DE102011122528B4 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, die in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abgeschaltet werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, wobei für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable ausschließlich bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird, wobei aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, die in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abgeschaltet werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, wobei für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
  • Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden zum Betreiben der Brennkraftmaschine herangezogen, welche üblicherweise in einem Kraftfahrzeug verbaut ist und mehrere Zylinder, also zumindest zwei Zylinder, aufweist. Selbstverständlich kann die Brennkraftmaschine jedoch auch außerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Zylinder der Brennkraftmaschine werden in dem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben, was bedeutet, dass jeder der Zylinder einen vollständigen Arbeitszyklus aus Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen durchführt. Insbesondere in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem nur ein geringes Drehmoment mittels der Brennkraftmaschine erzeugt werden soll und somit ein Teillastbetrieb vorliegt, treten hohe Ladungswechselverluste beziehungsweise Gaswechselverluste auf. Um diese zu reduzieren, kann insbesondere in dem Teillastbetrieb eine Zylinderabschaltung vorgenommen werden, die Brennkraftmaschine also in dem Teilmotorbetrieb betrieben werden. In dem Teilmotorbetrieb ist wenigstens einer der Zylinder abgeschaltet, was insbesondere bedeutet, dass kein Kraftstoff in diesen eingebracht und keine Verbrennung durchgeführt wird. Dabei werden vorteilhafterweise alle Ventile des abgeschalteten Zylinders geschlossen gehalten, um die Ladungswechselverluste zu verringern und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Mit der Zylinderabschaltung kann der Verbrauchsnachteil im Teillastbetrieb einer durch Drosselung quantitativ geregelten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors, gegenüber einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor beziehungsweise Ottomotor mit Schichtladung, wesentlich reduziert werden.
  • In den Teilmotorbetrieb darf üblicherweise nur dann gewechselt werden, wenn in diesem das von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Drehmoment, nachfolgend als Teilmotorbetriebsdrehmoment bezeichnet, größer oder gleich dem Solldrehmoment ist, welches von der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden soll. Bei dem Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt muss bei einer Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung das bereitgestellte Drehmoment, also das Istdrehmoment, möglichst exakt konstant gehalten werden, um ein aus Komfortsicht nicht akzeptables Ruckeln des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Weil der wenigstens eine abgeschaltete Zylinder keinen Beitrag zu dem Drehmoment liefert, müssen die weiterhin betriebenen Zylinder diesen kompensieren und ein dem eingestellten Solldrehmoment entsprechendes Istdrehmoment liefern.
  • Das bedeutet, dass in dem Teilmotorbetrieb für die weiterhin betriebenen Zylinder eine Lastpunktanhebung durchgeführt wird. Bei dieser muss die Luftfüllung der weiterhin betriebenen Zylinder bei dem Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb beispielsweise – sofern in dem Teilmotorbetrieb die Hälfte der Zylinder abgeschaltet wird, also ein Halbmotorbetrieb vorliegt – näherungsweise verdoppelt, bei dem Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb näherungsweise halbiert werden. Diese Änderung der Luftfüllung kann jedoch nicht beliebig schnell durchgeführt werden. Aus diesem Grund muss in der Umschaltzeitspanne, in welcher zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb oder umgekehrt gewechselt wird, zum Beispiel mittels entsprechendem Einstellen des Zündzeitpunkts das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment geregelt werden. Auf diese Weise kann ein Glätten des Verlaufs des abgegebenen Drehmoments über der Zeit erzielt werden, sodass das Ruckeln wenigstens teilweise verhindert wird. Durch die Veränderung des Zündzeitpunkts sinkt jedoch der Verbrennungswirkungsgrad der betriebenen Zylinder und damit der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Jedes Umschalten zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb beziehungsweise umgekehrt ist insbesondere aufgrund der temporären Veränderung des Zündzeitpunkts mit einer Verschlechterung des Verbrennungswirkungsgrads beziehungsweise des Gesamtwirkungsgrads verbunden. Daher entsteht bei jeder Zu- oder Abschaltung von Zylindern ein Kraftstoffmehrverbrauch. Der Umschaltzeitbereich beträgt beispielsweise etwa 500 ms pro Umschaltrichtung. In diesem Zeitbereich kann sich der Kraftstoffverbrauch verdoppeln. Durchschnittlich ergeben sich zum Beispiel Umschaltzeitbereiche von etwa 300 ms Länge, in welchen sich der Kraftstoffverbrauch um etwa 50% erhöht.
  • Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift DE 10 2005 042 846 A1 bekannt. Diese betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs mit einem Motor, der in einem ersten Betriebszustand mit einer ersten Anzahl von Zylindern und in einem zweiten Betriebszustand mit einer zweiten Anzahl von Zylindern betrieben wird, wobei die erste Anzahl und die zweite Anzahl voneinander verschieden sind. Dabei ist vorgesehen, eine Umschaltung des Motors zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand an den Fahrertyp oder die Fahrsituation anzupassen. Dazu wird die Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand abhängig von einem Fahrertyp oder von einer Fahrsituation verzögert.
  • Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2009 006 567 A1 ein Verfahren für ein Überführen eines Motors in einen Zylinderdeaktivierungsmodus. Bei diesem ist vorgesehen, dass ein Verhältnis einer Zeit, in welcher der Motor für einen Motorbetriebszustand in dem Zylinderdeaktivierungsmodus arbeitet, relativ zu einer Gesamtzeit des Motorbetriebs in dem Betriebszustand ermittelt wird, dass eine Anzahl von Wechseln von einem Vollzylindermodus in den Zylinderdeaktivierungsmodus während des Betriebszustands ermittelt wird, dass ein Wechselmodifikator basierend auf dem Verhältnis und der Anzahl ermittelt wird und dass ein Wechselkriterium basierend aus dem Wechselmodifikator modifiziert wird.
  • Schließlich beschreibt die Druckschrift DE 11 2010 005 447 T5 eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die dazu fähig ist, eine Vielzahl von Arten von Kraftstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verwenden. Die Steuervorrichtung weist Folgendes auf: einen Kraftstoffeigenschaftssensor, der in einer Kraftstoffleitung zwischen einem Kraftstofftank und einem Zuführrohr eingebaut ist; eine Einrichtung zur Erfassung einer Kraftstoffeigenschaftsänderung, um eine Kraftstoffeigenschaftsänderung aus einem Signal des Kraftstoffeigenschaftssensors zu erfassen; eine Zylinderabschaltvorrichtung, um einige aus einer Vielzahl von Zylindern durch Unterbrechen einer Kraftstoffeinspritzung von einer Einspritzdüse abzuschalten; und eine Einrichtung zur Verhinderung einer Zylinderabschaltung, um die Abschaltung eines Zylinders vor der Beendigung einer Kraftstoffeigenschaftsänderung im Zuführrohr zu verhindern, wenn eine Kraftstoffeigenschaftsänderung erfasst wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorzustellen, welches gegenüber bekannten Verfahren zur Durchführung einer Zylinderabschaltung einen deutlich verringerten Kraftstoffverbrauch über die Betriebsdauer der Brennkraftmaschine aufweist.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Schaltvariable ausschließlich bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird, wobei aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Grundsätzlich ist vorgesehen, dass für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss. Vorstehend wurde bereits ausgeführt, dass während des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt ein Kraftstoffmehrverbrauch auftritt. Ist jedoch das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb abgeschlossen, so kann mit der Zylinderabschaltung der Kraftstoffverbrauch deutlich gesenkt werden. Verrechnet man den Kraftstoffmehrverbrauch während des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt mit der Kraftstoffersparnis während des Teilmotorbetriebs, so ergibt sich eine üblicherweise lastpunktabhängige Amortisationszeit von beispielsweise etwa 3 s bis 25 s. Der Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb lohnt sich demnach nur, wenn der Teilmotorbetrieb zumindest über die gesamte Amortisationszeit durchgeführt wird. Entsprechend muss das nur kurzfristige Durchführen des Teilmotorbetriebs verhindert werden.
  • Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Wartezeit definiert werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb erst nach Ablauf der Wartezeit in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird. Die Wartezeit ist dabei konstant eingestellt, kann also nicht verändert werden. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass für den Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb wenigstens zwei Bedingungen erfüllt sein müssen, nämlich dass das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem eingestellten Solldrehmoment ist und dass die Schaltvariable gesetzt ist. Die Schaltvariable wird dabei in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Parameter ermittelt. Der Parameter kann beispielsweise der Brennkraftmaschine, dem Kraftfahrzeug und/oder einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Die Schaltvariable wird vorzugsweise nur dann gesetzt, wenn durch den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb tatsächlich eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden kann. Auf diese Weise kann die Häufigkeit des Wechsels von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verringert werden. Die Schaltvariable ist eine binäre Boolesche Variable, kann also nur zwei unterschiedliche Werte annehmen, beispielsweise 0 und 1.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltvariable während des Betriebs der Brennkraftmaschine in bestimmten Zeitintervallen ermittelt wird. Die Schaltvariable wird also ständig aktualisiert, wobei zwischen zwei Aktualisierungen ein bestimmtes Zeitintervall vorgesehen ist. Beispielsweise erfolgt das Ermitteln der Schaltvariable mit einer bestimmten Frequenz, welche beispielsweise 10 Hz beträgt. Das Ermitteln der Schaltvariable erfolgt vorteilhafterweise zumindest während des Vollmotorbetriebs, besonders bevorzugt jedoch permanent, also sowohl während des Vollmotorbetriebs als auch während des Teilmotorbetriebs.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Parameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Anforderungsdrehmoment von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anforderungsdrehmomentänderung, ein Lenkwinkel, eine Lenkwinkeländerungsrate, eine Bremskraft, eine Vorgabebremskraft von dem Fahrer und/oder von der Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull, ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs oder ein Signalzustand, insbesondere ein Blinkersignalzustand, verwendet wird. Prinzipiell kann also der Parameter beliebig gewählt sein, sofern er die Brennkraftmaschine, das Kraftfahrzeug und/oder die Umgebung des Kraftfahrzeugs betrifft. Der Parameter kann jeder einzelne der oben angeführten Größen oder eine beliebige Kombination aus diesen sein. Alternativ oder zusätzlich zu den aufgezählten Größen können selbstverständlich weitere Größen, insbesondere Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder der Umgebung, verwendet werden.
  • Die Geschwindigkeit kann die tatsächliche Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sein oder alternativ eine aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der eingestellten Übersetzung bestimmte Geschwindigkeit. Entsprechendes gilt für die Beschleunigung, wobei hier eine Längsbeschleunigung, also eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung gemeint ist. Die Querbeschleunigung liegt in einer Richtung vor, welche parallel zu dem Untergrund des Kraftfahrzeugs und senkrecht auf dessen Längsrichtung steht. Der Fahrwiderstand beschreibt vorzugsweise die Summe alle Kräfte, die das Kraftfahrzeug überwinden muss, um eine gewünschte Geschwindigkeit zu halten oder auf diese zu beschleunigen. Der Fahrwiderstand wirkt bremsend, ist also auf eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in den Stillstand gerichtet. Beispielsweise enthält der Fahrwiderstand einen Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs, einen von der Geschwindigkeit abhängigen Luftwiderstand, einen von der Neigung abhängigen Steigungswiderstand und einen Beschleunigungswiderstand, der insbesondere die Masse des Kraftfahrzeugs bei einer Längsbeschleunigung berücksichtigt.
  • Das Anforderungsdrehmoment ist dasjenige Drehmoment, welches von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Fahrerassistenzeinrichtung angefordert wird. Aus dem Anforderungsmoment wird das Solldrehmoment bestimmt, welches schließlich an der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Dabei kann das Solldrehmoment in einer einfachen Ausführungsform gleich dem Anforderungsdrehmoment gesetzt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Solldrehmoment durch eine Rechenvorschrift, insbesondere eine Filterung, aus dem Anforderungsdrehmoment bestimmt wird. Der Fahrer gibt das Anforderungsdrehmoment insbesondere über eine Fahrpedalstellung vor. In einer vorteilhaften Ausführungsform soll, wenn von der Fahrerassistenzeinrichtung, beispielsweise einer ESP-Fahrerassistenzeinrichtung oder dergleichen, ein Anforderungsdrehmoment vorgegeben wird, welches von demjenigen des Fahrers abweicht, das Solldrehmoment aus dem Anforderungsdrehmoment der Fahrerassistenzeinrichtung bestimmt und auch als Parameter zur Ermittlung der Schaltvariablen verwendet werden.
  • Die Anforderungsdrehmomentänderungsrate entspricht der Ableitung des Anforderungsdrehmoments über der Zeit zum momentanen Zeitpunkt. Entsprechendes gilt für die Lenkwinkeländerungsrate, welche gleich der Ableitung des Lenkwinkels über der Zeit ist. Der Lenkwinkel ist dabei der an einer Lenkeinrichtung eingestellte Lenkwinkel. Das Einstellen des Lenkwinkels kann entsprechend eines Vorgabelenkwinkels erfolgen, welcher beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels eines Lenkrads eingestellt wird. Die Bremskraft ist die momentan vorliegende Bremskraft, also eine Istbremskraft, während aus der Vorgabebremskraft eine an der Bremseinrichtung eingestellte Sollbremskraft bestimmt wird. Die Vorgabebremskraft wird beispielsweise von dem Fahrer beziehungsweise der Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben. Der Parameter kann weiterhin der Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum entsprechen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise die Anzahl der Überschreitungen einer Schwellenbremskraft durch die Bremskraft und/oder die Vorgabebremskraft in dem bestimmten Zeitraum gezählt. Der bestimmte Zeitraum ist insbesondere ein sich in die unmittelbare Vergangenheit erstreckender Zeitraum, welcher zum momentanen Zeitpunkt endet.
  • Alternativ kann auch der momentan eingestellte Fahrgang als Parameter verwendet werden, wobei der Fahrgang an einem Getriebe des Kraftfahrzeugs eingestellt ist, über welches die Brennkraftmaschine mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weitere Parameter sind die Untergrundneigung des Untergrunds des Kraftfahrzeugs, welche beispielsweise eine Steigung oder ein Gefälle anzeigt, die Höhe des Kraftfahrzeugs (beispielsweise über Normalhöhennull, wobei auch andere Referenzhöhen herangezogen werden können), oder der Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs, welcher insbesondere den Rollwiderstand beinhaltet. Letzterer wird üblicherweise mit Hilfe eines Modells berechnet beziehungsweise geschätzt. Schließlich kann der Signalzustand als Parameter herangezogen werden. Der Signalzustand ist der Zustand beispielsweise eines Leuchtsignals des Kraftfahrzeugs, wie insbesondere dem Blinker. Der Signalzustand kann insoweit in Form des Blinkersignalzustands vorliegen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltvariable ausschließlich nach Ablauf zumindest einer aus dem wenigstens einen Parameter bestimmten Wartezeitspanne und/oder bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einem Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird. Die Schaltvariable ist also nicht unmittelbar, sondern lediglich mittelbar von dem wenigstens einen Parameter abhängig. Vielmehr wird sie anhand der wenigstens einen Wartezeitspanne und/oder die wenigstens eine Empfehlungsgröße gesetzt. Dabei ist der normalerweise vorliegende Wert der Schaltvariable 0. Lediglich nach Ablauf der Wartezeitspanne beziehungsweise Überschreiten des Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröße wird die Schaltvariable auf 1 gesetzt. Nur in letzterem Fall kann, wenn zusätzlich die Bedingung erfüllt ist, dass das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist, von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb umgeschaltet werden. Die Wartezeitspanne beginnt, sobald festgestellt wird, dass das bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Ab diesem Zeitpunkt beginnt also ein Zeitnehmer zu laufen, welcher zurückgesetzt wird, sobald das Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das Solldrehmoment wird. Erst wenn der Zeitnehmer einen Wert aufweist, welcher größer ist als die Wartezeitspanne, wird die Schaltvariable gesetzt. Dabei kann die Schaltvariable bereits gesetzt werden, wenn lediglich die Wartezeitspanne abgelaufen oder der Schwellenwert durch die Empfehlungsgröße überschritten ist. Besonders bevorzugt wird die Schaltvariable jedoch lediglich gesetzt, wenn beide Bedingungen erfüllt sind.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Bewertungsmodul vorgesehen ist, in welchem aus dem wenigstens einen Parameter die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße bestimmt werden. Das hier vorgestellte Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist modular aufgebaut und kann aus einer beliebigen Anzahl von Bewertungsmodulen bestehen. Das Bewertungsmodul weist als wenigstens eine Eingangsgröße wenigstens einen der vorstehend genannten Parameter auf. Als wenigstens eine Ausgangsgröße gibt das Bewertungsmodul wenigstens eine Wartezeitspanne, wenigstens eine Empfehlungsgröße oder beide aus. Sind mehrere Bewertungsmodule vorgesehen, so arbeiten diese unabhängig voneinander. Auf diese Weise ist eine problemlose Erweiterung des Verfahrens um weitere Bewertungsmodule möglich.
  • In wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Überschreiten eines, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Längsbeschleunigung bestimmten, Schwellenlenkwinkels durch den Lenkwinkel die Wartezeitspanne auf einen ersten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Der Schwellenlenkwinkel kann konstant gewählt oder variabel sein. In letzterem Fall wird er vorzugsweise aus einer Funktion bestimmt, welche die Geschwindigkeit und/oder die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs als Eingangsgrößen aufweist. Wird der Schwellenlenkwinkel durch den momentan eingestellten Lenkwinkel überschritten, so wird die Wartezeitspanne auf den ersten Wartezeitspannenwert gesetzt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine typische Kreisverkehrssituation ausgeschlossen werden, in diesem Fall wird also nicht von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb gewechselt, weil abzusehen ist, dass bei einem Herausfahren aus dem Kreisverkehr (oder einer ähnlichen Situation) das Kraftfahrzeug beschleunigt werden soll, sodass möglicherweise nachfolgend unmittelbar ein Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb notwendig wäre.
  • Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass bei Überschreiten einer Schwellenbremskraft durch die Bremskraft und/oder die Vorgabebremskraft die Wartezeitspanne auf einen zweiten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Die Schwellenbremskraft ist vorzugsweise konstant, wird also nicht bei jedem Ermitteln der Schaltvariablen neu bestimmt. Es kann jedoch eine Anpassung der Schwellenbremskraft durchgeführt werden, welche von dem Ermitteln der Schaltvariablen beziehungsweise der Wartezeitspanne entkoppelt ist. Die Schwellenbremskraft ist beispielsweise derart definiert, dass sie einer mittelscharfen Bremsung des Kraftfahrzeugs entspricht. Alternativ kann die Schwellenbremskraft beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere ist die Schwellenbremskraft umso geringer, je höher die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist. Die Wartezeitspanne wird nun auf den zweiten Wartezeitspannenwert gesetzt, wenn die Schwellenbremskraft von der momentan tatsächlich vorliegenden Bremskraft beziehungsweise der Vorgabebremskraft überschritten wird.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer Maximalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung die Wartezeitspanne auf einen dritten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Bei einem starken Anstieg des Untergrunds wird insofern das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb um den dritten Wartezeitspannenwert verzögert. Befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer solchen Steigung, so ist es wahrscheinlich, dass kurzfristig ein hohes Drehmoment von der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden muss, insoweit das Solldrehmoment also vergrößert wird. Auch wenn zum momentanen Zeitpunkt das Solldrehmoment von dem Teilmotorbetriebsdrehmoment abgedeckt wird, besteht also eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dies nur für eine begrenzte Zeit der Fall sein wird und daher der Teilmotorbetrieb schnell wieder verlassen werden müsste.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten einer Minimalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung die Wartezeitspanne auf einen vierten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. In diesem Fall liegt ein Gefälle vor. Dies macht es wahrscheinlich, dass ein Bremsen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden soll, wozu die Brennkraftmaschine in einen Schubabschaltungsbetrieb versetzt wird. Dies hat jedoch üblicherweise ein Umschalten von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb zur Folge, um die Bremswirkung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Entsprechend soll das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über eine dem vierten Wartezeitspannenwert entsprechende Wartezeitspanne verhindert werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung und/oder die Minimalschwellenuntergrundneigung in Abhängigkeit von der Höhe ermittelt werden. Die vorstehenden Erläuterungen sind insbesondere von Bedeutung, wenn sich das Kraftfahrzeug in großer Höhe befindet, beispielsweise bei einer Fahrt über einen Pass eines Gebirges. Je größer die Höhe ist, umso geringer ist die spezifische Leistung der Brennkraftmaschine, insbesondere wenn diese in einem Saugbetrieb betrieben wird. Somit ist es wahrscheinlich, dass das in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment nicht zum Abdecken des Solldrehmoments ausreicht. Entsprechend soll die Maximalschwellenuntergrundneigung beziehungsweise die Minimalschwellenuntergrundneigung als Funktion der Höhe des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Zusätzlich ist anzumerken, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung stets größer als die Minimalschwellenuntergrundneigung sein soll, wobei die Maximalschwellenuntergrundneigung typischerweise größer als Null und Minimalschwellenuntergrundneigung kleiner als Null ist, wenn die Neigung eines waagerechten Untergrunds zu Null (beispielsweise 0°) definiert wird.
  • Es kann ebenso vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen fünften Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird. Bei Vorgaben des Anforderungsdrehmoments durch den Fahrer beispielsweise mittels eines Fahrpedals kann – bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums – in guter Näherung eine lineare Weiterbewegung des Fahrpedals angenommen werden. Bei positiven Änderungen besteht dabei die Gefahr des Überschreitens des maximal bereitstellbaren Drehmoments in dem Teilmotorbetrieb, also des Teilmotorbetriebsdrehmoments. Entsprechend soll der Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb um eine dem fünften Wartezeitspannenwert entsprechende Wartezeitspanne verzögert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten einer Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen sechsten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird.
  • Entsprechend den vorstehenden Ausführungen kann das zu erwartende Anforderungsdrehmoment bei Betrachtung in dem bestimmten Zeitraum linear approximiert werden. Bei einer Verringerung des Anforderungsdrehmoments, also einer negativen Anforderungsdrehmomentsänderungsrate, liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit vor, dass die Brennkraftmaschine in den Schubabschaltungsbetrieb versetzt wird. In diesem ist das Durchführen des Teilmotorbetriebs jedoch nicht sinnvoll, sodass die Wartezeitspanne auf den sechsten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Letzteres ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird, nicht jedoch bei einer Vorgabe durch eine Fahrerassistenzeinrichtung. Auf den letztgenannten Fall wird nachfolgend eingegangen.
  • Für das Vorgeben des Anforderungsdrehmoments durch die Fahrerassistenzeinrichtung können ähnliche Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise ist nun vorgesehen, dass bei Überschreiten der Maximalschwellenanforderungsdrehmomentsänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen siebten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten der Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen achten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Überschreiten des Teilmotorbetriebsdrehmoments durch das Anforderungsdrehmoment die Wartezeitspanne auf einen neunten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Häufige Fahrpedalbewegungen, insbesondere bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums, und entsprechend eine häufige Änderung des Vorgabedrehmoments deuten auf eine dynamische Fahrweise des Fahrers hin. Daher soll es nun vorgesehen sein, dass die Schwelle zum Auslösen der Verzögerung entsprechend dem neunten Wartezeitspannenwert an das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb maximal bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment gekoppelt wird. So kann beispielsweise bei Fahrgängen mit niedriger Übersetzung und entsprechend tendenziell eher kleineren Anforderungsdrehmomenten trotz dynamischer Fahrweise der Teilmotorbetrieb freigegeben werden und dennoch die zu kurze Aktivierung des Teilmotorbetriebs verhindert werden. Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Ausführungsform, wenn das Anforderungsdrehmoment gemittelt ist, also ein Anforderungsdrehmomentmittelwert mit dem Teilmotorbetriebsdrehmoment verglichen wird. Der Mittelwert wird aus dem zu bestimmten Zeitpunkten in dem bestimmten Zeitraum in der Vergangenheit vorliegenden Anforderungsdrehmoment gebildet.
  • Schließlich kann es vorgesehen sein, dass der jeweilige Wartezeitspannenwert konstant ist oder aus der Differenz des Parameters und des entsprechenden Schwellenwerts bestimmt wird. Der vorstehend angeführte erste bis neunte Wartezeitspannenwert kann also konstant vorgegeben sein. Dies bedeutet bevorzugt jedoch lediglich, dass der jeweilige Wartezeitspannenwert nicht bei jedem Ermitteln der Schaltvariable beziehungsweise der Wartezeitspanne neu bestimmt wird. Vielmehr kann auch hier eine Anpassung des Wartezeitspannenwerts erfolgen, jedoch entkoppelt von dem Ermitteln der Schaltvariablen beziehungsweise der Wartezeitspanne. Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Wartezeitspannenwert permanent konstant gewählt ist. Alternativ kann der jeweilige Wartezeitspannenwert auch als Funktion des Parameters und des entsprechenden Schwellenwerts, beispielsweise aus deren Differenz, bestimmt werden. Bei größerer Abweichung des Parameters von dem entsprechenden Schwellenwert wird ein größerer Wartezeitspannenwert und bei kleinerer Differenz ein kleinerer Wartezeitspannenwert gewählt. So ist eine permanente Anpassung an die momentanen Fahrparameter des Kraftfahrzeugs möglich.
  • Neben der wenigstens einen Wartezeitspanne kann zusätzlich oder alternativ die wenigstens eine Empfehlungsgröße vorgesehen sein. Die Empfehlungsgröße ist üblicherweise ein Wert zwischen –1 und +1 (diese Werte einschließend), welcher angibt, ob der Wechsel in den Teilmotorbetrieb vorteilhaft ist. Dabei bedeutet eine Empfehlungsgröße von „–1” eine negative Beurteilung, „0” eine neutrale Beurteilung und „+1” eine positive Beurteilung. Sind mehrere Empfehlungsgrößen vorgesehen, so kann aus diesen eine Gesamtempfehlungsgröße gebildet sein, welcher anschließend mit dem Schwellenwert verglichen wird. Die Gesamtempfehlungsgröße kann beispielsweise ein Mittelwert aus den mehreren Empfehlungsgrößen sein oder durch Normalisierung gebildet werden. In letzterem Fall werden die Empfehlungsgrößen, insbesondere unter Zuordnung jeweils eines Gewichtungsfaktors zu jeder der Empfehlungsgrößen, aufaddiert und zur Bildung der Gesamtempfehlungsgröße durch die Anzahl der Empfehlungsgrößen beziehungsweise durch die Summe der Gewichtungsfaktoren dividiert.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass aus dem Lenkwinkel eine statistische Lenkwinkelgröße bestimmt wird, insbesondere der Lenkwinkel über einen bestimmten Zeitraum zu einem Lenkwinkelmittelwert gemittelt wird, und aus einem, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Längsbeschleunigung bestimmten, weiteren Schwellenlenkwinkel und der Lenkwinkelgröße beziehungsweise dem Lenkwinkelmittelwert die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Es ist also vorgesehen, eine statistische Größe des Lenkwinkels – die Lenkwinkelgröße – zu bestimmen. Die Lenkwinkelgröße kann beispielsweise als Varianz des Lenkwinkels, als varianzähnliche Funktion des Lenkwinkels oder als Mittelwert des Lenkwinkels vorliegen. In letzterem Fall wird der Lenkwinkel zu bestimmten Zeitpunkten in dem bestimmten Zeitraum erfasst und aus diesen der Lenkwinkelmittelwert berechnet. Der bestimmte Zeitraum ist dabei ein unmittelbar zurückliegender, sich über eine kurze Zeitspanne während der Fahrt des Kraftfahrzeugs erstreckender Zeitraum. Anschließend wird die Lenkwinkelgröße mit dem weiteren Schwellenlenkwinkel verglichen und anhand dieses Vergleichs die Empfehlungsgröße bestimmt. Die Empfehlungsgröße ist insoweit der Ausgangswert einer Funktion, welche die Lenkwinkelgröße und den weiteren Schwellenlenkwinkel als Eingangsgrößen hat. Häufige Lenkbewegungen in der nahen Vergangenheit, also in dem bestimmten Zeitraum, lassen auf Stadtverkehr und/oder „Stop-and-go”-Betrieb schließen. Diese führen jedoch zu häufigem Wechsel zwischen Vollmotorbetrieb und Teilmotorbetrieb. Entsprechend soll unter solchen Bedingungen das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert werden. Beispielsweise wird bei Überschreiten des weiteren Schwellenlenkwinkels durch die Lenkwinkelgröße die Empfehlungsgröße auf einen ersten Empfehlungswert gesetzt.
  • Es kann zudem vorgesehen sein, dass aus einer, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder Längsbeschleunigung bestimmten, Schwellenanzahl und der Anzahl der Bremsvorgänge die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Die Anzahl der Bremsvorgänge wurde bereits vorstehend erläutert. Die Schwellenanzahl wird beispielsweise konstant festgelegt oder alternativ aus einer Funktion bestimmt, welcher die Geschwindigkeit beziehungsweise die Längsbeschleunigung als Eingangsgröße hat. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei Überschreiten der Schwellenanzahl durch die Anzahl der Bremsvorgänge die Empfehlungsgröße auf einen zweiten Empfehlungswert gesetzt wird. Häufige Bremspedalbetätigungen, also eine hohe Anzahl der Bremsvorgänge, in der nahen Vergangenheit lassen ebenso wie die häufigen Lenkbewegungen auf Stadtverkehr oder „Stop-and-go”-Betrieb schließen. Entsprechend soll der Wechsel in den Teilmotorbetrieb verhindert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Die Beschleunigungsreserve wird beispielsweise aus einer berechneten beziehungsweise geschätzten Fahrzeugmasse, dem Fahrwiderstand, der Untergrundneigung, dem Teilmotorbetriebsdrehmoment sowie dem momentan eingelegten Fahrgang beziehungsweise der momentanen Übersetzung berechnet. Die Beschleunigungsreserve gibt an, welche Längsbeschleunigung das Kraftfahrzeug mit Hilfe des Teilmotorbetriebsdrehmoments unter Zugrundelegung der momentan vorliegenden Betriebsbedingungen beziehungsweise Umgebungsbedingungen maximal erreichen kann. Es werden insoweit die mit dem Teilmotorbetriebsdrehmoment erzielbare maximale Zugkraft und der momentan vorliegende Fahrwiderstand, insbesondere aus den vorstehend genannten Größen, bestimmt. Die Differenz zwischen der Zugkraft und dem Fahrwiderstand ist proportional zu der noch darstellbaren maximalen Längsbeschleunigung, also der Beschleunigungsreserve. Zusätzlich wird die Mindestbeschleunigungsreserve bestimmt, wobei diese beispielsweise konstant festgelegt oder variabel sein kann. In letzterem Fall wird sie beispielsweise aus wenigstens einem der Parameter bestimmt, wobei sie insbesondere von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängig ist. Die Beschleunigungsreserve soll nun zumindest der Mindestbeschleunigungsreserve entsprechen, damit ein Umschalten in den Teilmotorbetrieb zugelassen wird. Daher ist es vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Beschleunigungsreserve durch die Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße auf einen dritten Empfehlungswert gesetzt wird, welcher insbesondere negativ ist. Auf diese Weise lassen sich viele kurze und vor allem hochlastige und damit kraftstoffintensive Umschaltungen zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb und umgekehrt verhindern.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die Längsbeschleunigung über einen bestimmten Zeitraum zu einem Beschleunigungsmittelwert gemittelt, aus einem oder mehreren der Parameter die Beschleunigungsreserve bestimmt und aus der Beschleunigungsreserve und dem Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Aus der Längsbeschleunigung soll also auf die vorstehend bereits für den Lenkwinkel beschriebene Art und Weise der Beschleunigungsmittelwert gebildet werden. Insbesondere ist der bestimmte Zeitraum ein unmittelbar zurückliegender Zeitraum, welcher sich über eine kurze, konstante Zeitspanne erstreckt, beispielsweise 0,1 s bis 5 s. Der Beschleunigungsmittelwert gibt die in der Vergangenheit, insbesondere von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs, abgerufene Längsbeschleunigung wieder. Der Beschleunigungsmittelwert wird anschließend mit der Beschleunigungsreserve verglichen. Die Beschleunigungsreserve wird beispielsweise auf die vorstehend beschriebene Art und Weise berechnet. Es kann unterstellt werden, dass die zukünftig abgerufene Längsbeschleunigung und mithin das Solldrehmoment zumindest der in dem bestimmten Zeitraum abgerufenen Längsbeschleunigung entsprechen soll. Daher ist es insbesondere vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Beschleunigungsreserve durch den Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße auf einen weiteren Empfehlungswert gesetzt wird. Anstelle des Beschleunigungsmittelwerts kann selbstverständlich auch eine andere geeignete statistische Größe der Längsbeschleunigung, insbesondere der in dem bestimmten Zeitraum vorliegende Längsbeschleunigung, gebildet werden. Eine solche Größe ist beispielsweise die Varianz der Längsbeschleunigung oder zumindest eine varianzähnliche Funktion, die mit geringem Rechenaufwand bestimmt werden kann.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass aus dem Beschleunigungsmittelwert und einer Schwellenbeschleunigung die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Häufige Änderungen der Geschwindigkeit in der nahen Vergangenheit lassen ebenfalls auf Stadtverkehr beziehungsweise „Stop-and-go”-Betrieb schließen. Entsprechend soll der Beschleunigungsmittelwert mit der Schwellenbeschleunigung verglichen werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Schwellenbeschleunigung durch den Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße auf einen vierten Empfehlungswert gesetzt wird. Die Schwellenbeschleunigung kann konstant gewählt sein oder von Zeit zu Zeit angepasst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Empfehlungsgröße aus einer Schubabschaltebereitschaft der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Die Schubabschaltebereitschaft wird beispielsweise von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ermittelt und bedeutet, dass in Kürze eine Schubabschaltung durchgeführt, die Brennkraftmaschine also in den Schubabschaltebetrieb versetzt werden soll. Wenn dies bereits bekannt ist, soll der Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert werden. Dies geschieht beispielsweise, indem die Empfehlungsgröße auf einen fünften Empfehlungswert gesetzt wird, welcher negativ ist. Beispielswiese kann der fünfte Empfehlungswert gleich –1 sein.
  • Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass Navigationsdaten einer Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs zum Ermitteln der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße herangezogen werden. Insbesondere wird dabei auch die momentane Position des Kraftfahrzeugs verwendet. Wird beispielsweise festgestellt, dass sich das Kraftfahrzeug auf einer von dem Fahrer gewünschten Fahrroute in Bälde eine Situation ergibt, welche eine der vorstehend genannten Bedingungen erfüllt, so kann die Wartezeitspanne beziehungsweise die Empfehlungsgröße derart gewählt werden, dass das Umschalten von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb verhindert wird. Dies kann zum Beispiel vorgesehen sein, wenn die Navigationsdaten in Kombination mit der momentanen Position des Kraftfahrzeugs darauf hindeuten, dass das Kraftfahrzeug in Kürze einen Untergrund mit einer Untergrundneigung passiert, welche die Maximalschwellenuntergrundneigung überschreitet oder die Minimalschwellenuntergrundneigung unterschreitet. Ebenso können beispielsweise Verkehrsaufkommensdaten herangezogen werden, um festzustellen, ob das Kraftfahrzeug in Bälde auf Stadtverkehr oder „Stop-and-go”-Verkehr stößt. Diese Möglichkeiten sind jedoch rein beispielhaft zu verstehen. Das Ermitteln der Wartezeitspanne beziehungsweise der Empfehlungsgröße aus den Navigationsdaten kann unter Heranziehen aller vorstehend genannten Bedingungen vorgesehen sein.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Querbeschleunigung und/oder eine geeignete statistische, aus der Querbeschleunigung gebildete Größe, insbesondere die Varianz der Querbeschleunigung, zum Ermitteln der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße herangezogen werden. Eine hohe Querbeschleunigung deutet auf Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs hin. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen hinsichtlich des Lenkwinkels soll entsprechend der Wechsel zwischen Vollmotorbetrieb und Teilmotorbetrieb verhindert werden. Beispielsweise wird eine ausreichend hohe Wartezeitspanne oder eine geeignete Empfehlungsgröße gesetzt, wenn die Querbeschleunigung oder die statistische Größe eine Schwellenquerbeschleunigung überschreitet.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Bestimmen der Schaltvariablen ein Entscheidungsmodul vorgesehen ist, mit welchem die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße von dem zumindest einen Bewertungsmodul bereitgestellt werden. Das Entscheidungsmodul nimmt also die Eingangsgröße, die wenigstens eine Wartezeitspanne und/oder den wenigstens eine Empfehlungsgröße entgegen. Anschließend prüft es, insbesondere mittels des Zeitnehmers, ob die wenigstens eine Wartezeitspanne bereits abgelaufen ist. Zusätzlich oder alternativ wird geprüft, ob die Empfehlungsgröße beziehungsweise die aus mehreren Empfehlungsgrößen gebildete Gesamtempfehlungsgröße den Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird die Schaltvariable gesetzt, also mit dem Wert „1” versehen. Anderenfalls wird die Schaltvariable gelöscht und insofern auf „0” gesetzt. Die auf diese Weise bestimmte Schaltvariable wird anschließend von dem Bewertungsmodul als Ausgangsgröße zur Verfügung gestellt, beispielsweise einem Steuergerät der Brennkraftmaschine.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Wartezeitspannen vorgesehen sind und die Schaltvariable nur nach Ablauf aller Wartezeitspannen gesetzt wird und/oder dass mehrere Empfehlungsgrößen vorliegen, die Gewichte zu einer Gesamtempfehlungsgröße zusammengefasst werden, und nur bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die Gesamtempfehlungsgröße die Schaltvariable gesetzt wird. Auf ein entsprechendes Vorgehen wurde bereits vorstehend eingegangen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass aus den mehreren Wartezeitspannen eine Gesamtwartezeitspanne gebildet wird, insbesondere indem die Gesamtwartezeitspanne gleich der größten der mehreren Wartezeitspannen gesetzt wird. Hinsichtlich der Gesamtempfehlungsgröße kann es vorgesehen sein, ihn als Mittelwert der mehreren Empfehlungsgrößen zu definieren. Alternativ kann die Gesamtempfehlungsgröße beispielsweise durch Normalisierung als durch die Anzahl der Empfehlungsgrößen definierte Summe aus den mehreren Empfehlungsgrößen definiert sein. In diesem Fall sind die einzelnen Empfehlungsgrößen jeweils gleich gewichtet. Bevorzugt wird jeder der Empfehlungsgrößen ein Gewichtungskoeffizient beziehungsweise Gewichtungsfaktor zugeordnet. Mit diesem wird jede Empfehlungsgröße multipliziert und die Ergebnisse der Multiplikationen addiert. Das Ergebnis der Addition wird wiederum durch die Summe aller Gewichtungskoeffizienten dividiert, womit die Gesamtempfehlungsgröße in gewichteter Form vorliegt.
  • Es soll darauf hingewiesen werden, dass bei den vorstehenden Ausführungen anstelle eines Mittelwerts einer Größe stets auch eine andere geeignete statistische Größe, beispielsweise die Varianz der Größe, herangezogen werden kann. Die Wartezeitspanne wird vorzugsweise, wenn sie nicht auf den Wartezeitspannenwert gesetzt wird, zurückgesetzt, insbesondere auf Null gesetzt. Analog soll die Empfehlungsgröße auf einen neutralen Wert, insbesondere Null, oder einen positiven Wert gesetzt werden, wenn sie nicht auf den Empfehlungswert gesetzt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die genannten Schwellenwerte, Wartezeitspannenwerte, Empfehlungswerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder Parameter für das Mitteln fahrerindividuell eingestellt werden. Die genannten Werte sind also für jeden Fahrer beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher hinterlegt und werden vor der Fahrt für das Verfahren bereitgestellt.
  • Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Schwellenwerte, Wartezeitspannenwerte, Empfehlungswerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder Parameter für das Mitteln während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs an den jeweiligen Fahrer angepasst werden. Es ist also vorgesehen, das hier vorgestellte Verfahren lernfähig auszuführen, um die durch das Verhindern des Wechselns zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb erzielte Kraftstoffersparnis zu maximieren. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die genannten Werte beispielsweise aus dem nichtflüchtigen Speicher ausgelesen und dem Verfahren bereitgestellt. Während der Fahrt werden die Werte nun derart angepasst, dass die Kraftstoffersparnis durch Optimierung der Werte maximiert wird. Nach der Fahrt, insbesondere bei Abschalten der Brennkraftmaschine, werden die Werte wieder in den nichtflüchtigen Speicher zurückgeschrieben, um bei einer darauffolgenden Fahrt zur Verfügung zu stehen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Parameter vor dem Ermitteln der Schaltvariablen, insbesondere vor Bestimmen der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße, gefiltert und/oder geglättet wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Sprünge in dem Parameter die ermittelte Schaltvariable negativ beeinflussen. Sind mehrere Parameter vorgesehen, so wird wenigstens einer der Parameter gefiltert beziehungsweise geglättet. Vorzugsweise gilt dies jedoch für alle der verwendeten Parameter.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus dem Teilmotorbetrieb bereits dann in den Vollmotorbetrieb gewechselt wird, wenn das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das an der Brennkraftmaschine eingestellte Solldrehmoment ist. Entsprechend ist es also für die Entscheidung, ob aus dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb gewechselt werden soll, unerheblich, welchen Wert die Schaltvariable aufweist. Der Wechsel ist allein davon abhängig, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment das Solldrehmoment beziehungsweise das Vorgabedrehmoment abdeckt. Sobald das Solldrehmoment beziehungsweise das Vorgabedrehmoment größer wird als das Teilmotorbetriebsdrehmoment, wird aus dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb gewechselt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennkraftmaschine Mittel aufweist, um die Zylinder in einem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten, wobei vorgesehen ist, aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb zu wechseln, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist. Dabei ist vorgesehen, dass für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schaltvariable ausschließlich bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird, wobei aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Die Brennkraftmaschine dient insoweit vorteilhafterweise der Umsetzung des beschriebenen Verfahrens. Dieses kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein. Die Brennkraftmaschine ist zur Durchführung der Zylinderabschaltung ausgerüstet und weist zu diesem Zweck die Mittel auf, um die Zylinder entweder in dem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben oder in dem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten. Gegenüber bekannten Brennkraftmaschinen, welche ebenfalls zur Durchführung der Zylinderabschaltung ausgebildet sind, weist die hier vorgestellte Brennkraftmaschine jedoch den Vorteil auf, dass der Kraftstoffverbrauch weiter reduziert wird, indem der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine vergrößert wird. Dies erfolgt, indem das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert wird, wenn die Betriebsbedingungen das vorteilhafte Ausführen des Teilmotorbetriebs über die Amortisationszeit voraussichtlich nicht zulassen.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, welche zur Durchführung eines Vollmotorbetriebs und eines Teilmotorbetriebs vorgesehen ist,
  • 2 ein Diagramm, in welchem die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht ist, und
  • 3 ein Diagramm, in welchem die Anzahl des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über der Dauer des Teilmotorbetriebs aufgetragen ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine verfügt über mehrere Zylinder, welche in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben werden. Wird dagegen die Brennkraftmaschine in einem Teilmotorbetrieb verwendet, so ist wenigstens einer der Zylinder abgeschaltet. In dem Teilmotorbetrieb ist insoweit das von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Drehmoment gegenüber einem Maximaldrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert. Das in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Drehmoment wird als Teilmotorbetriebsdrehmoment bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine weist Bewertungsmodule 1 bis 4 auf, welche jeweils mindestens einen Eingang 6 aufweisen, an welchem den Bewertungsmodulen 1 bis 4 wenigstens ein Parameter (Block 7) als Eingangsgröße bereitgestellt wird.
  • Der Parameter ist beispielsweise eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine (Längs-)Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Anforderungsdrehmoment von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anforderungsdrehmomentänderungsrate, ein Lenkwinkel, eine Lenkwinkeländerungsrate, eine Bremskraft, eine Vorgabebremskraft von dem Fahrer und/oder von der Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrund des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull, ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs oder ein Signalzustand, insbesondere ein Blinkersignalzustand. Jedem der Bewertungsmodule 1 bis 4 wird wenigstens einer dieser Parameter bereitgestellt. Jedes der Bewertungsmodule 1 bis 4 weist wenigstens einen Ausgang 8 und/oder einen Ausgang 9 auf. An dem Ausgang 8 wird jeweils eine Wartezeit und an dem Ausgang 9 eine Empfehlungsgröße als Ausgangsgröße bereitgestellt. Die Ausgangsgröße dient wiederum als Eingangsgröße für ein Entscheidungsmodul 10, welches entsprechende Eingänge 11 und 12 aufweist. Das Entscheidungsmodul 10 bestimmt aus den Wartezeiten und Empfehlungsgrößen, welche an den Eingängen 11 und 12 anliegen, eine Schaltvariable, welche anschließend an einem Ausgang 13 des Entscheidungsmoduls 10 als Ausgangsgröße bereitgestellt wird. Die Wartezeiten werden vorzugsweise in Sekunden angegeben, während die Empfehlungsgrößen als dimensionslose normalisierte Werte zwischen –1 und 1 oder 0 und 1 vorliegen, wobei der kleinere Wert bedeutet, dass der Teilmotorbetrieb eher nicht eingeleitet werden soll. Der größere Wert steht dagegen für eine positive Einschätzung.
  • Das Bewertungsmodul 1 ist beispielsweise ein „Stadterkennungs”- und/oder „Stop-and-go”-Bewertungsmodul. Als Eingangsgrößen werden hier insbesondere der Lenkwinkel, die Bremskraft eines über einen bestimmten Zeitraum gemittelter Lenkwinkels und die Anzahl von Bremsvorgängen in dem bestimmten Zeitraum herangezogen. Überschreitet der Lenkwinkel einen bestimmten Schwellenlenkwinkel, so wird eine Wartezeitspanne V1 auf einen ersten Wartezeitspannenwert VV1 gesetzt. Überschreitet die Bremskraft eine bestimmte Schwellenbremskraft, so wird eine Wartezeitspanne V2 auf einen zweiten Wartezeitspannenwert VV2 gesetzt. Gleichzeitig soll der Lenkwinkel über den bestimmten Zeitraum zu einem Lenkwinkelmittelwert gemittelt werden. Überschreitet dieser Lenkwinkelmittelwert einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bestimmten Schwellenlenkwinkel, so wird eine Empfehlungsgröße E1 auf einen ersten Empfehlungswert EV1 gesetzt. Ebenso wird ermittelt, ob die Anzahl der Bremsvorgänge in der bestimmten Zeitspanne eine Schwellenanzahl überschreitet, welche beispielsweise ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs festgelegt wird. Ist dies der Fall, so wird eine Empfehlungsgröße E2 auf einen zweiten Empfehlungswert EV2 gesetzt
  • Das Bewertungsmodul 2 kann als „Beschleunigungsreserve”-Bewertungsmodul bezeichnet werden. Überschreitet die Untergrundneigung des Kraftfahrzeugs eine Maximalschwellenuntergrundneigung, so wird eine Wartezeitspanne V3 auf einem dritten Wartezeitspannenwert VV3 gesetzt. Ebenso wird bei Unterschreiten einer Minimalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung eine Wartezeitspanne V4 auf einen vierten Wartezeitspannenwert VV4 gesetzt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung und/oder die Minimalschwellenuntergrundneigung in Abhängigkeit von der Höhe des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Parallel dazu wird in dem Bewertungsmodul 2 eine Beschleunigungsreserve bestimmt, in welche insbesondere eine berechnete beziehungsweise geschätzte Fahrzeugmasse sowie der Fahrwiderstand, die Untergrundneigung, das Teilmotorbetriebsdrehmoment und der momentan eingelegte Fahrgang beziehungsweise die diesem entsprechende momentane Übersetzung eingehen. Die Beschleunigungsreserve entspricht der Längsbeschleunigung, welche das Kraftfahrzeug mit Hilfe des Teilmotorbetriebsdrehmoments maximal erreichen kann. Gleichzeitig wird eine Mindestbeschleunigungsreserve bestimmt, welche auch nach dem Umschalten in den Teilmotorbetrieb erzielbar sein soll. Die Mindestbeschleunigungsreserve ist beispielsweise konstant oder wird auf geeignete Art und Weise variabel bestimmt. Ist die Mindestbeschleunigungsreserve größer als die Beschleunigungsreserve, so wird eine Empfehlungsgröße E3 auf einen dritten Empfehlungswert EV3 gesetzt. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, die Empfehlungsgröße E3 zu setzen, wenn die Beschleunigungsreserve größer als die Mindestbeschleunigungsreserve ist. Alternativ oder zusätzlich wird die Längsbeschleunigung über den bestimmten Zeitraum in der unmittelbaren Vergangenheit zu einem Beschleunigungsmittelwert gemittelt. Übersteigt der Beschleunigungsmittelwert die Beschleunigungsreserve, so wird eine Empfehlungsgröße E3' auf einen Empfehlungswert EV3' gesetzt.
  • Das Bewertungsmodul 3 betrifft eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und wird insoweit als „Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungs”-Bewertungsmodul bezeichnet. Der vorstehend beschriebene Beschleunigungsmittelwert wird mit einer Schwellenbeschleunigung verglichen. Überschreitet der Beschleunigungsmittelwert die Schwellenbeschleunigung, so wird eine Empfehlungsgröße E4 auf einen vierten Empfehlungswert EV4 gesetzt.
  • Schließlich stellt das Bewertungsmodul 4 ein „Dynamikerkennungs”-Bewertungsmodul dar. Dieses betrachtet insbesondere die Anforderungsdrehmomentänderungsrate, wobei unterschieden wird, ob das Anforderungsmoment durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs oder die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird. In ersterem Fall wird bei Überschreiten einer Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V5 auf einen fünften Wartezeitspannenwert VV5 gesetzt. Zusätzlich oder alternativ wird bei Unterschreiten einer Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V6 auf einen sechsten Wartezeitspannenwert VV6 gesetzt. Wird dagegen das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben, so soll bei Überschreiten der Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V7 auf einen siebten Wartezeitspannenwert VV7 gesetzt werden und/oder bei Unterschreiten der Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V8 auf einen achten Wartezeitspannenwert VV8. Gleichzeitig kann es vorgesehen sein, dass geprüft wird, ob eine Schubabschaltebereitschaft der Brennkraftmaschine vorliegt. Ist dies der Fall, wird eine Empfehlungsgröße E5 auf einen fünften Empfehlungswert EV5 gesetzt, welcher insbesondere negativ ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass bei Überschreiten des Teilmotorbetriebsdrehmoments durch ein von dem Fahrer oder der Fahrerassistenzeinrichtung vorgegebenes Anforderungsdrehmoment eine Wartezeitspanne V9 auf einen neunten Wartezeitspannenwert VV9 gesetzt wird.
  • In dem Entscheidungsmodul 10 wird nun geprüft, ob alle Wartezeitspannen V1 bis V9 bereits verstrichen sind. Gleichzeitig wird aus allen Empfehlungsgrößen E1 bis E5 eine Gesamtempfehlungsgröße E berechnet, vorzugsweise unter Verwendung von Gewichtungskoeffizienten für die einzelnen Empfehlungsgrößen E1 bis E5. Sind alle Wartezeitspannen abgelaufen und überschreitet die Gesamtempfehlungsgröße einen bestimmten Schwellenwert, so wird die Schaltvariable gesetzt. Andernfalls wird die Schaltvariable zurückgesetzt. Es ist nun vorgesehen, dass nur dann aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb gewechselt werden darf, wenn sowohl das in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist und die Schaltvariable gesetzt ist.
  • Generell gilt, dass alle Wartezeitspannenwerte VVx (mit x = 1 ... 9) bevorzugt jeweils größer als 0 sind. Die Empfehlungswerte EVx (mit x = 1 ... 5) sind vorzugsweise jeweils kleiner als 1. Treffen die vorstehend genannten Bedingungen nicht zu, so wird die entsprechende Wartezeitspanne Vx (mit x = 1 ... 9) auf Null gesetzt. Analog dazu sollen die Empfehlungsgrößen Ex (mit x = 1 ... 5) auf den Wert gesetzt werden, welcher einer Empfehlung des Wechsels in den Teilmotorbetrieb entspricht, üblicherweise also 1, oder neutral ist. Treffen die Bedingungen zu, so wird entweder mit Hilfe der Wartezeitspannen Vx die Einleitung des Teilmotorbetriebs unmittelbar hinausgezögert oder durch die Empfehlungsgrößen Ex eine Empfehlung gegen das Einleiten ausgesprochen und so unter Umständen ein mittelbares Hinauszögern bewirkt. Erreicht dabei die aus den Empfehlungsgrößen Ex bestimmte Gesamtempfehlungsgröße E den Schwellenwert, so wird der Wechsel (bei Vorliegen der anderen Bedingungen) zugelassen. Ansonsten wird er verhindert.
  • Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Wartezeitspannenwerte VVx und/oder die Empfehlungswerte EVx konstant sind. In diesem Fall sind sie derart gewählt, dass bei durchschnittlichem Betreiben der Brennkraftmaschine die Kraftstoffersparnis durch den Teilmotorbetrieb maximal ist. Besonders bevorzugt sind die genannten Werte oder zumindest einer der Werte jedoch variabel und werden individuell auf den Fahrer des Kraftfahrzeugs abgestimmt. Zu diesem Zweck wird während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ein Optimierungsbetrieb beziehungsweise Lernbetrieb durchgeführt, während welchem die Werte derart variiert werden, so dass die Kraftstoffersparnis steigt. Analog kann eine solche Vorgehensweise selbstverständlich zusätzlich oder alternativ auf die Schwellenwerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder die Parameter für das Mitteln beziehungsweise das Bilden der vorstehend beschriebenen Mittelwerte angewandt werden. Ein solcher Parameter ist beispielsweise der bestimmte Zeitraum, die Anzahl der Zeitpunkte, die in dem Zeitraum betrachtet werden oder dergleichen.
  • Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die Funktionsweise des Verfahrens verdeutlich ist. Dabei sind Verläufe 14, 15 und 16 über der Zeit dargestellt, welche nur zwei Zustände, nämlich „0” und „1” annehmen können. Der Verlauf 14 gibt dabei bei einem Betreiben der Brennkraftmaschine an, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Dies ist zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 sowie t3 und t4 der Fall. Der Verlauf 16 zeigt den Zustand der Schaltvariablen. Es wird deutlich, dass diese lediglich in dem Zeitraum zwischen t1 und t2 gesetzt ist. Der Verlauf 16 schließlich gibt an, ob sich die Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb befindet, also ob eine Zylinderabschaltung durchgeführt wird. Dies kann lediglich dann der Fall sein, wenn die Schaltvariable gesetzt ist, also einen Zustand von „1” aufweist. Entsprechend wird der Teilmotorbetrieb lediglich in dem Zeitraum zwischen t1 und t2 durchgeführt. Allein aufgrund der Betrachtung des Teilmotorbetriebsdrehmoments und des Solldrehmoments wäre die Durchführung des Teilmotorbetriebs auch in dem Zeitraum zwischen t3 und t4 möglich. Dieser Zeitraum ist jedoch wesentlich kürzer als der zwischen t1 und t2. Dies wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits vor Beginn des Zeitraums abschätzend erkannt und entsprechend die Schaltvariable nicht gesetzt. Die Durchführung der Zylinderabschaltung, also der Betrieb der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb, über den kurzen Zeitraum zwischen t3 und t4 wird insoweit verhindert.
  • Die 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die Anzahl n des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über der Dauer Δt des Teilmotorbetriebs aufgetragen ist. Eine Amortisationszeit ist beispielhaft bei Δt = 4 s durch die Linie 17 angedeutet. Üblicherweise ist die Amortisationszeit Δt jedoch nicht konstant, sondern von einem Betriebszustand beziehungsweise Lastpunkt der Brennkraftmaschine abhängig. Für Zeitspannen Δt kürzer als die Amortisationszeit, also links von der Linie 17, ist das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb nicht sinnvoll, weil keine Kraftstoffersparnis erzielt werden kann. Rechts der Linie 17 dagegen, also bei Zeitspannen Δt, welche länger als die Amortisationszeit dauern, ist dagegen die Durchführung des Teilmotorbetriebs sinnvoll. Ein Verlauf 18 zeigt nun die Häufigkeit des Umschaltens zwischen dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb bei einem herkömmlichen Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine, bei welchem lediglich betrachtet wird, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Es wird deutlich, dass sehr häufig ein lediglich kurzzeitiger Teilmotorbetrieb durchgeführt wird. Wird dagegen das vorstehend beschriebene Verfahren eingesetzt, so kann ein Verlauf 19 erzielt werden, bei welchem die Häufigkeit des Teilmotorbetriebs mit einer Dauer Δt, welche geringer ist als die Amortisationszeit, deutlich verringert ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bewertungsmodul
    2
    Bewertungsmodul
    3
    Bewertungsmodul
    4
    Bewertungsmodul
    6
    Eingang
    7
    Block
    8
    Ausgang
    9
    Ausgang
    10
    Entscheidungsmodul
    11
    Eingang
    12
    Eingang
    13
    Ausgang
    14
    Verlauf
    15
    Verlauf
    16
    Verlauf
    17
    Linie
    18
    Verlauf
    19
    Verlauf

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, die in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abgeschaltet werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, wobei für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable ausschließlich bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird, wobei aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable während des Betriebs der Brennkraftmaschine in bestimmten Zeitintervallen ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Anforderungsdrehmoment von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anforderungsdrehmomentänderungsrate, ein Lenkwinkel, eine Lenkwinkeländerungsrate, eine Bremskraft, eine Vorgabebremskraft von dem Fahrer und/oder von der Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull, ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs oder ein Signalzustand, insbesondere ein Blinkersignalzustand, verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable ausschließlich nach zusätzlichem Ablauf zumindest einer aus dem wenigstens einen Parameter bestimmten Wartezeitspanne bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bewertungsmodul vorgesehen ist, in welchem aus dem wenigstens einen Parameter die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße bestimmt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Schaltvariablen ein Entscheidungsmodul vorgesehen ist, welchem die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße von dem zumindest einem Bewertungsmodul bereitgestellt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wartezeitspannen vorgesehen sind und die Schaltvariable nur nach Ablauf aller Wartezeitspannen gesetzt wird und/oder dass mehrere Empfehlungsgrößen vorliegen, die gewichtet zu einer Gesamtempfehlungsgröße zusammengefasst werden, und nur bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die Gesamtempfehlungsgröße die Schaltvariable gesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Teilmotorbetrieb bereits dann in den Vollmotorbetrieb gewechselt wird, wenn das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das an der Brennkraftmaschine eingestellte Solldrehmoment ist.
  9. Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine Mittel aufweist, um die Zylinder in einem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten, wobei vorgesehen ist, aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb zu wechseln, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich ein in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable ausschließlich bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einen Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird, wobei aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird.
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