DE102005047023B4

DE102005047023B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005047023B4
Application number: DE102005047023A
Authority: DE
Inventors: Frank Weiss
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2025-10-01
Also published as: US7779798B2; WO2007057245A1; KR20080089563A; US20080257287A1; KR101262204B1; DE102005047023A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine umfassend
– einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4),
– mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9),
– ein Gaseinlassventil (12) und ein Gasauslassventil (13), durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils (12) bzw. des Gasauslassventils (13) ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt (1) und dem Brennraum (9) bzw. dem Brennraum (9) und dem Abgastrakt (4) unterbunden und ansonsten frei gegeben ist,
– eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub (X) des Gaseinlassventils (9) und/oder des Gasauslassventils (13) verstellbar ist, bei dem
– eine Drehmomentanforderung (TQ_REQ) ermittelt wird,
– eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird, die repräsentativ ist für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine,
– abhängig von der Betriebsgröße eine Zeitdauer (T) ermittelt wird, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen mindestens einer vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird,
– ein...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt und mindestens einen Zylinder mit einem Brennraum. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine ein Gaseinlassventil, ein Gasauslassventil und eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub des Gaseinlassventils und/oder des Gasauslassventils verstellbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln der Umschaltbedingung zum Einleiten der Ventilhubumschaltung bei der Brennkraftmaschine.
Aus der DE 103 57 741 A1 ist eine variable Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren davon bekannt. Bei dem Verbrennungsmotor, der mit der variablen Ventilvorrichtung versehen ist, wird ein Zielhubbetrag eines Einlassventils begrenzt auf einen vorbestimmten Wert oder größer, wenn die Verbrennungsänderung einen zulässigen Wert oder größer erreicht. Die variable Ventilvorrichtung ändert den Hubbetrag des Einlassventils, wenn der Zielhubbetrag des Einlassventils der vorbestimmte Wert oder kleiner ist.
Aus DE 42 23 910 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Motordrehzahl, der Niederdrückungsgrad eines Gaspedals, der Öffnungsgrad einer Drosselklappe und die Nockenposition einer Nockenwelle sensorisch erfasst werden. Basie rend auf diesen Informationen wird der Zeitpunkt ermittelt, an welchem die Nockenumschaltung durchgeführt werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die einfach ein präzises Steuern einer Brennkraftmaschine bei einer Ventilhubumschaltung ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten Aspekts aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt und mindestens einen Zylinder mit einem Brennraum. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine ein Gaseinlassventil und ein Gasauslassventil, durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils beziehungsweise des Gasauslassventils ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt und dem Brennraum beziehungsweise dem Brennraum und dem Abgastrakt unterbunden und ansonsten freigegeben ist. Eine Ventilhub-Verstelleinrichtung ermöglicht ein Verstellen eines Ventilhubs des Gaseinlassventils und/oder das Gasauslassventils. Zum Ermitteln der Umschaltbedingung wird eine Drehmomentanforderung ermittelt und eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt, die repräsentativ ist für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Abhängig von der Betriebsgröße wird eine Zeitdauer ermittelt, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen mindestens einer vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird. Es wird ein Änderungswert er mittelt, der repräsentativ ist für eine Änderung der Drehmomentanforderung. Abhängig von der Drehmomentanforderung, der Zeitdauer und dem Änderungswert wird die Ventilhubumschaltung eingeleitet. Dabei wird abhängig von der Zeitdauer und dem Änderungswert, der repräsentativ ist für die Änderung der Drehmomentanforderung, ein zweiter Schwellenwert ermittelt. Die Ventilhubumschaltung wird eingeleitet, wenn die Drehmomentanforderung den ermittelten zweiten Schwellenwert überschreitet. Dies ermöglicht, besonders einfach die Umschaltbedingung zu Ermitteln und rechtzeitig die Ventilhubumschaltung einzuleiten.
Falls die Zeitdauer, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen der vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird, von dem Betriebszustand abhängt, ermöglicht das rechtzeitige Einleiten der vorbereitenden Maßnahme abhängig von dem Änderungswert und der Zeitdauer eine präzise Ventilhubumschaltung. Die Zeitdauer kann beispielsweise repräsentativ sein für einen Kurbelwellenwinkel einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Die Ventilhubumschaltung wird so unabhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine immer unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt. Das Ermitteln der Umschaltbedingung abhängig von der Drehmomentanforderung, der Zeitdauer und dem Änderungswerts trägt zu einem präzisen Ermitteln der Umschaltbedingung und zu einem präzisen Steuern der Brennkraftmaschine bei der Ventilhubumschaltung bei.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst der Änderungswert, der repräsentativ ist für die Änderung der Drehmomentanforderung, einen Gradienten der Drehmomentanforderung und/oder einen Gradienten einer Fahrpedalstellung eines Fahrpedals, das in einem Kraftfahrzeug ange ordnet sein kann, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet sein kann. Dies ermöglicht, den zweiten Schwellenwert besonders präzise zu ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die Betriebsgröße, die repräsentativ ist für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, eine Drehzahl und/oder eine Lastgröße und/oder eine Öltemperatur und/oder eine Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine. Dies ermöglicht besonders präzise den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ermitteln.
Ferner zeichnet sich die Erfindung gemäß eines zweiten Aspekts aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln der Umschaltbedingung zum Einleiten der Ventilhubumschaltung bei der Brennkraftmaschine. Es wird eine Drehmomentanforderung und ein aktuelles Drehmoment ermittelt. Es wird eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt, die repräsentativ ist für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Abhängig von der Betriebsgröße wird eine Zeitdauer ermittelt, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen mindestens einer vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird. Abhängig von dem aktuellen Drehmoment, der Drehmomentanforderung und der Zeitdauer wird die Ventilhubumschaltung eingeleitet. Dabei wird abhängig von der Zeitdauer, der Drehmomentanforderung und dem aktuellen Drehmoment ein zweiter Schwellenwert ermittelt. Die Ventilhubumschaltung wird eingeleitet, wenn die Drehmomentanforderung beziehungsweise das aktuelle Drehmoment den ermittelten zweiten Schwellenwert überschreitet.
Das Einleiten der Ventilhubumschaltung abhängig von dem aktuellen Drehmoment, der Drehmomentanforderung und der Zeitdauer trägt einfach zu einem präzisen Ermitteln der Umschaltbedingung, zum rechtzeitigen Einleiten der Ventilhubumschaltung und zu einem präzisen Steuern der Brennkraftmaschine bei der Ventilhubumschaltung bei.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird die Zeitdauer ermittelt abhängig von einer Differenz zwischen der Drehmomentanforderung und dem aktuellen Drehmoment. Dies ermöglicht besonders präzise das Ermitteln der Zeitdauer.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts umfasst die Betriebsgröße, die repräsentativ ist für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, eine Drehzahl und/oder eine Lastgröße und/oder eine Öltemperatur und/oder eine Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine. Dies ermöglicht besonders präzise das Ermitteln des Betriebszustands.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Brennkraftmaschine,
2 eine Ventilhub-Verstelleinrichtung,
3 ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei der Brennkraftmaschine,
4 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Ermitteln der Umschaltbedingung,
5 ein Ablaufdiagramm eines dritten Programms zum Ermitteln der Umschaltbedingung.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einem Gaseinlassventil 12, mindestens einem Gasauslassventil 13 und Ventilantriebe 14, 15.
Eine Nockenwelle 18 ist vorgesehen (2), die Nocken 16, 17a, 17b umfasst, die auf das Gaseinlassventil 12 einwirken. Ferner ist eine Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 vorgesehen, die derart ausgebildet ist, dass durch sie entweder der Nocken 16 mit einem kleinen Ventilhub X1 zum Einwirken auf einen Stößel des Gaseinlassventils 12 bringbar ist oder in einer anderen Schaltstellung der Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 die Nocken 17a, 17b mit einem großen Ventilhub X2 in Einwirkung auf den Stößel des Gaseinlassventils 12 einbringbar sind. Die Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 kann beispielsweise Teil eines dem Gaseinlassventil 12 zugeordneten Tassenstößels sein. Sie kann jedoch auch als ein weiteres mechanisch zwischen die Nocken 16, 17a, 17b geschaltetes Element ausgebildet sein. Sie kann auch derart ausgebildet sein, dass sie beispielsweise die Nockenwelle 18 axial verschiebt und auf diese Weise das Umschalten von einem höheren auf einen niedrigeren Ventilhub oder umgekehrt erfolgen kann. Ferner kann die Brennkraftmaschine eine oder mehrere weitere Ventilhub-Verstelleinrichtungen umfassen, die weiteren Gaseinlassventilen 12 und/oder einem oder mehrerer Gasauslassventile 13 zugeordnet ist.
Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23. Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine. Betriebsgrößen können repräsentativ sein für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine, insbesondere bei der Ventilhubumschaltung bezeichnet werden.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, welcher einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ein zweiter Temperatursensor 38 erfasst eine Kühlmitteltemperatur TCO. Es kann auch ein dritter Temperatursensor vorgesehen sein zum Erfassen einer Öltemperatur TOIL der Brennkraftmaschine. Ferner ist ein Nockenwellenwinkel-Sensor vorgesehen, welcher einen Nockenwellenwinkel erfasst. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die Ventilhub-Verstelleinrichtung 19, das Einspritzventil 22 und/oder die Zündkerze 23 und/oder gegebenenfalls eine Vorrichtung zum verstellen einer Phase zwischen einer Bezugsmarke auf der Kurbelwelle 8 in einer Bezugstellung der Kurbelwelle 8 und einer Bezugsmarke auf der Nockenwelle 18.
Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
Ein erstes Programm (3) zum Steuern der Brennkraftmaschine ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert und wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung 25 abgearbeitet. Das erste Programm dient zum Vermeiden eines Drehmomentensprungs bei der Ventilhubumschaltung und trägt zu einem präzisen Steuern der Brennkraftmaschine bei der Ventilhubumschaltung bei. Das erste Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start erfolgt bevorzugt zeitnah zu einem Motorstart der Brennkraftmaschine.
In einem Schritt S2 wird eine Drehmomentanforderung TQ_REQ der Brennkraftmaschine erfasst. Die Drehmomentanforderung TQ_REQ umfasst beispielsweise ein Wunsch-Drehmoment, das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs über die Fahrpedalstellung des Fahrpedals 27 angefordert werden kann. Die Drehmomentanforderung TQ_REQ kann aber auch eine oder mehrere Anforderungen von Fahrzeugfunktionen umfassen, deren Anforderungen als Drehmoment ausgedrückt werden können. Die Fahrzeugfunktionen umfassen beispielsweise eine Katalysator-Heizfunktion, eine elektronische Lenkhilfe, eine Klimaanlage und/oder weitere Fahrzeugfunktionen.
In einem Schritt S3 wird mindestens eine, bevorzugt mehrere der Betriebsgrößen ermittelt, beispielsweise eine Lastgröße LOAD, beispielsweise abhängig von dem Luftmassenstrom, und/oder weitere Betriebsgrößen, beispielsweise abhängig von der Drehzahl N, der Kühlmitteltemperatur TCO und/oder der Öltemperatur TOIL. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine, der durch eine oder mehrere der Betriebsgrößen repräsentiert wird, ist repräsentativ für ein dynamisches Verhalten des Luftmassenstroms in den Brennraum der Brennkraftmaschine und eines Abgasstroms aus dem Brennraum 9 in den Abgastrakt 4 der Brennkraftmaschine.
Zum Vermeiden eines Drehmomentensprungs bei der Ventilhubumschaltung kann mindestens eine, bevorzugt mehrere vorbereitende Maßnahmen zum Einleiten der Ventilhubumschaltung durchgeführt werden. Die Ventilhubumschaltung kann von dem großen Ventilhub X2 auf den kleinen Ventilhub X1 und/oder umgekehrt durchgeführt werden. Die vorbereitenden Maßnahmen können beispielsweise das Ansteuern mindestens eines Stellglieds umfassen, das nicht auf die Ventilhubumschaltung einwirkt, also ein auf die Ventilhubumschaltung einwirkungsfreies Stellglied ist. Durch die vorbereitenden Maßnahmen kann eine Reaktionszeit des Stellglieds berücksichtigt werden.
Die vorbereitenden Maßnahmen umfassen beispielsweise ein Verstellen der Phase der Kurbelwelle 8 zu der Nockenwelle 18, falls die Brennkraftmaschine die Vorrichtung zum Verstellen der Phase umfasst. Beispielsweise kann die Phase so verstellt werden, dass ein Überschneidungsbereich verkleinert wird, in dem das Gaseinlassventil 12 und das Gasauslassventil 13 einen Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt 1 und dem Brennraum 9 beziehungsweise dem Abgastrakt 4 und dem Brennraum 9 ermöglichen. In dem Überschneidungsbereich kann Abgas in den Ansaugtrakt 1 gedrückt, das Abgas aus dem Ansaugtrakt 1 wieder in den Brennraum 9 rückgeführt und Abgas aus dem Abgastrakt 4 in den Brennraum 9 rückgeführt werden. Der verkleinerte Überschneidungsbereich verringert eine Abgasrückführrate. Die geringere Abgasrückführrate ermöglicht zum Vermeiden des Drehmomentsprungs bei der Ventilhubumschaltung ein Verschlechtern eines Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine durch Verstellen eines Zündwinkels, ohne dass die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum 9 instabil wird.
Als weitere vorbereitende Maßnahme kann beispielsweise die Phase der Nockenwelle schon vor der Ventilhubumschaltung auf einen Wert der Phase nach der Ventilhubumschaltung eingestellt werden zum Vermeiden des Drehmomentsprungs.
Eine weitere vorbereitende Maßnahme kann beispielsweise das Verändern eines Öffnungsgrads der Drosselklappe 5 sein. Das Verändern des Öffnungsgrads der Drosselklappe 5 kann sich abhängig von der Drehzahl N und der Lastgröße LOAD erst über mehrere Arbeitsspiele der Kurbelwelle 8 auf den Luftmassenstrom in den Brennraum 9 zur Gänze auswirken. Das Verändern des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5 kann beispielsweise dazu beitragen, den Drehmomentsprung bei der Ventilhubumschaltung zu vermeiden, indem der Luftmassenstrom in den Brennraum 9 bei dem Ventilhub, der das größere Drehmoment hervorruft, durch die Drosselklappe 5 gedrosselt wird.
Abhängig von der Drehzahl N und der Lastgröße LOAD benötigen so die vorbereitenden Maßnahmen aufgrund des dynamischen Verhaltens des Ansaugtrakts und/oder der Ansteuerdauer des ent sprechenden Stellglieds und/oder der Reaktionszeit des entsprechenden Stellglieds bezogen auf den Kurbelwellenwinkel eine unterschiedliche Zeitdauer T. Die Zeitdauer T kann beispielsweise repräsentativ sein für einen entsprechenden Kurbelwellenwinkel der Kurbelwelle 8. Das Ermitteln der Zeitdauer T ermöglicht ein rechtzeitiges Einleiten der vorbereitenden Maßnahmen für die Ventilhubumschaltung. Die Zeitdauer T wird in einem Schritt S4 bevorzugt abhängig von der Drehzahl N und der Lastgröße LOAD ermittelt. Die Zeitdauer T kann auch zusätzlich abhängig von der Kühlwassertemperatur TCO und/oder der Öltemperatur TOIL der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
In einem Schritt S5 wird der Gradient TQ_GRD der Drehmomentanforderung TQ_REQ ermittelt.
In einem Schritt S6 wird ein prädiziertes Drehmoment TQ_PRED abhängig von der Zeitdauer T und dem Gradienten TQ_GRD der Drehmomentanforderung TQ_REQ ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S6 angegebenen Berechnungsvorschrift. Das prädizierte Drehmoment TQ_PRED ist repräsentativ für die Drehmomentanforderung TQ_REQ der Brennkraftmaschine nach der Zeitdauer T bei einer linearen Änderung der Drehmomentanforderung TQ_REQ.
In einem Schritt S7 wird geprüft, ob das prädizierte Drehmoment TQ_PRED größer ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert TQ_THD_1. Ist die Bedingung in dem Schritt S7 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S7 erfüllt, wird die Bearbeitung in einem Schritt S8 fortgesetzt.
In dem Schritt S8 wird die Ventilhubumschaltung durchgeführt.
In einem Schritt S9 kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch die Bearbeitung während dem Betrieb der Brennkraftmaschine in einer Schleife in dem Schritt S2 fortgesetzt.
Alternativ kann auch eine zweites Programm (4) zum Ermitteln der Umschaltbedingung zum Einleiten der Ventilhubumschaltung in der Steuervorrichtung 25 gespeichert sein. Das zweite Programm trägt zum Vermeiden eines Drehmomentensprungs bei und kann zu einem präzisen Steuern der Brennkraftmaschine bei der Ventilhubumschaltung beitragen. Das zweite Programm unterscheidet sich von dem ersten Programm durch die Schritte S10, S11 und S12.
In dem Schritt S10 wird die Drehmomentanforderung TQ_REQ erfasst.
In dem Schritt S11 wird ein Gradient PV_GRD der Fahrpedalstellung ermittelt.
In dem Schritt S12 wird das prädizierte Drehmoment TQ_PRED abhängig von der Zeitdauer T und dem Gradienten PV_GRD der Fahrpedalstellung ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S12 angegebenen Berechnungsvorschrift.
Alternativ kann ein drittes Programm (5) zum Ermitteln der Umschaltbedingung zum Einleiten der Ventilhubumschaltung in der Steuervorrichtung 25 abgespeichert sein. Das dritte Programm trägt zum Vermeiden des Drehmomentensprungs bei und kann zu einem präzisen Steuern der Brennkraftmaschine bei der Ventilhubumschaltung beitragen. Das dritte Programm unter scheidet sich von dem ersten und dem zweiten Programm durch die Schritte S13, S14, S15 und S16.
In dem Schritt S13 wird ein aktuelles Drehmoment TQ_AV und die Drehmomentanforderung TQ_REQ erfasst.
In dem Schritt S14 wird eine Differenz TQ_REQ_DIF zwischen dem aktuellen Drehmoment TQ und der Drehmomentanforderung TQ_REQ abhängig von dem aktuellen Drehmoment TQ und der Drehmomentanforderung TQ_REQ ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S14 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In dem Schritt S15 wird ein zweiter Schwellenwert TQ_THD_2 abhängig von der Differenz TQ_REQ_DIF ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S15 angegebenen Berechnungsvorschrift. In die Berechnungsvorschrift des Schritts S15 geht vorzugsweise ein Proportionalitätsfaktor G ein, der beispielsweise auf einem Prüfstand ermittelt werden kann.
In dem Schritt S16 wird geprüft, ob die Drehmomentanforderung TQ_REQ größer ist als der ermittelte zweite Schwellenwert TQ_THD_2. Alternativ kann in dem Schritt S16 geprüft werden, ob das aktuelle Drehmoment TQ_AV größer ist als der ermittelte zweite Schwellenwert TQ_THD_2. Ist die Bedingung in dem Schritt S16 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S13 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S16 erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S8 fortgesetzt.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise zum Ermitteln der Umschaltbedingung das prädizierte Drehmoment TQ_PRED oder der zweite Schwellenwert TQ_THD_2 ermittelt werden. Ferner können das prädizierte Drehmoment TQ_PRED und/oder der zweite Schwellenwert TQ_THD_2 abhängig von dem Gradienten TQ_GRD der Drehmomentanforderung TQ_REQ und/oder dem Gradienten PV_GRD der Fahrpedalstellung und/oder der Differenz TQ_REF_DIFF ermittelt werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine umfassend – einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4), – mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9), – ein Gaseinlassventil (12) und ein Gasauslassventil (13), durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils (12) bzw. des Gasauslassventils (13) ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt (1) und dem Brennraum (9) bzw. dem Brennraum (9) und dem Abgastrakt (4) unterbunden und ansonsten frei gegeben ist, – eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub (X) des Gaseinlassventils (9) und/oder des Gasauslassventils (13) verstellbar ist, bei dem – eine Drehmomentanforderung (TQ_REQ) ermittelt wird, – eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird, die repräsentativ ist für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, – abhängig von der Betriebsgröße eine Zeitdauer (T) ermittelt wird, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen mindestens einer vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird, – ein Änderungswert ermittelt wird, der repräsentativ ist für eine Änderung der Drehmomentanforderung (TQ_REQ), – abhängig von der Drehmomentanforderung (TQ_REQ), der Zeitdauer (T) und dem Änderungswert die Ventilhubumschaltung eingeleitet wird, wobei – abhängig von der Zeitdauer (T) und dem Änderungswert, der repräsentativ ist für eine Änderung der Drehmomentanforderung (TQ_REQ), ein zweiter Schwellenwert (TQ_THD_2) ermittelt wird und die Ventilhubumschaltung eingeleitet wird, wenn die Drehmomentanforderung (TQ_REQ) den ermittelten zweiten Schwellenwert (TQ_THD_2) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Änderungswert, der repräsentativ ist für die Änderung der Drehmomentanforderung (TQ_REQ), einen Gradienten (TQ_GRD) der Drehmomentanforderung (TQ_REQ) und/oder einen Gradienten (PV_GRD) eines Pedalwerts umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Betriebsgröße, die repräsentativ ist für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, eine Drehzahl (N) und/oder eine Lastgröße (LOAD) und/oder eine Öltemperatur (TOIL) und/oder eine Kühlwassertemperatur (TCO) der Brennkraftmaschine umfasst.
Verfahren zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine umfassend – einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4), – mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9), – ein Gaseinlassventil (12) und ein Gasauslassventil (13), durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils (12) bzw. des Gasauslassventils (13) ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt (1) und dem Brennraum (9) bzw. dem Brennraum (9) und dem Abgastrakt (4) unterbunden und ansonsten frei gegeben ist, – eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub (X) des Gaseinlassventils (9) und/oder des Gasauslassventils (13) verstellbar ist, bei dem – eine Drehmomentanforderung (TQ_REQ) und ein aktuelles Drehmoment (TQ_AV) ermittelt wird, – eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird, die repräsentativ ist für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, – abhängig von der Betriebsgröße eine Zeitdauer (T) ermittelt wird, die in dem aktuellen Betriebszustand zum Durchführen mindestens einer vorbereitenden Maßnahme für die Ventilhubumschaltung benötigt wird, – abhängig von dem aktuellen Drehmoment (TQ_AV), der Drehmomentanforderung (TQ_REQ) und der Zeitdauer (T) die Ventilhubumschaltung eingeleitet wird, wobei – abhängig von der Zeitdauer (T), der Drehmomentanforderung (TQ_REQ) und dem aktuellen Drehmoment (TQ_AV) ein zweiter Schwellenwert (TQ_THD_2) ermittelt wird und die Ventilhubumschaltung eingeleitet wird, wenn die Drehmomentanforderung (TQ_REQ) bzw. das aktuelle Drehmoment (TQ_AV) den ermittelten zweiten Schwellenwert (TQ_THD_2) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Zeitdauer (T) ermittelt wird abhängig von einer Differenz (TQ_REQ_DIF) zwischen der Drehmomentanforderung (TQ_REQ) und dem aktuellen Drehmoment (TQ_AV).
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem die Betriebsgröße, die repräsentativ ist für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, eine Drehzahl (N) und/oder eine Lastgröße (LOAD) und/oder eine Öltemperatur (TOIL) und/oder eine Kühlwassertemperatur (TCO) der Brennkraftmaschine umfasst.
Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine umfassend – einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4), – mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9), – ein Gaseinlassventil (12) und ein Gasauslassventil (13), durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils (12) bzw. des Gasauslassventils (13) ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt (1) und dem Brennraum (9) bzw. dem Brennraum (9) und dem Abgastrakt (4) unterbunden und ansonsten frei gegeben ist, – eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub (X) des Gaseinlassventils (12) und/oder des Gasauslassventils (13) verstellbar ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum Durchführen eines Verfahrens gemäß Anspruch 1.
Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine umfassend – einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4), – mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9), – ein Gaseinlassventil (12) und ein Gasauslassventil (13), durch die in einer Schließposition des Gaseinlassventils (12) bzw. des Gasauslassventils (13) ein Gaswechsel zwischen dem Ansaugtrakt (1) und dem Brennraum (9) bzw. dem Brennraum (9) und dem Abgastrakt (4) unterbunden und ansonsten frei gegeben ist, – eine Ventilhub-Verstelleinrichtung, durch die ein Ventilhub (X) des Gaseinlassventils (12) und/oder des Gasauslassventils (13) verstellbar ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 4.