小齒輪的輪齒對(duì)嚙合彈簧進(jìn)行過度擠壓，這導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞的較為緩慢地移入。這種緩慢的移入一方面可能導(dǎo)致嚙合小齒輪較遲地嚙合到齒圈中或者還可能誘發(fā)所謂的咔咔聲，也就是說小齒輪連續(xù)地跳到齒圈上，這會(huì)阻止起動(dòng)過程。
[0034]圖4示出了示例性的第一信號(hào)分布410連同從中推導(dǎo)出來的微分分布420，在此可以看出，所述信號(hào)分布410具有兩個(gè)局部最大值。因此按照本發(fā)明，可以將這種信號(hào)分布分配給成功地實(shí)施的嚙合過程。在時(shí)刻t0，信號(hào)分布410具有其第一局部最大值，在該時(shí)刻微分分布420相應(yīng)地具有負(fù)向延伸的過零點(diǎn)，該過零點(diǎn)能夠作為第一過零點(diǎn)來探測。在時(shí)刻tl，在微分分布420中可以探測到正向延伸的過零點(diǎn)，該正向延伸的過零點(diǎn)從信號(hào)分布410中的第一局部最小值中產(chǎn)生。另一個(gè)在時(shí)刻t2出現(xiàn)的負(fù)向延伸的過零點(diǎn)從信號(hào)分布410中的第二局部最大值中產(chǎn)生。在所述時(shí)刻t2之后，信號(hào)分布410連續(xù)地下降，從而微分分布420保持為負(fù)。直至不例性選擇的時(shí)刻tx,信號(hào)分布410的以及微分分布420的信號(hào)走向基本上連續(xù)地繼續(xù)延伸，在該時(shí)刻tx可以假設(shè)或者說分類，所述嚙合過程已成功地進(jìn)行。對(duì)于時(shí)刻tx的、尤其時(shí)刻tx相對(duì)于時(shí)刻t2的時(shí)間間隔的選擇，例如在時(shí)刻t2與to之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。
[0035]圖5不出了不例性的第二信號(hào)分布510連同從中推導(dǎo)出來的微分分布520。所述信號(hào)分布510具有三個(gè)局部最大值，從而所示出的分布可以按照本發(fā)明分配給未成功地實(shí)施的哨合過程。直至?xí)r刻t2,信號(hào)分布510和微分分布520與圖4中的信號(hào)分布410和微分分布420相類似地延伸。因此為避免重復(fù)而省略相應(yīng)的描述。因而在時(shí)刻t2，在信號(hào)分布510中存在第二局部最大值，以及在微分分布520中所屬的負(fù)向延伸的過零點(diǎn)。與成功地實(shí)施的嚙合過程的區(qū)別是，微分分布520在時(shí)刻t3具有另一個(gè)正向延伸的過零點(diǎn)，該過零點(diǎn)可以作為第三過零點(diǎn)來探測。在時(shí)刻t3，信號(hào)分布510相應(yīng)地具有另一個(gè)局部最小值，所述第三局部最大值在時(shí)刻t4跟隨著所述局部最小值。這種第三局部最大值指出未成功地實(shí)施的或者不能成功地實(shí)施的嚙合過程。
[0036]出于簡明原因，在圖5中的圖表中也示出了時(shí)刻tx，在該時(shí)刻tx之前應(yīng)該探測到正向延伸的第二過零點(diǎn)，以便可以確定未成功地實(shí)施的或者不能成功地實(shí)施的嚙合過程。
[0037]圖6示出了起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖，其具有起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)601、起動(dòng)機(jī)繼電器603以及起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)605。此外，所述系統(tǒng)包括一具有傳感器609和處理器611的監(jiān)控裝置607，其中所述傳感器609與測量用電阻或者分路器613相耦合。
[0038]起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)601與起動(dòng)機(jī)繼電器603相耦合，以便通過起動(dòng)機(jī)繼電器603來觸發(fā)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)605的起動(dòng)過程。起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)601可以與監(jiān)控裝置607相耦合，以便將關(guān)于待開始的起動(dòng)過程的信息提供給所述裝置607。傳感器609通過測量用電阻613來探測起動(dòng)機(jī)繼電器603上的磁體線圈信號(hào)、特別是電流。該磁體線圈信號(hào)在處理器611中作為信號(hào)分布繼續(xù)被處理，尤其被濾波并且求微分，以便產(chǎn)生例如像在圖4和圖5中示出的那樣的微分分布。此外，在所述處理器611中探測到信號(hào)分布中的過零點(diǎn)，以便在所查明的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。在此，尤其使用結(jié)合前面的附圖所說明的方法，在這里未對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步解釋，以避免重復(fù)。
[0039]如在圖6中示出的那樣的系統(tǒng)，尤其可以有利地用在具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車中。特別是這種系統(tǒng)適合于具有起停功能的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中內(nèi)燃機(jī)在車輛的停止階段期間、例如在紅燈停車期間停止，并且在出現(xiàn)駕駛員的重新行駛愿望時(shí)通過起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來重新起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)。
[0040]圖7示出了一種示例性的狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)例如在處理器611中獲得實(shí)現(xiàn)或者說為所述處理器所包括。通過所述狀態(tài)機(jī)，可以在所述處理器611中確定嚙合過程的質(zhì)量或者說對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。狀態(tài)710相當(dāng)于所述系統(tǒng)的、例如在嚙合過程開始之前或者在嚙合過程結(jié)束之后的基本狀態(tài)。由所述基本狀態(tài)710轉(zhuǎn)換為第一狀態(tài)720，在該第一狀態(tài)中，例如通過評(píng)估信號(hào)分布或者微分分布來檢查，是否已經(jīng)開始了嚙合過程。例如在所述狀態(tài)720中分析，所述微分分布是否超過了特定的極限值，從而在信號(hào)分布中存在著上升的走向。如果探測到這種上升情況，則由所述狀態(tài)720轉(zhuǎn)換為狀態(tài)730，否則就返回轉(zhuǎn)換為所述基本狀態(tài)710。在狀態(tài)730中探測到微分分布中的第一過零點(diǎn)，該第一過零點(diǎn)從正值延伸為負(fù)值，其相當(dāng)于信號(hào)分布中的第一局部最大值。這例如相當(dāng)于圖4或者說圖5中的時(shí)刻to。
[0041]如果探測到所述第一過零點(diǎn)，則跳躍到下一種狀態(tài)740，否則就跳回到所述基本狀態(tài)710，其中可以與時(shí)間相關(guān)地實(shí)施返回跳躍。在所述狀態(tài)740中，首先嘗試探測第二過零點(diǎn)，該第二過零點(diǎn)在時(shí)間上處于所述第一過零點(diǎn)之后，并且從負(fù)值延伸為正值，其相當(dāng)于圖4或者說圖5中的時(shí)刻tl。如果探測到所述第二過零點(diǎn)，則起動(dòng)計(jì)算器并且在所述微分分布中尋找第三過零點(diǎn)，所述第三過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值。如果不能探測到這種第二過零點(diǎn)，則跳回到所述基本狀態(tài)710。
[0042]尋找或者說探測第三過零點(diǎn)在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，所述預(yù)先確定的時(shí)間例如從第一與第二過零點(diǎn)之間的時(shí)間差中來確定。如果在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)不能探測到第三過零點(diǎn)，則跳到狀態(tài)750，在該狀態(tài)750中分類出一能成功地實(shí)施的嚙合過程。此外，在所述狀態(tài)750中將相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控裝置607或者說起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)601。隨后跳回到所述基本狀態(tài)710。
[0043]如果在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)探測到第三過零點(diǎn)，該第三過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值，則轉(zhuǎn)換為狀態(tài)760。在所述狀態(tài)760中，例如根據(jù)嚙合小齒輪的齒對(duì)齒-位置分類出一未能成功地實(shí)施的嚙合過程。關(guān)于這種狀態(tài)或者說未能成功地實(shí)施的嚙合過程的信息例如被繼續(xù)傳輸給所述監(jiān)控裝置607或者說所述起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)601。隨后又轉(zhuǎn)換為所述基本狀態(tài)710。
[0044]總之，本發(fā)明提供一種方法和一種裝置，所述方法和裝置尤其能夠?qū)崿F(xiàn):如此監(jiān)控起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程，使得能夠可靠地并且在較短的時(shí)間里確定所述嚙合過程的質(zhì)量，尤其是否無錯(cuò)誤地或者有錯(cuò)誤地實(shí)施所述嚙合過程。
【權(quán)利要求】
1.用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的方法，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，所述方法具有以下步驟: -在給磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測(103)磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、特別是電流分布； -通過對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生(105)微分分布； -在所述微分分布中確定(107)過零點(diǎn)；并且 -在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控(109)。
2.按前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在監(jiān)控(109)時(shí)查明，所述嚙合過程是否能成功地實(shí)施。
3.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在產(chǎn)生(105)所述微分分布之前尤其利用遞歸的濾波器對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行濾波。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在產(chǎn)生(105)所述微分分布之前,尤其在車輛電源電壓的數(shù)值的基礎(chǔ)上對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行定標(biāo)。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中確定(107)所述過零點(diǎn)包括以下步驟: -在所述微分分布中探測第一過 零點(diǎn)，所述第一過零點(diǎn)從正值延伸為負(fù)值； -在所述微分分布中尤其在所述第一過零點(diǎn)之后探測第二過零點(diǎn)，所述第二過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值；并且 -探測在所述微分分布中在所述第二過零點(diǎn)之后是否存在著第三過零點(diǎn)，所述第三過零點(diǎn)從負(fù)值延伸為正值； 其中在監(jiān)控(109)時(shí)，如果沒有探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為能成功地實(shí)施，并且如果探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為不能成功地實(shí)施。
6.按前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中如果在所述第二過零點(diǎn)之后在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)沒有探測到第三過零點(diǎn)，則將所述嚙合過程分類為能成功地實(shí)施。
7.按前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在所述第一過零點(diǎn)與所述第二過零點(diǎn)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上求得所述預(yù)先確定的時(shí)間。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在確定(107)所述過零點(diǎn)之前對(duì)所述微分分布進(jìn)行濾波。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過觀測信號(hào)分布來取代通過對(duì)所述信號(hào)分布微分進(jìn)行的、微分分布的產(chǎn)生(105)，以便獲得觀測分布；其中通過在所述觀測分布中確定過零點(diǎn)來取代所述微分分布中確定(107)過零點(diǎn)；并且其中通過在所述觀測分布中確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控來取代在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控(107 )。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其中所述觀測分布通過對(duì)所述信號(hào)分布的卡爾曼濾波或者通過使用電參數(shù)和/或機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)的實(shí)時(shí)模型來獲得。
11.用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的裝置(607)，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，所述裝置包括傳感器(609)和處理器(611), 其中所述傳感器設(shè)置用于:在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、特別是電流分布；并且其中所述處理器設(shè)置用于: -通過對(duì)所述信號(hào)分布進(jìn)行微分來產(chǎn)生微分分布； -在所述微分分布中確定過零點(diǎn)；并且 -在確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。
12.按前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置(607)，其中所述處理器(611)具有狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)設(shè)置用于在所述微分分布中確定過零點(diǎn)并且對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。
13.用于監(jiān)控用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的嚙合小齒輪的嚙合過程的裝置(607)，其中通過磁體使所述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的電樞運(yùn)動(dòng)，所述裝置包括傳感器(609)和處理器(611), 其中所述傳感器設(shè)置用于:在給所述磁體的磁體線圈通電時(shí)檢測磁體線圈信號(hào)，以便獲得信號(hào)分布、特別是電流分布； 并且其中所述處理器設(shè)置用于: -通過觀測所述信號(hào)分布來產(chǎn)生觀測分布； -所述觀測分布中確定過零點(diǎn)；并且 -在所確定的過零點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)所述嚙合過程進(jìn)行監(jiān)控。
14.按權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述觀測分布通過對(duì)所述信號(hào)分布的卡爾曼濾波或者通過使用電參數(shù)和/或機(jī)械運(yùn)動(dòng)`學(xué)的實(shí)時(shí)模型來獲得。
【文檔編號(hào)】F02N11/08GK103649522SQ201280033992
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】S.卡西, T.羅科 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司