DE102004031297A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine mit verstellbaren Ladungswechselventilen aufweist. DOLLAR A Im Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, welche verstellbare Ladungswechselventile aufweist, treten in Abhängigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine Verstellvorgänge der Ladungswechselventile auf. Gemäß der Erfindung ist eine ansteuerbare Kupplung vorgesehen, wobei die Kupplung derart angesteuert wird, dass bei Verstellvorgängen der Ladungswechselventile der Kraftschluss über die Kupplung wenigstens teilweise unterbrochen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine mit verstellbaren Ladungswechselventilen aufweist.
  • Bei derartigen Fahrzeugen ist es bekannt, in Abhängigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine, insbesondere in Abhängigkeit der Anforderung an Motorleistung, Verstellvorgänge für die Ladungswechselventile vorzunehmen. Hierbei ist es insbesondere auch bekannt, solche Verstellvorgänge dadurch zu erzeugen, dass eine Nockenwellenverstelleinrichtung betätigt wird, welche eine Auswahl aus einer diskreten Anzahl von Ventilbetätigungen trifft, wobei der Übergang zwischen den Ventilbetätigungen schlagartig erfolgt und die Ventilbetätigungen sich wenigstens hinsichtlich einer der Größen von Eventdauer (Ventilöffnungsdauer) und Ventilhub voneinander unterscheiden.
  • Insbesondere bei derartigen Einrichtungen zum Durchführen von Verstellvorgängen für die Ladungswechselventile treten zumindest für die Zeitdauer des Verstellvorgangs der Brennkraftmaschine sprungartig sich ändernde Antriebsmomente an der Betriebs- oder Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf. Diese werden über das Fahrzeuggetriebe auch an die Antriebsräder des Fahrzeugs weitergeleitet.
  • Diese diskreten Sprünge in der Antriebsleistung der Brennkraftmaschine führen dem gemäß zu einem ruckartigen Verlauf des Antriebsmoments für das Fahrzeug, welcher für die Insassen des Fahrzeugs unerwartet auftritt. Dies führt zum einen zu Irritationen und einem unangenehmen Fahrverhalten des Fahrzeugs und zum anderen auch zu einem erhöhten Verschleiß im Bereich der Antriebsräder. Dabei kann die schlagartige Änderung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine sowohl in einem sprunghaften Erhöhen des Antriebsmoments als auch in einem sprunghaften Abfallen des Antriebsmo ments bestehen, wobei die Änderung nicht dauerhaft ist, sondern ein rasches Zurückgehen auf das Ausgangsmoment erfolgt.
    •
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein möglichst ruckfreies Fahrverhalten des Fahrzeugs zu gewährleisten.
  • Diese der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gelöst.
  • Im Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, welche verstellbare Ladungswechselventile aufweist, treten in Abhängigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine Verstellvorgänge der Ladungsweehselventile auf. Gemäß der Erfindung ist eine ansteuerbare Kupplung vorgesehen, wobei die Kupplung derart angesteuert wird, dass bei Verstellvorgängen der Ladungswechselventile der Kraftschluss über die Kupplung wenigstens teilweise unterbrochen wird.
  • Durch das wenigstens teilweise Unterbrechen des Kraftschlusses über die Kupplung hinweg wird zumindest ein Verschleifen der ruckartigen Veränderung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine während Verstellvorgängen der Ladungswechselventile erreicht. Durch das wenigstens teilweise Öffnen der Kupplung kann ein Schlupf zwischen motorseitiger Antriebswelle und antriebsradseitiger Abtriebswelle der Kupplung auftreten, welcher geeignet ist, eine Momentendifferenz zwischen den beiden Wellen auftreten zu lassen und somit die sprunghafte Änderung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine zumindest nicht vollständig an die Antriebesräder weiterzuleiten. Aufgrund der Massenträgheit des Fahrzeuges resultiert daraus, dass die Fahrzeuginsassen und insbesondere der Fahrer die ruckartige Änderung des Antriebsmoments in der Brennkraftmaschine zumindest nur deutlich abgeschwächt verspürt.
  • Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kraftschluss über die Kupplung während eines Verstellens der Ladungswechselventile derart gesteuert ist, dass das Antriebsmoment auf der Abtriebsseite der Kupplung dem Antriebsmoment entspricht, das von der Brennkraftmaschine vor Beginn des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile erzeugt wurde. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass während des Durchführens des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile an den angetriebenen Rädern ein konstantes Antriebsmoment aufrecht erhalten wird. Damit ist die Änderung im Antriebsmoment für die Fahrzeuginsassen nicht verspürbar und das Fahrzeug wird mit konstantem Antriebsmoment auch weiter angetrieben, so dass keine Änderung des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs während des Verstellvorgangs eintritt. Das Fahrzeug verhält sich zumindest nach dem Empfinden der Fahrzeuginsassen über die gesamte Verstellung der Ladungswechselventile hinweg so, wie wenn das Fahrzeug mit unveränderten Ladungswechselventilen weiterbetrieben würde.
  • Gemäß weiterführender Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wiederherstellen des vollständigen Kraftschlusses nach Beendigen des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile erfolgt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das Treiben des Fahrzeuges durch die Brennkraftmaschine dann wieder vollständig und im Bereich der Kupplung ohne Momentenverlust dann erfolgt, wenn der Verstellvorgang der Ladungswechselventile abgeschlossen ist und somit wieder eine kontinuierliche Momentenentwicklung des Antriebsmoments durch die Brennkraftmaschine gegeben ist.
  • Gemäß bevorzugter Ausgestaltung wird auf ein Beendigen des Verstellvorganges dann geschlossen, wenn wieder in statischer Zustand des Betriebs der Brennkraftmaschine erreicht wird. Das Erreichen des statischen Zustands kann geringfügig von dem physikalischen Beenden des Verstellvorgangs abweichen, wenn nämlich im Anschluss an das physikalische Durchführen des Verstellvorgangs noch Einschwingvorgänge im Bereich des Betriebs der Brennkraftmaschine stattfinden. Solche Einschwingvorgänge können beispielsweise im Bereich der Entwicklung des Luftmassenstroms über die Drosselklappe hinweg vorliegen, wenn die Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit eines stattfindenden Verstellung der Ladungswechselventile erfolgt.
  • Es entspricht einer Ausgestaltung der Erfindung, wenn das vollständige Herstellen des Kraftschlusses über die Kupplung dann erfolgt, wenn das Antriebesmoment nach dem Durchführen eines Verstellvorgangs der Ladungswechselventile wieder dem Antriebsmoment vor dem Durchführen des Verstellvorgangs entspricht. Dies beinhaltet dabei auch, dass sich das Antriebsmoment während der Durchführung des Verstellvorgangs in einer weise verändert, die einer kontinuierlichen Fortsetzung der Änderung des Antriebsmoments entsprechend der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer entspricht. Die Kurve des Antriebsmoments über die Zeit weist durch eine solche Vorgehensweise eine möglichst geringe Unstetigkeit während der Durchführung des Verstellvorgangs auf.
  • Verstellvorgänge für die Ladungswechselventile einer Brennkraftmaschine werden meist derart durchgeführt, dass neben dem eigentlichen Verstellen der Ladungswechselventile darüber hinaus weitere Einrichtungen der Brennkraftmaschine angesteuert werden und zwar derart, dass das nach dem Durchführen der Verstellung der Ladungswechselventile erzeugte Antriebsmoment wieder dem Antriebsmoment vor dem Verstellen der Ladungswechselventile entspricht. Diese Maßnahme wird getroffen um zu erreichen, dass keine sprunghafte und andauernde Änderung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine auftritt, welche durch die Fahrzeuginsassen als Ruck verspürt werden würde. Dadurch, dass das Schließen der Kupplung dann vorgenommen wird, wenn der Antriebsmoment der Brennkraftmaschine wieder das Antriebsmoment vor der Durchführung des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile, erreicht, wird sichergestellt, dass die sprunghafte Änderung des Antriebsmoments nicht an die angetriebenen Achsen weitergeleitet wird und somit die Kupplung einen entsprechenden Filter bildet.
  • Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den verstellbaren Ladungswechselventilen um mittels einer Nockenwelle angetriebene Ladungswechselventile, wobei die Nockenwelle über eine Nockenwellenverstelleinrichtung verstellbar ist, wobei vorzugsweise eine aus einer vorgegebenen Anzahl von Nockenkurven im Betrieb der Nockenwelle wirksam ist und hierdurch ein diskretes Verstellen im Betrieb der Ladungswechselventile erzeugbar ist.
  • Es entspricht weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn es sich bei der ansteuerbaren Kupplung um eine Doppelkupplung handelt, wobei das Ansteuern der Kupplung derart erfolgt, dass beide Kupplungsstränge wenigstens teilweise unterbrochen werden.
  • Im Übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem schematischen Blockdiagramm.
  • Gemäß dem Schritt 101 des Verfahrens wird überprüft, ob ein Verstellvorgang für die Ladungswechselventile der Brennkraftmaschine erfolgt. Erst wenn dies der Fall ist, wird zu den Schritten 201 und 301 gesprungen. Die Schritte 201 und 202 erfolgen dabei parallel zu den Schritten 301 bis 303 und werden beispielsweise in voneinander verschiedenen Steuereinrichtungen durchgeführt, wobei die Steuereinrichtungen insbesondere über Datenleitungen oder einen Datenbus miteinander verbunden sein können und somit Informationen über ihren Betriebszustand austauschen können. Nach Abschluss der Verfahrensschritte 202 und 303 wird jeweils zum Verfahrensschritt 102 gesprungen.
  • Während des Verfahrensschritts 201 wird der Verstellvorgang für die Ladungswechselventile durchgeführt. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass durch Verschieben der Nockenwelle mittels eines Nockenwellenstellers unterschiedliche Nockenkurven eines Nockens in Eingriff mit den Ladungswechselventilen gelangen und hierdurch unterschiedliche Ventilöffnungen bzw. Eventdauern (Ventilöffnungsdauern) der Ladungswechselventile erzeugt werden. Es kann sich dabei insbesondere bei den Ladungswechselverstellungen um einen Verstellvorgang handeln, bei dem wenigstens einer dieser beiden Größe ansteigt. Gemäß dem Schritt 202 des Verfahrens wird dann überprüft, ob der Verstellvorgang abgeschlossen ist. Falls dies nicht erfolgt ist, wird wiederum zum Schritt 201 zurückgesprungen.
  • Parallel hierzu wird gemäß dem Schritt 302 durch Ansteuern der Kupplung bzw. eines der Kupplung zugeordneten Kupplungsteller der Kraftschluss über die Kupplung wenigstens teilweise verringert. Das Verringern des Kraftschlusses über die Kupplung erfolgt beispielsweise derart, dass auf Seiten der Abtriebswelle der Kupplung hin zu den Antriebsrädern ein konstantes Antriebsmoment anliegt. Dies kann dabei auch davon abhängig sein, ob während des Verstellvorganges der Sprung im Antriebsmoment der Brennkraftmaschine in einem plötzlichen und kurzzeitigen Ansteigen des Antriebsmoments oder in einem kurzzeitigen Einbrechen, also Verringern des Antriebsmoments, besteht.
  • Im Schritt 302 wird dann überprüft, ob der Verstellvorgang der Ladungswechselventile abgeschlossen ist, wobei diese Überprüfung auch darin bestehen kann, ob im Schritt ein entsprechendes Signal erzeugt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird wieder zum Schritt 301 zurückgesprungen. Die Kupplung bleibt weiterhin wenigstens teilweise geöffnet. Andernfalls erfolgt gemäß dem Schritt 303 ein vollständiges Schließen der Kupplung und damit ein Wiederherstellen eines schlupffreien Kraftschlusses über die Kupplung. Es wird dann zum Schritt 102 gesprungen. Wurde sowohl von den Schritten 202 als auch 303 zum Schritt 102 übergegangen, so wird festgestellt, dass die wenigstens ruckarme, vorzugsweise ruckfreie Umschaltung der Ladungswechselventile abgeschlossen ist und anschließend wird zum Schritt 101 zurückgesprungen.
    •

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, mit einer Brennkraftmaschine, welche verstellbare Ladungswechselventile aufweist, wobei in Abhängigkeit des Betriebs der Brennkraftmaschine Verstellvorgänge der Ladungswechselventile durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung zum Ansteuern einer Kupplung vorgesehen ist, wobei bei Verstellvorgängen der Ladungswechselventile ein Ansteuern der Kupplung derart erfolgt, dass der Kraftschluss über die Kupplung wenigstens teilweise unterbrochen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens teilweise Unterbrechen des Kraftschlusses über die Kupplung hinweg derart erfolgt, dass an der antriebsradseitigen Abtriebswelle der Kupplung ein kontinuierlicher verlauf des Antriebsmoment vorliegt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiederherstellen des vollständigen Kraftschlusses über die Kupplung nach Beendigen des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Beendigen des vollständigen Abschließens des Verstellvorgangs der Ladungswechselventile geschlossen wird, wenn ein stationärer Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vollständige Herstellen des Kraftschlusses über die Kupplung erfolgt, wenn das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine den Wert erreicht, den es vor dem Beginn des Verstellvorgangs aufwies.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellvorgang zum Verstellen der Ladungswechselventile durch Betätigen einer Nockenwellenverstelleinrichtung erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Doppelkupplung aufweist, wobei während eines Verstellvorgangs der Ladungswechselventile das Betätigen der Doppelkupplung derart erfolgt, dass über beide Stränge der Doppelkupplung ein wenigstens teilweises Unterbrechen des Kraftschlusses vorliegt.
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