DE102007062173A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- oder Regelrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- oder Regelrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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DE102007062173A1
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    • F02D2250/22Control of the engine output torque by keeping a torque reserve, i.e. with temporarily reduced drive train or engine efficiency

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (13) für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Sollwert (s) einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine (13) vorgegeben wird und die Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem Sollwert (s) geregelt wird. Um ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (13) für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem die Brennkraftmaschine (13) in einem Leerlauf sicher und sparsam betrieben werden kann und das dennoch einfach zu realisieren ist, wird vorgeschlagen, dass ein Maximalmoment (Mmax) und ein Momentanmoment (M) der Brennkraftmaschine (13) ermittelt wird und der Sollwert (s) der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem Maximalmoment (Mmax) der Brennkraftmaschine (13) und dem Momentanmoment (M) der Brennkraftmaschine (13) vorgegeben wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Sollwert einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben wird und die Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem Sollwert geregelt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
  • Aus der DE 38 32 727 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der Batteriespannung bekannt. Diese Einrichtung weist einen Sollwertbildner zur Ermittlung eines Sollwerts der Leerlaufdrehzahl auf. Des Weiteren weist die Einrichtung einen Regler zur Regelung der Leerlaufdrehzahl auf. Beim Betrieb der Einrichtung ermittelt der Sollwertbildner in Abhängigkeit von mehreren Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine oder eines Kraftfahrzeugs den Sollwert für die Leerlaufdrehzahl. Der Sollwert für die Leerlaufdrehzahl wird dem Regler zugeleitet, welcher dann in Abhängigkeit von dem Sollwert die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine regelt.
  • Für jede der Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine, die den Sollwert der Brennkraftmaschine beeinflussen soll, muss im Sollwertbildner ein geeignetes Rechenelement beispielsweise in Form einer Kennlinie vorgesehen werden, welches einen momentanen Wert der Zustandsgröße auf einen Sollwert der Leerlaufdrehzahl abbildet. Die den einzelnen Zustandsgrößen entsprechenden Sollwerte werden dann zu einem einzigen Sollwert verknüpft, der dann dem Regler zugeführt wird. Insgesamt ergeben sich relativ aufwändige Rechenoperationen zum Ermitteln des Sollwerts der Leerlaufdrehzahl, und insbesondere wegen der hohen Anzahl an Kennlinien ergibt sich ein hoher Aufwand bei der Realisierung des Sollwertbildners.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem die Brennkraftmaschine in einem Leerlauf sicher und sparsam betrieben werden kann und das dennoch einfach zu realisieren ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Steuer- oder Regeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine auf eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere Weise vorgegeben werden kann, wenn anstelle vieler Zustandsgrößen, die vor allem von einer Last der Brennkraftmaschine abhängen, Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine selbst, nämlich das Maximalmoment und das Momentanmoment der Brennkraftmaschine, berücksichtigt werden. Es brauchen also lediglich diese beiden Parameter ermittelt und zum Vorgeben des Sollwerts der Leerlaufdrehzahl weiterverarbeitet werden. Spezielle Zustandsgrößen, wie beispielsweise ein Luftdruck der Luft in der Umgebung der Brennkraftmaschine oder eine Umgebungstemperatur brauchen nicht berücksichtigt zu werden, wodurch die Realisierung des Verfahrens vereinfacht wird.
  • Bei dem Maximalmoment der Brennkraftmaschine handelt es sich um dasjenige innere Drehmoment der Brennkraftmaschine, welches die Brennkraftmaschine bei einer bestimmten Drehzahl erzeugen kann. Das Maximalmoment ist bei üblicherweise in Kraftfahrzeugen verwendeten Brennkraftmaschinen zumindest im Bereich der Leerlaufdrehzahl näherungsweise proportional zur Drehzahl. Je höher die Drehzahl ist, je höher ist auch das Maximalmoment. Das Momentanmoment der Brennkraftmaschine entspricht einem zu einem betrachteten Zeitpunkt beim Betrieb der Brennkraftmaschine vorhandenes innere Drehmoment der Brennkraftmaschine. Benötigen Verbraucher wie beispielsweise eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs ein Momentanmoment, das größer ist als das Maximalmoment, dann wird die Brennkraftmaschine gebremst, und ihre Drehzahl sinkt. Sie kann zum Stillstand kommen, wenn das Maximalmoment für eine hinreichend lange Zeit nicht zur Beibehaltung der Drehzahl der Brennkraftmaschine ausreicht ("Abwürgen").
  • Bei Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun erreicht, dass das Momentanmoment der Brennkraftmaschine stets deutlich geringer ist als das Maximalmoment. Hierdurch wird sichergestellt, dass selbst beim Auftreten einer Lastspitze sich das Momentanmoment nicht so stark an das Maximalmoment annähert, dass die Brennkraftmaschine unruhig läuft oder gar zum Stillstand kommt. Weiterhin wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Sollwert der Leerlaufdrehzahl nur dann angehoben, wenn es erforderlich ist, während bekannte Verfahren den Sollwert auch dann sicherheitshalber anheben, wenn es eigentlich bei Betrachtung des Maximalmoment und des Momentanmoments der Brennkraftmaschine nicht nötig wäre. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Brennkraftmaschine somit mit im Mittel geringeren Leerlaufdrehzahlen und somit sparsamer betrieben. Insgesamt ergibt sich somit ein einfach zu realisierendes Verfahren, mit dem ein zuverlässiger und sparsamer Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf gewährleistet ist.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass der Sollwert der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment vorgegeben wird. Denn die Differenz stellt quasi einen "Abstand" zwischen dem Momentanmoment und dem Maximalmoment dar. Wenn diese Differenz relativ gering ist, besteht die Gefahr, dass die Brennkraftmaschine unruhig läuft oder zum Stillstand kommt. Bei geringer Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment kann der Sollwert der Leerlaufdrehzahl erhöht werden, so dass sich auch ein Istwert der Leerlaufzahl und damit auch das Maximalmoment erhöht. Folglich erhöht sich auch die Differenz, und die Gefahr, dass die Brennkraftmaschine unruhig läuft oder zum Stillstand kommt, verringert sich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen werden, dass, wenn die Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment kleiner ist als ein Schwellwert, als Sollwert der Leerlaufdrehzahl ein angehobener Wert ermittelt wird, der einer Leerlaufdrehzahl entspricht, die größer als eine minimale Leerlaufdrehzahl, vorzugsweise größer als eine Nennleerlaufdrehzahl ist. Hierdurch wird erreicht, dass, wenn die Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment hinreichend groß ist, die Brennkraftmaschine mit der minimalen Leerlaufdrehzahl beziehungsweise der Nenn-Leerlaufdrehzahl betrieben wird, und dass erst wenn die Differenz den Schwellwert unterschreitet, der Sollwert der Leerlaufdrehzahl angehoben wird. Der Schwellwert entspricht einem vorgegebenen "Sicherheitsabstand" zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment. Sinkt die Differenz zwischen Maximalmoment und Momentanmoment auf einen Wert ab, der geringer ist als dieser Sicherheitsabstand, besteht die Gefahr, dass die Brennkraftmaschine unruhig läuft oder zum Stillstand kommt. Durch das Vorgeben des angehobenen Wert als Sollwert der Leerlaufdrehzahl vergrößert sich die Differenz zwischen Maximalmoment und Momentanmoment auf einen Wert, der größer ist als der Schwellwert, sobald ein Istwert der Drehzahl der Brennkraftmaschine gestiegen ist. Somit kann die Brennkraftmaschine bei einer kleinen Last mit einer geringen Leerlaufdrehzahl und somit leise und sparsam betrieben werden, und bei einer Erhöhung der Last durch das Anheben des Sollwerts der Leerlaufdrehzahl kann ein zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine erreicht werden.
  • Alternativ dazu kann auch vorgesehen werden, dass der Sollwert der Leerlaufdrehzahl angehoben wird, so lange die Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment kleiner als ein Schwellwert ist. Es wird also nicht zwischen dem Sollwert und dem angehobenen Sollwert hin und her gewechselt, sondern der Sollwert wird so lange erhöht, bis die Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment wieder hinreichend groß ist. Hierbei kann der Sollwert entweder schrittweise oder kontinuierlich im Zeitablauf angehoben werden. Im Falle eines schrittweisen Anhebens ergeben sich somit mehrere Stufen für den Sollwert der Leerlaufdrehzahl.
  • Um ein zeitlich verzögertes Eingreifen des Verfahrens in den Sollwert zu erreichen, kann vorgesehen werden, dass aus der Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment eine erste Zwischengröße gebildet wird, eine zweite Zwischengröße gebildet wird, indem die erste Zwischengröße gewichtet über die Zeit integriert wird, und der Sollwert in Abhängigkeit von einer gewichteten Summe der ersten Zwischengröße und der zweite Zwischengröße ermittelt wird. Das heißt, der Sollwert wird in Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße eines Proportional-Integral-Reglers (PI-Regler) gebildet, wobei eine Eingangsgröße des PI-Reglers der ersten Zwischengröße entspricht. Eine Parametrisierung des PI-Reglers hängt von den genauen Eigenschaften der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs ab. Der PI-Regler kann erforderlichenfalls so parametrisiert werden, dass er lediglich als Proportionalregler (P-Regler) oder Integralregler (I-Regler) arbeitet. Dies wird durch eine entsprechende Wahl von Gewichtungsfaktoren bei dem Bilden der besagten gewichteten Summe erzielt.
  • Hierbei ist bevorzugt, dass die erste Zwischengröße in Abhängigkeit von dem Schwellwert gebildet wird. Es wird also nicht nur die Differenz zwischen dem Maximalmoment und dem Momentanmoment, sondern auch der Schwellwert beim Bilden der ersten Zwischengröße, die dem PI-Regler zugeführt wird, berücksichtigt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Verfahren in den Sollwert nicht eingreift, das heißt den Sollwert nicht erhöht, so lange die Differenz kleiner ist als der Schwellwert. Es wird erreicht, dass solange die Differenz kleiner ist als der Schwellwert, die minimale Leerlaufdrehzahl beziehungsweise die Nennleerlaufdrehzahl als Sollwert der Leerlaufdrehzahl vorgegeben wird. Vorzugsweise wird die erste Zwischengröße derart gebildet, dass der Sollwert der Leerlaufdrehzahl immer größer oder gleich der minimalen Leerlaufdrehzahl beziehungsweise der Nennleerlaufdrehzahl ist. Ein Absenken des Sollwertes der Leerlaufdrehzahl unter die minimale Leerlaufdrehzahl kann jedoch auch auf andere Weise vermieden werden.
  • Es ist bevorzugt, dass mindestens eine Zustandsgröße der Brennkraftmaschine erfasst wird und das Maximalmoment der Brennkraftmaschine und/oder das Momentanmoment der Brennkraftmaschine aus der mindestens einen Zustandsgröße ermittelt wird. Als Zustandsgrößen können alle üblicherweise beim Betreiben der Brennkraftmaschine erfassten Größen wie beispielsweise der Istwert der Drehzahl der Brennkraftmaschine, ein Luftmassenstrom durch ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine und/oder ein Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden
  • Vorzugsweise wird das Maximalmoment und/oder das Momentanmoment unter Verwendung mindestens eines Kennfeldes ermittelt. Dadurch können das Maximalmoment und das Momentanmoment vergleichsweise genau ermittelt werden, da spezielle Eigenschaften der Brennkraftmaschine typischerweise beim Ermitteln des Kennfeldes berücksichtigt werden.
  • Als weitere Lösung der Aufgabe wird eine Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Unter Verwendung einer solchen programmierbaren Steuer- oder Regeleinrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren auf besonders einfache Weise realisiert. Hierbei ergeben sich für die Steuer- oder Regeleinrichtung die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Steuer- oder Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung;
  • 2 ein Regelelement der Steuer- oder Regeleinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 3 eine grafische Darstellung eines Maximalmoments einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einer Drehzahl;
  • 4 ein Regelelement der Steuer- oder Regeleinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine Steuer- oder Regeleinrichtung 11, die an eine Brennkraftmaschine 13 angeschlossen ist. Die Brennkraftmaschine 13 umfasst einen Drehzahlsensor 15 zur Erzeugung eines Drehzahlsensorsignals, welches einen Istwert n einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 charakterisiert. Die Brennkraftmaschine 13 weist außerdem weitere Sensoren 16 auf, mit denen weitere Zustandsgrößen Y der Brennkraftmaschine 13, wie beispielsweise ein Luftmassenstrom in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine 13 oder ein Druck in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine 13 erfasst werden können. Die Sensoren 15, 16 der Brennkraftmaschine 13 sind mit der Steuer- oder Regeinrichtung 11 verbunden.
  • Die Steuer- oder Regeleinrichtung 11 weist ein erstes Kennfeldelement 17 zum Ermitteln eines Maximalmoments Mmax der Brennkraftmaschine 13 in Abhängigkeit von dem Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 und den Zustandsgrößen Y der Brennkraftmaschine 13 auf. Ferner weist die Steuer- oder Regeleinrichtung 11 ein zweites Kennfeldelement 19 zur Ermittlung eines Momentanmoments M der Brennkraftmaschine 13 in Abhängigkeit von der Drehzahl n und den Zustandsgrößen Y der Brennkraftmaschine 13 auf. Das erste Kennfeldelement 17 und das zweite Kennfeldelement 19 sind mit einem Subtrahierer 21 zum Bilden einer Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M verbunden.
  • Eine nicht gezeigte Ausführungsform weist die beiden Kennfeldelemente 17, 19 nicht auf. Werte des Maximalmoments Mmax und des Momentanmoments M werden dort einer in der Steuer- oder Regeleinrichtung ohnehin vorhandenen momentenbasierten Regelanordnung, die zum Regeln und/oder Steuern der Brennkraftmaschine 13 dient, entnommen.
  • Der Subtrahierer 21 ist mit einem Eingang 23 eines Regelelements 25 der Steuer- oder Regeleinrichtung 11 verbunden. Ein Ausgang 26 des Regelelements 25 zum Ausgeben eines Sollwerts s der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 13 ist mit einem Leerlaufregler 27 der Steuer- oder Regeleinrichtung 11 verbunden. Außerdem ist der Leerlaufregler 27 mit dem Drehzahlsensor 15 der Brennkraftmaschine 13 verbunden. Ein Ausgang (ohne Bezugszeichen) des Leerlaufreglers 27 ist mit einem Aktor 28 zum Einstellen eines Öffnungsgrads einer Drosselvorrichtung (nicht gezeigt) im Saugrohr der Brennkraftmaschine 13 verbunden. Am Ausgang des Leerlaufreglers 27 liegt ein Stellsignal x zur Beeinflussung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 13 an. Der Leerlaufregler 27 ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform außer mit dem Aktor 28 zum Einstellen des Öffnungsgrads der Drosselvorrichtung auch mit weiteren Aktoren 28 der Brennkraftmaschine 13 verbunden, mit denen weitere Stellvorrichtungen der Brennkraftmaschine 13 betätigt werden können. Es kann auch vorgesehen werden, dass der Leerlaufregler 27 lediglich mit den weiteren Aktoren und nicht mit dem Aktor 28 zum Einstellen des Öffnungsgrads der Drosselvorrichtung verbunden ist.
  • 2 zeigt den Aufbau des Regelelements 25 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform im Detail. Ein als 2-Punkt-Regler ausgeführtes Verknüpfungselement 29 des Regelelements 25 ist eingangsseitig mit dem Differenzsignal d, das heißt mit dem Eingang 23 des Regelelements 25, und mit einem konstanten, vorgegebenen Schwellwert dth verbunden. Ausgangsseitig ist das Verknüpfungselement 29 derart mit einem Auswahlelement 31 des Regelelements 25 verbunden, dass ein vom Verknüpfungselement 29 erzeugtes Binärsignal b dem Auswahlelement 31 zugeleitet wird. Das Auswahlelement 31 umfasst einen ersten Eingang, an dem eine erste vorgegebene, konstante Größe s1 anliegt ist und einen zweiten Eingang, an dem eine zweite vorgegebene, konstante Größe s2 anliegt. Ein Ausgang des Auswahlelements 31 ist mit dem Ausgang 26 des Regelelements 25 verbunden.
  • Im Folgenden wird anhand der 3 ein von der Steuer- oder Regeleinrichtung 11 ausgeführtes Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 13 näher erläutert. In 3 ist das Maximalmoment Mmax in Abhängigkeit von dem Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 in einem Schaubild durch eine Gerade dargestellt. Man erkennt, dass in einer Umgebung einer Nennleerlaufdrehzahl n0 das Maximalmoment Mmax zumindest annähernd proportional zum Istwert n der Drehzahl ist. Jeder Punkt im Schaubild entspricht einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 13 mit einem bestimmten Istwert n der Drehzahl und einem bestimmten Momentanmoment M. Betriebspunkte oberhalb der Geraden des Maximalmoments Mmax können nicht realisiert werden, weil das Momentanmoment M das Maximalmoment Mmax nicht überschreiten kann.
  • Benötigen Verbraucher (zum Bespiel eine Klimaanlage oder eine Servolenkung) der Brennkraftmaschine 13 bei einem bestimmten Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 ein Momentanmoment M, das größer ist als das Maximalmoment Mmax, dann wird die Brennkraftmaschine 13 gebremst, sodass der Istwert n ihrer Drehzahl sinkt. Wird diese durch die Verbraucher verursachte Last hinreichend lange aufrechterhalten, so kann die Brennkraftmaschine 13 zum Stillstand kommen, das heißt "abgewürgt" werden. Die Gefahr des Abwürgens oder eines unruhigen Laufs der Brennkraftmaschine 13 rührt auch daher, dass sich das Maximalmoment Mmax mit abnehmenden Istwert n der Drehzahl verringert. Ist das benötigte Momentanmoment M konstant, so übersteigt es das aufgrund des sinkenden Istwerts n der Drehzahl immer weiter abnehmende Maximalmoment Mmax immer mehr, sobald es einmal größer als das Maximalmoment geworden ist.
  • Das gezeigte Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 13 vermeidet, dass die kritischen Betriebspunkte an der Geraden des Maximalmoments Mmax beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftreten. Zu diesem Zweck wird durch den Schwellwert dth ein Sicherheitsabstand definiert. Sobald die Brennkraftmaschine 13 einen Betriebpunkt zwischen der Geraden des Maximalmoments Mmax und einer um den Betrag des Schwellwerts nach unten verschobenen Geraden 32 annimmt, wird der Sollwert s der Leerlaufdrehzahl angehoben, um die Brennkraftmaschine wieder in einen Betriebpunkt unterhalb der nach unten verschobenen Geraden 32 zu bringen.
  • Läuft die Brennkraftmaschine 13 beispielsweise mit der Nennleerlaufdrehzahl n0 und mit einer relativ geringen Last, dann stellt sich ein mit P1 bezeichneter erster Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine 13 ein. Der Drehzahlsensor 15 erzeugt das Drehzahlsensorsignal, das den Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 charakterisiert. Der Istwert n der Drehzahl entspricht im ersten Arbeitspunkt P1 der Nennleerlaufdrehzahl n0, das heißt n = n0. Dem ersten Kennfeldelement 17 und dem zweiten Kennfeldelement 19 werden der Istwert n der Drehzahl und die weiteren Zustandsgrößen Y zugeleitet. Anhand dieser Größen n, Y ermittelt das erste Kennfeldelement 17 das maximale Momentanmoment Mmax, und das zweite Kennfeldelement 19 ermittelt unter Verwendung der Zustandsgrößen n, Y das Momentanmoment M. Der Subtrahierer 21 bildet die Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M. Diese Differenz d wird dem Eingang 23 des Regelelements 25 zugeführt. Aus 3 ist ersichtlich, dass im ersten Arbeitspunkt P1 die Differenz d einen ersten Wert d1 annimmt. Dieser Wert d1 ist größer als der Schwellwert dth. Deshalb nimmt das Binärsignal b einen ersten Zustand L ein, bei welchem das Auswahlelement 31 die erste fest vorgegebene Größe s1 auswählt, so dass die Größe s am Ausgang 26 des Regelelements 25 den Wert s = s1 annimmt. In der gezeigten Ausführungsform entspricht die erste fest vorgegebene Größe s1 der Nennleerlaufdrehzahl n0 der Brennkraftmaschine 13. Folglich wird dem Leerlaufregler 27 als Sollwert s der Leerlaufdrehzahl die Nennleerlaufdrehzahl n0 vorgegeben.
  • Der Leerlaufregler 27 führt ein geeignetes Regelverfahren zur Regelung der Leerlaufdrehzahl n der Brennkraftmaschine 13 aus. Dazu wird der Istwert n mit dem Sollwert s der Leerlaufdrehzahl verglichen und bei einem Unterschied die Stellgröße x derart verändert, dass sich der Istwert n der Drehzahl an den Sollwert s angleicht. In der gezeigten Ausführungsform, in der die Stellgröße x dem Aktor 28 zugeführt wird, wird durch das Verändern der Stellgröße x der Öffnungsgrad der Drosselvorrichtung der Brennkraftmaschine beeinflusst. Der Drehzahlregler 27 hält also den Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 konstant und gleicht dabei Lastschwankungen an der Brennkraftmaschine 13 aus.
  • Nimmt die Last der Brennkraftmaschine zu, dann erhöht sich das Moment M der Brennkraftmaschine, wobei der Drehzahlregler 27 den Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 im Wesentlichen konstant hält. Wird hierbei das Moment M so weit erhöht, dass die Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M einen Wert annimmt, der kleiner ist als der Schwellwert dth (also d < dth), wie es in einem zweiten Arbeitspunkt P2 der Fall ist, dann ändert das Verknüpfungselement 29 des Regelelements 25 den Zustand des Binärsignals b, das heißt, das Binärsignal b wechselt auf einen zweiten Zustand H. Dies hat zur Folge, dass das Auswahlelement 31 anstelle der ersten fest vorgegeben s1 die zweite fest vorgegebene Größe s2 als Sollwert s auswählt. Dies hat wiederum zur Folge, dass am Ausgang 26 des Regelelements 25 die zweite fest vorgegebene Größe s2 ausgegeben wird. Die zweite fest vorgegebene Größe s2 entspricht dem Sollwert s = s2 einer angehobenen Leerlaufdrehzahl, das heißt s2 > s1 = n0. Folglich sorgt der Leerlaufregler 27 dafür, dass sich der Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 erhöht. Dadurch wird ein dritter Arbeitspunkt P3 erreicht. Aufgrund des höheren Maximalmoments im dritten Arbeitspunkt P3 ist dort die Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M trotz des erhöhten Momentanmoments M größer als im zweiten Arbeitspunkt P2. Ein Wert d3 der Differenz d ist dort insbesondere größer als der Schwellwert dth (also d3 > dth).
  • Im Verknüpfungselement 29 kann eine Hysterese vorgesehen sein, die verhindert, dass der Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 11 zwischen Werten, die den beiden fest vorgegeben Größe s1, s2 entsprechen, hin- und herschwingt. In dem in der 3 gezeigtem Beispiel wird ein Hin- und Herschwingen zwischen dem zweiten Arbeitspunkt P2 und dem dritten Arbeitspunkt P3 verhindert.
  • Erst, wenn beispielsweise aufgrund eines Rückgangs der Last das Moment M der Brennkraftmaschine 13 deutlich abnimmt, wechselt das Verknüpfungselement 29 den Zustand des Binärsignals b erneut, sodass es den ersten Zustand L annimmt. Dies hat zur Folge, dass, wenn ein vierter Arbeitspunkt P4 erreicht ist, an dem der Istwert n der Drehzahl der Brennkraftmaschine 13 einen vierten Wert d4 ≥ dth annimmt, dem Drehzahlregler 27 wieder die Nennleerlaufdrehzahl n0 = s1vorgegeben wird und dadurch wieder der erste Arbeitspunkt P1 erreicht wird und die Brennkraftmaschine mit der Nennleerlaufdrehzahl n0 läuft.
  • Anstelle des in 2 gezeigten Regelelements 25 kann auch ein auf andere Weise aufgebautes Regelelement 25 verwendet werden. Beispielsweise kann die Abbildung der Differenz d auf den Sollwert s mit Hilfe einer beliebigen Berechnungsvorschrift, die beispielsweise durch eine mathematische Gleichung spezifiziert werden kann, realisiert werden. Weiterhin kann zum Ermitteln des Sollwerts s in Abhängigkeit von der Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M ein weiteres Kennfeldelement vorgesehen werden.
  • Je nach Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 13 und einzelner Teile der Steuer- oder Regeleinrichtung 11, kann es sinnvoll oder erforderlich sein, dass der Sollwert s zeitverzögert in Abhängigkeit von der Differenz d vorgegeben wird. Hierzu kann beispielsweise der Sollwert s schrittweise oder kontinuierlich angehoben werden, solange die Differenz d kleiner ist als der Schwellwert dth.
  • Ein zeitverzögertes Vorgeben des Sollwerts s kann auch mit dem in der 4 gezeigten Regelelement 25 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform realisiert werden. Dieses Regelelement 25 umfasst ein Rechenelement 33 zum Berechnen einer ersten Zwischengröße z1 aus der Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M und dem Schwellwert dth. Das Regelelement 25 weist einen Proportional-Integral-Regler 35 (PI-Regler) mit einem Integrator 37 und einem Addierer 39 auf. Das Rechenelement 33 ist mit einem Eingang des PI-Reglers 35 des Regelelements 25 verbunden. Ein Ausgang des PI-Reglers 35 ist mit einem Addierer 41 des Regelelements 25 verbunden, der außerdem mit der ersten fest vorgegebenen Größe s1 verbunden ist. Ausgangsseitig ist der Addierer 41 des Regelelements 25 mit dem Ausgang 26 des Regelelements 25 verbunden. Der Wert der ersten fest vorgegebenen Größe s1 entspricht auch bei diesem Regelelement 25 der Nennleerlaufdrehzahl n0 der Brennkraftmaschine 11.
  • Beim Betrieb dieses Regelelements 25 erzeugt das Rechenelement 33 die erste Zwischengröße z1 derart, dass sie einen positiven Wert aufweist, wenn die Differenz d zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M kleiner ist als der Schwellwert dth. Der Integrator 37 des PI-Reglers 35 bildet durch Integrieren der ersten Zwischengröße z1 über die Zeit eine zweite Zwischengröße z2, und der Addierer 39 des PI-Reglers 35 bildet eine dritte Zwischengröße z3, indem er die erste Zwischengröße z1 mit einem ersten Gewichtungsfaktor q1 und die zweite Zwischengröße z2 mit einem zweiten Gewichtungsfaktor q2 gewichtet addiert. Die dritte Zwischengröße z3 wird dem Addierer 41 des Regelelements 25 zugeführt, welcher zu der dritten Zwischengröße z3 die erste fest vorgegebene Größe s1 addiert. Durch diese Addition wird der Sollwert s der Leerlaufdrehzahl gegenüber der Nennleerlaufdrehzahl n0 = s1 immer dann erhöht, wenn die Differenz zwischen dem Maximalmoment Mmax und dem Momentanmoment M geringer ist als der Schwellwert dth. Dadurch dass der PI-Regler 35 die erste Zwischengröße z1 integriert, ergibt sich eine zeitverzögerte Änderung des Sollwerts s, was wiederum zu einer kontinuierlichen Veränderung der Leerlaufdrehzahl n der Brennkraftmaschine führt. Um ein Absenken des Sollwerts s der Leerlaufdrehzahl unter die minimale Leerlaufdrehzahl s1, die wie in den gezeigten Ausführungsformen der Nennleerlaufzehzahl n0 entsprechen kann, zu vermeiden, kann das Rechenelement 33 derart ausgeführt sein, dass die erste Zwischengröße z1 immer Null oder positiv ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3832727 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (13) für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Sollwert (s) einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine (13) vorgegeben wird und die Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem Sollwert (s) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalmoment (Mmax) und ein Momentanmoment (M) der Brennkraftmaschine (13) ermittelt wird und der Sollwert (s) der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem Maximalmoment (Mmax) der Brennkraftmaschine (13) und dem Momentanmoment (M) der Brennkraftmaschine (13) vorgegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (s) der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von einer Differenz (d) zwischen dem Maximalmoment (Mmax) und dem Momentanmoment (M) vorgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die die Differenz (d) zwischen dem Maximalmoment (Mmax) und dem Momentanmoment (M) kleiner ist als ein Schwellwert (dth), als Sollwert (s) der Leerlaufdrehzahl ein angehobener Wert (s2) ermittelt wird, der einer Leerlaufdrehzahl entspricht, die größer als eine minimale Leerlaufdrehzahl (s1), vorzugsweise größer als eine Nennleerlaufdrehzahl (n0), ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (s) der Leerlaufdrehzahl angehoben wird, solange die Differenz (d) zwischen dem Maximalmoment (Mmax) und dem Momentanmoment (M) kleiner als ein Schwellwert (dth) ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Differenz (d) zwischen dem Maximalmoment (Mmax) und dem Momentanmoment (M) eine erste Zwischengröße (z1) gebildet wird, eine zweite Zwischengröße (z2) gebildet wird, indem die erste Zwischengröße (z1) gewichtet über die Zeit integriert (37) wird, und der Sollwert (s) in Abhängigkeit von einer gewichteten Summe (39) der ersten Zwischengröße (z1) und der zweite Zwischengröße (z2) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zwischengröße (z1) in Abhängigkeit von dem Schwellwert (dth) gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zustandsgröße (n) der Brennkraftmaschine (13) erfasst wird und das Maximalmoment (Mmax) der Brennkraftmaschine (13) und/oder das Momentanmoment (M) der Brennkraftmaschine (13) aus der mindestens einen Zustandsgröße (n) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Maximalmoment (Mmax) und/oder das Momentanmoment (M) unter Verwendung mindestens eines Kennfelds (17, 19) ermittelt wird.
  9. Steuer- oder Regeleinrichtung (11) für eine Brennkraftmaschine (13) für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung (11) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013182449A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs in einem kraftfahrzeug
DE112015004395B4 (de) * 2014-09-25 2021-06-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für eine brennkraftmaschine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3832727A1 (de) 1988-09-27 1990-04-05 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur steuerung der leerlaufdrehzahl einer brennkraftmaschine in abhaengigkeit der batteriespannung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3832727A1 (de) 1988-09-27 1990-04-05 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur steuerung der leerlaufdrehzahl einer brennkraftmaschine in abhaengigkeit der batteriespannung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013182449A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs in einem kraftfahrzeug
CN104349958A (zh) * 2012-06-04 2015-02-11 宝马股份公司 用于运行机动车中的传动系的方法
US9316274B2 (en) 2012-06-04 2016-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating a powertrain in a motor vehicle
CN104349958B (zh) * 2012-06-04 2017-10-03 宝马股份公司 用于运行机动车中的传动系的方法和装置
DE112015004395B4 (de) * 2014-09-25 2021-06-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für eine brennkraftmaschine

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