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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
mit einem manuell betätigbaren
Schaltgetriebe, bei dem ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes
Drehmoment über
mindestens eine Stellgröße beeinflussbar
ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs und ein Computerprogramm für ein derartiges Steuergerät.
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Die
herkömmlichen
Betriebsverfahren für fremdgezündete Brennkraftmaschinen
sehen üblicherweise
eine Betätigung
einer Drosselklappe vor, um einen der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmassenstrom
und damit das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment einzustellen.
Beispielsweise wird bei den herkömmlichen
Systemen die Drosselklappe stets dann zumindest teilweise geschlossen,
wenn mithilfe eines Fahrpedalsensors eine gegenüber einem früheren Wert
verringerte Drehmomentanforderung des Fahrers ermittelt worden ist.
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Diese
bekannte Ansteuerung über
den Luftpfad der Brennkraftmaschine hat den bedeutenden Nachteil,
dass sie verhältnismäßig langsam
ist, so dass ein dynamischer Betrieb der Brennkraftmaschine nur
noch sehr eingeschränkt
möglich
ist. Insbesondere bei der Verwendung von Abgasturboladern wirkt
sich der mittels der Drosselklappe reduzierte Luftmassenstrom negativ
auf das dynamische Betriebsverhalten aus, weil eine Turbine des
Abgasturboladers nach einer Drosselung der Brennkraftmaschine erst
wieder auf ihre Nenndrehzahl beschleunigt werden muss. Der auch
als „Turboloch" bekannte Effekt
ergibt sich aufgrund der unzureichenden herkömmlichen Ansteuerverfahren
nicht nur bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine aus ihrer Leerlaufdrehzahl
heraus, sondern auch in allen anderen Betriebsbereichen, bei denen
die Brennkraftmaschine kurzfristig nach einer Verringerung der Drehmomentanforderung
wieder beschleunigt werden soll.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß ist es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsverfahren, ein Steuergerät und ein
Computerprogramm der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
dass das dynamische Verhalten der Brennkraftmaschine verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird bei dem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass ein bevorstehender Schaltvorgang des Schaltgetriebes und/oder
eine sonstige Betriebssituation der Brennkraftmaschine, während der eine
vorübergehende
Absenkung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments
erforderlich und/oder erwünscht
ist, erkannt wird, und dass in Abhängigkeit der Erkennung das
Drehmoment verringert wird, indem mindestens eine Stellgröße eines Kraftstoffpfads
verändert
wird.
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Die
erfindungsgemäße Erkennung
einer derartigen, besonderen Betriebssituation, bei der das Drehmoment
nur zeitweilig zu verringern ist, und bei der anschließend i.d.R.
ein erneutes Beschleunigen erfolgen soll, ermöglicht vorteilhaft die gezielte schnelle
Drehmomentabsenkung über
den Kraftstoffpfad und somit die Vermeidung einer Betätigung der Drosselklappe,
die zu der eingangs genannten Einschränkung der Dynamik führte.
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Über den
Kraftstoffpfad kann das gewünschte
Drehmoment der Brennkraftmaschine schneller eingestellt werden,
als über
die herkömmliche
Drosselung, so dass einerseits bei einem erkannten Schaltvorgang
eine schnelle Reduzierung des Drehmoments möglich ist. Andererseits kann
die zeitweise Drehmomentabsenkung bei einem erfindungsgemäß erkannten
Schaltvorgang oder dergleichen unter Verwendung von Stellgrößen des
Kraftstoffpfads auch schneller wieder rückgängig gemacht werden, als dies
bei herkömmlichen
Betriebsverfahren möglich
ist, die hierzu erst eine zuvor zumindest teilweise geschlossene
Drosselklappe wieder öffnen
müssen.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Prinzip bei Brennkraftmaschinen
mit einem Abgasturbolader einsetzbar, weil durch die erfindungsgemäße Drehmomentabsenkung über den Kraftstoffpfad
nicht der Luftmassenstrom beeinträchtigt wird, der ausgangsseitig
der Brennkraftmaschine zum Antrieb des Abgasturboladers dient. D.
h., unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das sog. „Turboloch" vermieden.
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Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren stellt
auch bei nicht aufgeladenen Brennkraftmaschinen eine optimale Dynamik
und Leistung der Brennkraftmaschine nach einer vorübergehenden
Drehmomentabsenkung sicher, wie sie sich beispielsweise bei der
manuellen Betätigung
des Schaltgetriebes während
eines Auskuppelns ergibt, weil ein bestehender Saugrohrdruck nicht
durch eine Drosselklappenstellung verringert wird.
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Auch
eine kurzzeitige Reduzierung des Fahrerwunschmoments ohne Schaltvorgang,
wie sie beispielsweise bei einer dynamischen Kurvenfahrt auftritt,
wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
erkannt, so dass eine herkömmliche
luftpfadgesteuerte Drehmomentabsenkung z. B. mittels Drosselklappenstellung
auch hier vermieden und eine maximale Leistung der Brennkraftmaschine
für den
nachfolgenden Beschleunigungsvorgang bereitgestellt werden kann.
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Zur
zeitweiligen Drehmomentabsenkung bei einem erkannten bevorstehenden
Schaltvorgang kann erfindungsgemäß vorteilhaft
der Zündwinkel verändert und/oder
eine Kraftstoffeinspritzung für mindestens
einen Zylinder der Brennkraftmaschine deaktiviert werden.
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Eine
maximale Dynamik bei dem Betrieb der Brennkraftmaschine ist einer
vorteilhaften Ausführungsform
zufolge dann gegeben, wenn die Drehmomentabsenkung ausschließlich über Stellgrößen des Kraftstoffpfads
realisiert wird, d. h. es werden zusätzlich keine Stellgrößen des
Luftpfads verwendet, um das Drehmoment abzusenken.
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Vielmehr
kann erfindungsgemäß sogar
vorgesehen sein, dass, vorzugsweise parallel zu der kraftstoffpfadbasierten
Drehmomentabsenkung oder kurz danach, eine oder mehrere Stellgrößen des
Luftpfads verändert
werden, um einen Saugrohrdruck zu maximieren, wodurch eine optimale
Leistung der Brennkraftmaschine für einen nachfolgenden Beschleunigungsvorgang
sichergestellt ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Von
besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Form eines Computerprogramms, das auf einem Computer beziehungsweise
einer Recheneinheit eines Steuergeräts ablauffähig und zur Ausführung des
Verfahrens geeignet ist. Das Computerprogramm kann beispielsweise
auf einem elektronischen Speichermedium abgespeichert sein, wobei
das Speichermedium seinerseits zum Beispiel in dem Steuergerät enthalten
sein kann.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene
Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Brennkraftmaschine,
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2 einen
zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine
bei einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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3 einen
zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine
bei einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
der 1 ist eine fremdgezündete Brennkraftmaschine 1 eines
Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem
Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist
mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch
den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt
ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und
mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
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Im
Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragt
ein Einspritzventil 9 in den Brennraum 4, über das
Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden kann.
Eine Zündkerze 10 ist
ebenfalls in diesem Bereich des Brennraums 4 angeordnet.
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Zur
Steuerung eines der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Luftmassenstroms
ist eine Drosselklappe 11 in dem Ansaugrohr 7 vorgesehen.
In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht,
der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden
Abgase dient. Der Brennkraftmaschine 1 kann ein nicht abgebildeter
Abgasturbolader zugeordnet sein.
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Das
Einspritzventil 9 ist über
eine Druckleitung mit einem Kraftstoffspeicher 13 verbunden.
In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen
Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem Kraftstoffspeicher 13 verbunden.
Der Kraftstoffspeicher 13 wird über eine Zuführleitung
mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine vorzugsweise mechanische Kraftstoffpumpe
vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 aufzubauen.
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Weiterhin
ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet,
mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 messbar
ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den
Kraftstoff ausgeübt
wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in
den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt
wird. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff
in den Kraftstoffspeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die
Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in
die zugehörigen
Brennräume 4 eingespritzt
und mittels der Zündkerzen 10 gezündet. Durch
Verbrennung des in den Brennräumen 4 vorherrschenden Luft-/Kraftstoffgemischs
werden die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt
werden. Diese Bewegungen werden auf eine nichtdargestellte Kurbelwelle übertragen
und üben
auf diese ein Drehmoment aus.
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Der
Brennkraftmaschine 1 ist ein nicht abgebildetes manuelles
Schaltgetriebe zugeodnet.
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Ein
Steuergerät 15 ist
von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren
gemessene Betriebsgrössen
der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist
das Steuergerät 15 mit
dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem Drehzahlsensor
und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 15 mit
einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung
eines von einem Fahrer betätigbaren
Fahrpedals und damit das auch als Fahrerwunschmoment bezeichnete
angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17,
mit denen über
Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst
werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9 und
dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen
Signale.
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Unter
anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen,
die Betriebsgrössen
der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln.
Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den
Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere
im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine
geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem
Zweck ist das Steuergerät 15 mit
einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere
in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das
dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
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Erfindungsgemäß wird ein
bevorstehender Schaltvorgang des Schaltgetriebes und/oder eine sonstige
Betriebssituation der Brennkraftmaschine 1, während der
eine vorübergehende
Absenkung des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen
Drehmoments erforderlich und/oder erwünscht ist, erkannt, und in
Abhängigkeit
der Erkennung wird das Drehmoment verringert, indem mindestens eine Stellgröße eines
Kraftstoffpfads verändert
wird.
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Dadurch
wird vorteilhaft vermieden, Stellgrößen eines Luftpfades wie z.
B. die Drosselklappenstellung usw. zur zeitweiligen Absenkung des
Drehmoments zu verwenden. Ferner ist durch die erfindungsgemäße Erkennung
des bevorstehenden Schaltvorgangs sichergestellt, dass die spezielle
erfindungsgemäße Drehmomentabsenkung,
die bevorzugt ausschließlich über den
Kraftstoffpfad erfolgt, in anderen Betriebssituationen, bei denen
z. B. eine dauerhafte Absenkung des Drehmoments erwünscht ist,
nicht durchgeführt
wird. In diesen anderen Betriebssituationen wird das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
nicht weiter ausgeführt,
und die Absenkung des Drehmoments kann herkömmlich über eine Drosselung des Luftmassenstroms
mittels der Drosselklappe 11 erfolgen.
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Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann
besonders vorteilhaft dazu eingesetzt werden, um eine auch als „Sporthochschaltung" bezeichnete Betriebsweise
der Brennkraftmaschine 1 zu realisieren. Bei der Sporthochschaltung
ist es ganz wesentlich, dass das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 während des
manuellen Hochschaltens von einem Gang in den nächsthöheren Gang des manuellen Schaltgetriebes
nur dann jeweils kurzzeitig abgesenkt wird, wenn das Auskuppeln
erfolgt. Sobald der nächsthöhere Gang
durch den Fahrer eingelegt und wieder eingekuppelt worden ist, soll
für einen
weiteren Beschleunigungsvorgang die maximale Leistung der Brennkraftmaschine 1 unverzüglich zur
Verfügung
stehen.
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Dies
wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass das kurzzeitige Absenken des Drehmoments zum manuellen
Hochschalten durch Beeinflussung des schnellen Kraftstoffpfads erfolgt,
wobei insbesondere ein Zündwinkel
verändert
werden kann. Alternativ oder zusätzlich
kann auch die Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 deaktiviert
werden. Der langsamere Luftpfad wird zur Realisierung der Sporthochschaltung
bevorzugt nicht modifiziert. Insbesondere wird keine Drosselung
des Luftmassenstroms im Ansaugrohr 7 vorgenommen.
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2 zeigt
den zeitlichen Verlauf einiger Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 bei
einem manuell durchgeführten
Schaltvorgang unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Hierbei
wird die Brennkraftmaschine 1 wie aus der kontinuierlich
ansteigenden Drehzahl n von t = 0 bis hin zu dem Zeitpunkt t1 ersichtlich
durch Vorgabe eines entsprechenden Fahrerwunschmoments beschleunigt.
Zu dem Zeitpunkt t1 wird ein Schaltvorgang gestartet, der insgesamt
bis zu dem Zeitpunkt t2 dauert und der ein manuelles Hochschalten
des der Brennkraftmaschine 1 zugeordneten Schaltgetriebes
umfasst. Ab dem Zeitpunkt t2 wird die Brennkraftmaschine 1 mit
dem neu eingelegten Gang weiter beschleunigt.
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Erfindungsgemäß wird der
Schaltvorgang zu dem Zeitpunkt t1 erkannt, und der Zündwinkel
ZW wird wie aus 2 ersichtlich in dem Intervall
(t1; t2) verändert,
insbesondere spätverstellt,
um das von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Drehmoment zu
verringern, damit die Drehzahl n während des Hochschaltens nicht
ansteigt. Vielmehr kann sich die Drehzahl n durch die erfindungsgemäße Manipulation
des Zündwinkels
ZW von dem zu dem Zeitpunkt t1 erreichten Wert n1 dem Wert n2 angleichen,
der sich bei dem Einlegen des nächsthöheren Ganges einstellt.
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Weil
das erfindungsgemäße Verfahren
die Drehmomentabsenkung über
den Kraftstoffpfad – vorliegend
durch Spätverstellung
des Zündwinkels ZW – einstellt,
und die Stellgrößen des
Luftpfades im wesentlichen unverändert
lässt,
bleibt ein von dem Abgasturbolader (nicht gezeigt) in dem Ansaugrohr 7 erzeugter
Ladedruck LD über
den gesamten Schaltvorgang im wesentlichen gleich bzw. sinkt nur
geringfügig
ab, was u. a. mit der sinkenden Drehzahl n zusammenhängt.
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Bei
einem herkömmlichen
Betriebsverfahren ohne die erfindungsgemäße Erkennung der Betriebsart „Sporthochschalten" wäre zur Drehmomentabsenkung
ab dem Zeitpunkt t1 die Drosselklappe 11 zumindest teilweise
geschlossen worden, wodurch u. a. auch eine Verringerung der Turbinendrehzahl
des Abgasturboladers und damit eine wesentlich stärkere Absenkung
des Ladedrucks LD aufgetreten wäre. Diese
Absenkung des Ladedrucks hätte
ferner dazu geführt,
dass auch für
das weitere Beschleunigen der Brennkraftmaschine 1 ab dem
Zeitpunkt t2 des Einkuppelns nicht die maximale Leistung bzw. das
maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 vorliegt.
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Im
Unterschied hierzu kann bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einem ungedrosselten Luftmassenstrom ein maximales Drehmoment
der Brennkraftmaschine 1 direkt ab dem Zeitpunkt t2 des
Einkuppelns abgerufen werden. Hierfür ist lediglich der Zündwinkel
von dem zeitweise verringerten Wert auf einen geeigneten, größeren Wert umzustellen
bzw. eine evtl. eingesetzte Einspritzausblendung zu deaktivieren.
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Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren
ist vorteilhaft bei allen Betriebssituationen einsetzbar, bei denen
eine kurzzeitige Drehmomentabsenkung erwünscht bzw. erforderlich ist,
und bei denen anschließend
kurzfristig wieder ein maximales Drehmoment abrufbar sein soll.
Neben dem „Sporthochschalten" kommt hierbei eine
dynamische Kurvenfahrt in Betracht, bei der der Fahrer des Kraftfahrzuegs
vor den Kurven häufig
kurzzeitig von dem Fahrpedal geht, um in oder nach der Kurve weiter
zu beschleunigen. Auch in diesem Anwendungsfall würde die
herkömmliche
drosselklappenbasierte Momentenabsenkung das Ansprechverhalten der
Brennkraftmaschine verlangsamen und einen hochdynamischen Betrieb
behindern.
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Die
erfindungsgemäße Erkennung
des bevorstehenden Schaltvorgangs bzw. eines gewünschten „Sportochschaltens" kann beispielsweise
aus dem Signal eines Kupplungsschalters abgeleitet werden. Alternativ
oder ergänzend
kann auch ein zeitlicher Verlauf des Fahrerwunschmoments bzw. des Fahrpedalsensors
analysiert werden.
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Es
ist auch denkbar, das erfindunsgemäße Verfahren bei automatisierten
manuellen Schaltgetrieben einzusetzen. In diesem Fall kann eine
Information über
den Schaltvorgang direkt von einem Steuergerät des automatisierten manuellen
Schaltgetriebes an das Steuergerät 15 der
Brennkraftmaschine 1 übertragen
werden.
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Erfindungsgemäß können neben
der vorstehend beschriebenen Erkennung, ob ein Schaltvorgang bzw.
der Wunsch für
das „Sporthochschalten" besteht, ein oder
mehrere weitere Aktivierungskriterien überprüft werden, die z. B. die folgenden
Bedingungen umfassen:
- – Überprüfung der Aktivierung eines „Sportmodus", sofern dieser bei
dem die Brennkraftmaschine 1 enthaltenden Kraftfahrzeug
vorgesehen ist;
- – die
Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 zu dem Zeitpunkt t1
(2), zu dem die Kupplung betätigt wird, liegt im Bereich
des optimalen Schaltpunkts, der ggf. auch dem Fahrer über eine gesonderte
Anzeige signalisiert werden kann;
- – die
Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 zu dem Zeitpunkt 11 (2),
zu dem die Kupplung betätigt
wird, liegt im Bereich der zulässigen
Maximaldrehzahl;
- – bis
zu dem Zeitpunkt t1 (2), zu dem die Kupplung betätigt wird,
ist für
eine vorgebbare Wartezeit hinweg ein vorgebbarer Schwellwert für das Fahrerwunschmoment überschritten
worden bzw. das maximale Fahrerwunschmoment eingestellt worden;
- – der
Betrag der zeitlichen Ableitung des Signals des Fahrpedalsensors übersteigt
einen vorgebbaren Schwellwert;
- – das
Auftreten einer Kraftschlussunterbrechung, insbesondere durch Auskuppeln,
und gleichzeitig das Überscheiten
eines vorgebbaren Schwellwerts für
das Fahrerwunschmoment.
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Erfindungsgemäß können neben
den vorstehend beschriebenen Aktivierungsbedingungen auch ein oder
mehrere Deaktivierungskriterien überprüft werden,
die eine Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
verbieten und die z. B. die folgenden Bedingungen umfassen:
- – Betätigung eines
Bremspedals;
- – Betätigung des
Kupplungspedals überschreitet eine
vorgebbare Maximaldauer;
- – Die
Zeit, in der das Signal des Fahrpedalsensors einen vorgebbaren Schwellwert
unterschreitet, überschreitet
eine vorgebbare Mindestdauer;
- – eine
z. B. gemessene oder modellbasiert ermittelte Abgastemperatur im
Bereich des Abgasturboladers und/oder Katalysators 12 überschreitet einen
vorgebbaren Maximalwert.
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Sofern
eine oder mehrere der vorstehend genannten Deaktivierungsbedingungen
vorliegen, wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht durchgeführt bzw.
abgebrochen. Insbesondere wird auch nach einer zunächst erfolgten
Erkennung des „Sporthochschaltens" oder einer vergleichbaren
Betriebssituation die weitere Durchführung des Verfahrens verhindert
und z. B. ein Drosseln des Luftmassenstroms im Ansaugrohr 7 mit
der Drosselklappe 11 zugelassen.
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Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Erfindungsvariante kann vorgesehen
sein, den Saugrohrdruck durch Veränderung einer oder mehrerer
Stellgrößen des
Luftpfads zu maximieren. Dadurch ist gewährleistet, dass ein maximales
Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 nach dem Ende der zeitweiligen
Drehmomentabsenkung verfügbar
ist. Diese Modifikation des Luftpfads ist so mit der erfindungsgemäßen Drehmomentabsenkung über den
Kraftstoffpfad zu koordinieren, dass die angeforderte zeitweilige
Drehmomentabsenkung sicher erreicht wird. Beispielsweise kann die
Modifikation des Luftpfads erst kurz nach dem Einleiten der Drehmomentabsenkung über den
Kraftstoffpfad erfolgen.
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Alternativ
ist es auch möglich,
Sollwerte für die
Stellgrößen(n) des
Luftpfades während
des „Sporthochschaltens" konstant zu lassen.
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Darüberhinaus
kann auch vorgesehen sein, dass die Sollwerte für die Stellgrößen(n) des
Luftpfades während
des „Sporthochschaltens" einer Tiefpassfilterung
unterzogen werden, wobei insbesondere für einen ersten Filterzeitraum
eine erste Filterzeitkonstante vorgegeben wird, und wobei für einen
sich an den ersten Filterzeitraum anschließenden zweiten Filterzeitraum
eine zweite Filterzeitkonstante vorgegeben wird, die geringer ist
als die erste Filterzeitkonstante.
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Diese
Erfindungsvariante ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 näher beschrieben.
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Bis
zu dem Zeitpunkt t1 wird die Brennkraftmaschine 1 herkömmlich betrieben,
wobei sich der in 3 gezeigte zeitliche Verlauf
eines Sollwerts SSD für
den Saugrohrdruck ergibt, der beispielsweise von dem Fahrerwunschmoment
und anderen Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1 abhängt.
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Ab
dem Zeitpunkt t1 wird z. B. unter Anwendung der vorstehend beschriebenen
Aktivierungskriterien erfindungsgemäß erkannt, dass ein „Sporthochschalten" vorliegt. Dementsprechend
wird der Soll-Saugrohrdruck SSD nunmehr einer Tiefpassfilterung
mit einer verhältnismäßig großen Filterzeitkonstante
unterworfen, um zu verhindern, dass sich der Soll-Saugrohrdruck
SSD – ausgehend
von dem Wert vor dem „Sporthochschalten" – zu schnell zu kleineren Werten
hin ändert,
wie dies bei einer herkömmlichen
Motorsteuerung zur Drehmomentabsenkung der Fall wäre. Eine
derartige Änderung
hätte bekanntlich
eine Androsselung mittels der Drosselklappe 11 zufolge,
die erfindungsgemäß verhindert
werden soll, um eine Dynamik der Brennkraftmaschine 1 während des „Sporthochschaltens" nicht unnötig einzuschränken.
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Sobald
das „Sporthochschalten" beendet ist bzw.
auch kurz davor, zu dem Zeitpunkt t12, kann eine zweite, kleinere
Filterzeitkonstante für
die Tiefpassfilterung des Soll-Saugrohrdrucks
SSD vorgegeben werden, um nach dem „Sporthochschalten" eine schnellere
Anpassung an den aktuell berechneten Sollwert für den Betrieb nach dem „Sporthochschalten" zu ermöglichen
und insbesondere einen Sprung des Soll-Saugrohrdrucks SSD zu vermeiden.
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Anschließend kann
die erfindungsgemäße Tiefpassfilterung
deaktiviert werden, so dass der Soll-Saugrohrdruck SSD wieder seine
herkömmliche Charakteristik
annimmt.
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Bei
aufgeladenen Brennkraftmaschinen kann analog zu der vorstehend beschriebenen
Filterung des Soll-Saugrohrdrucks SSD auch der Soll-Ladedruck (nicht
gezeigt) modifiziert werden.
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Bevorzugt
wird bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen ein Schubumluftventil
des Abgasturboladers oder dergleichen geschlossen gehalten, wenn das
erfindungsgemäße „Sporthochschalten" erkannt worden ist,
um keinen Einbruch im Lade- und Saugrohrdruck zu bewirken. Als Sicherheitsmassnahme kann
vorteilhaft auch eine maximale Zeitdauer vorgegeben werden, für die das
Schubumluftventil geschlossen gehalten werden darf.
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Sofern
der Brennkraftmaschine 1 ein Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
(VTG) zugeordnet ist, kann anstelle einer herkömmlichen Ladedruckregelung
erfindungsgemäß auch eine
besondere Einstellung für
den Ladedruck bzw. die Turbinengeometrie derart erfolgen, die insbesondere
abhängig
ist von dem zu wechselnden Gang des Schaltgetriebes und/oder einer
Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1. Der zeitliche Verlauf
für die
Beeinflussung der Turbinengeometrie während des Schaltens wird speziell
so gewählt,
dass trotz eines sich während das
Schaltvorgangs reduzierenden, drehzahlabhängigen Luftmassenstroms sowie
einer sich ändernden Abgastemperatur
der Ladedruck maximal bleibt.
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In
Abhängigkeit
der erwarteten Drehzahlabsenkung durch den Schaltvorgang bzw. die
erwartete Drehzahl n nach Beendigung des Schaltvorgangs kann auch
eine Vorsteuerung der Turbinengeometrie erfolgen, die so gewählt ist,
dass der Turbinenwirkungsgrad bei der Drehzahl n nach Beendigung
des Schaltvorgangs optimal ist.
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Es
ist ferner möglich,
die Turbinengeometrie so während
des Schaltvorgangs zu ändern,
dass ein Abgasgegendruck gezielt erhöht wird. Dadurch wird aufgrund
eines größeren Restgasanteils
im Brennraum 4 das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 reduziert.
Der während
des Schaltvorgangs aufgebaute Abgasgegendruck korrespondiert gleichzeitig mit
einer erhöhten
Enthalpie, wodurch die Drehzahl und der Ladedruck des Turboladers
erhöht
werden.
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Die
erfindungsgemäße Ladedruckregelung kann
vorteilhaft auch bei aufgeladenenen Brennkraftmaschinen mit Doppelkupplungsgetriebe
oder sequentiellem Schaltgetriebe eingesetzt werden und stellt einen
maximalen Ladedruck nach dem Gangwechsel sicher.
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In
Abhängigkeit
der erwarteten Drehzahlabsenkung durch den Schaltvorgang bzw. die
erwartete Drehzahl n nach Beendigung des Schaltvorgangs kann vorteilhaft
auch eine Vorsteuerung eines waste gates oder generell eine Ladedruckregelung
eines Turboladers derart erfolgen, dass der Turbolader nach Beendigung
des Schaltvorgangs mit seinem maximalen Wirkungsgrad betrieben wird,
so dass ein erneuter Ladedruckaufbau besonders schnell erfolgen
kann.