DE102013020448A1 - Method for operating a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines eine Verbrennungskraftmaschine (10) umfassenden Kraftwagens, mit den Schritten: – Erfassen einer Ist-Geschwindigkeit des Kraftwagens erfasst mittels wenigstens eines Sensors; – Vergleichen der Ist-Geschwindigkeit mit einer vorgebbaren Soll-Geschwindigkeit; – Einstellen der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit mittels wenigstens eines Stellelements des Kraftwagens, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) einen Abgastrakt (40) mit wenigstens einer von Abgas durchströmbaren Abgasflut (28), mit wenigstens einer mit der Abgasflut (28) fluidisch verbundenen Turbine (32) eines Abgasturboladers (34), mit einer mit der Abgasflut (28) fluidisch verbundenen Abgasrückführleitung (52) zum Abzweigen von Abgas aus der Abgasflut (28) und mit dem als Sperrelement (58) ausgebildeten und relativ zur Abgasrückführleitung und relativ zur Abgasflut (28) bewegbaren Stellelement umfasst, mittels welchem sowohl ein von Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung (52) als auch ein von Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Abgasflut (28) einstellbar ist, wobei die Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit in einem Motorbremsbetrieb durch Einstellen einer Motorbremsleistung der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird, indem das Sperrelement (58) in unterschiedliche Stellungen bewegt wird.The invention relates to a method for operating a motor vehicle comprising an internal combustion engine (10), comprising the steps of: detecting an actual speed of the motor vehicle detected by means of at least one sensor; - Comparing the actual speed with a predetermined target speed; - Setting the actual speed to the target speed by means of at least one actuating element of the motor vehicle, wherein the internal combustion engine (10) an exhaust tract (40) with at least one of exhaust gas permeable exhaust gas flow (28), with at least one with the exhaust gas flow (28) fluidly connected turbine (32) of an exhaust gas turbocharger (34), with an exhaust gas flow (28) fluidly connected exhaust gas recirculation line (52) for branching off exhaust gas from the exhaust gas flow (28) and with the blocking element (58) and relative to the exhaust gas recirculation line and relative to the exhaust gas flow (28) movable actuator comprises, by means of which both an exhaust gas flow-through flow cross section of the exhaust gas recirculation line (52) and a flow-through of exhaust flow cross-section of the exhaust gas flow (28) is adjustable, wherein the actual speed to the target speed in an engine braking operation by adjusting an engine braking power of the internal combustion engine (10) is adjusted by the blocking element (58) is moved in different positions.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating a motor vehicle, in particular a passenger car, according to the preamble of
Derartige Verfahren zum Betreiben von Kraftwagen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik, insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau hinlänglich bekannt. Ein solcher Kraftwagen umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher der Kraftwagen antreibbar ist. Im Rahmen des Verfahrens wird mittels wenigstens eines Sensors eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftwagens erfasst. Diese Ist-Geschwindigkeit wird auch als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet und ist beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftwagen entlang einer Fahrbahn relativ zu dieser bewegt.Such methods for operating motor vehicles are well known from the general state of the art, in particular from the series production of vehicles. Such a motor vehicle comprises an internal combustion engine, by means of which the motor vehicle is drivable. As part of the method, an actual speed of the motor vehicle is detected by means of at least one sensor. This actual speed is also referred to as vehicle speed and is, for example, the speed with which the motor vehicle moves along a roadway relative thereto.
Die erfasste Ist-Geschwindigkeit wird mit einer vorgebbaren Soll-Geschwindigkeit verglichen. Die Soll-Geschwindigkeit kann beispielsweise als Soll-Wert vom Fahrer des Kraftwagens vorgegeben werden. Hierzu bedient der Fahrer beispielsweise wenigstens ein Bedienelement, über welches der Fahrer die gewünschte Soll-Geschwindigkeit beziehungsweise einen der Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Wert in eine Steuereinheit zum Regeln oder Steuern der Verbrennungskraftmaschine eingibt.The detected actual speed is compared with a predetermined target speed. The setpoint speed can be predetermined, for example, as a setpoint value by the driver of the motor vehicle. For this purpose, the driver operates, for example, at least one operating element via which the driver inputs the desired setpoint speed or a value corresponding to the setpoint speed into a control unit for regulating or controlling the internal combustion engine.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird die Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit mittels wenigstens eines Stellelements des Kraftwagens eingestellt. Dies bedeutet, dass das wenigstens eine Stellglied von der Steuereinheit derart betrieben, das heißt gesteuert oder geregelt wird, dass die Ist-Geschwindigkeit zumindest im Wesentlichen der Soll-Geschwindigkeit entspricht. Hierdurch wird die Ist-Geschwindigkeit zumindest im Wesentlich auf der Soll-Geschwindigkeit gehalten, ohne dass dazu ein Zutun des Fahrers des Kraftwagens erforderlich wäre. Dieses Verfahren beziehungsweise diese Funktion des Kraftwagens wird üblicherweise auch als „Tempomat” oder als „automatische Geschwindigkeitsregelung” bezeichnet. Im Rahmen dieser Funktion wird somit die Ist-Geschwindigkeit automatisch auf die Soll-Geschwindigkeit eingestellt. So ist es beispielsweise möglich, dass sich der Kraftwagen ohne ein Zutun beziehungsweise Eingreifen des Fahrers über einen vorgebbaren Zeitraum automatisch mit der der Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Ist-Geschwindigkeit entlang der Fahrbahn bewegt, ohne dass der Fahrer Tätigkeiten zum Einstellen der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit durchführen müsste.In a further step of the method, the actual speed is set to the desired speed by means of at least one actuating element of the motor vehicle. This means that the at least one actuator operated by the control unit, that is, controlled or regulated so that the actual speed corresponds at least substantially to the target speed. As a result, the actual speed is maintained at least substantially on the target speed, without the intervention of the driver of the motor vehicle would be required. This method or this function of the motor vehicle is usually also referred to as "cruise control" or as "automatic cruise control". As part of this function, the actual speed is thus automatically set to the target speed. It is thus possible, for example, for the motor vehicle to automatically move along the roadway at an actual speed corresponding to the target speed without intervention or intervention by the driver over a predefinable period of time, without the driver having activities for setting the actual speed on the vehicle Would have to perform set speed.
Darüber hinaus offenbart die
Üblicherweise sind zum zuvor beschriebenen, automatischen Einstellen der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit mehrere Stellglieder sowie ein aufwendiger Algorithmus erforderlich. Daraus resultieren hohe Kosten.Usually, the above-described, automatic setting of the actual speed to the target speed, several actuators and a complex algorithm required. This results in high costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die automatische Einstellung der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit auf besonders einfache, kosten- und gewichtsgünstige Weise realisiert werden kann.Object of the present invention is therefore to develop a method of the type mentioned in such a way that the automatic adjustment of the actual speed to the target speed in a particularly simple, cost and weight-favorable manner can be realized.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die automatische Einstellung der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit auf besonders einfache, gewichts- und kostengünstige Weise realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine einen Abgastrakt aufweist. Der Abgastrakt umfasst wenigstens eine von Abgas durchströmbare Abgasflut, wenigstens eine mit der Abgasflut fluidisch verbundene Turbine eines Abgasturboladers sowie eine mit der Abgasflut fluidisch verbunden Abgasrückführleitung zum Abzweigen von Abgas aus der Abgasflut. Die Abgasrückführleitung dient zum Rückführen des aus der Abgasflut abgezweigten Abgases in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine, welcher von Luft durchströmbar ist. Der Ansaugtrakt dient zum Führen der Luft in wenigstens einen Brennraum, insbesondere in einen Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine.In order to develop a method specified in the preamble of
Der Abgastrakt umfasst ferner das Stellelement, welches als Sperrelement ausgebildet und relativ zur Abgasrückführleitung und relativ zur Abgasflut bewegbar ist. Mittels des als Sperrelement ausgebildeten Stellelements ist sowohl ein von Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung als auch ein von Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Abgasflut einstellbar. Dies bedeutet, dass mittels ein und desselben Sperrelements beziehungsweise Stellelements sowohl der Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung als auch der Strömungsquerschnitt der Abgasflut einstellbar ist. Hierdurch ist es möglich, mittels des einen Stellelements sowohl die Menge beziehungsweise Masse des die Abgasrückführleitung durchströmenden Abgases als auch die Menge beziehungsweise die Masse des die Abgasflut durchströmenden Abgases zu verändern, das heißt einstellen zu können.The exhaust tract further comprises the adjusting element, which is designed as a blocking element and is movable relative to the exhaust gas recirculation line and relative to the exhaust gas flow. By means of the control element embodied as a blocking element, both a flow cross section of the exhaust gas recirculation line through which exhaust gas can flow and a flow cross section of the exhaust gas flow which can be flowed through by exhaust gas can be set. This means that by means of one and the same locking element or actuating element both the flow cross section of the exhaust gas recirculation line and the flow cross section of the exhaust gas flow is adjustable. This makes it possible, by means of the one adjusting element, to change both the quantity or mass of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation line and the quantity or mass of the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow, that is, to be able to adjust.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit in einem Motorbremsbetrieb durch Einstellen einer Motorbremsleistung der Verbrennungskraftmaschine eingestellt. Hierzu wird das Sperrelement in unterschiedliche Stellungen bewegt. Mit anderen Worten werden im Motorbremsbetrieb unterschiedliche Motorbremsleistungen der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, indem das Stellelement (Sperrelement) in unterschiedliche Stellungen bewegt wird. Jede dieser Stellungen korrespondiert dabei mit wenigstens einer Motorbremsleistung. Wird beispielsweise im Rahmen des Verfahrens erfasst, dass die Ist-Geschwindigkeit geringer als die vorgebbare Soll-Geschwindigkeit ist, so wird die Bremsleistung verringert, indem das Stellelement in eine erste Stellung bewegt wird. Wird jedoch erfasst, dass die Ist-Geschwindigkeit größer als die Soll-Geschwindigkeit ist, so wird die Motorbremsleistung erhöht, indem das Stellelement in eine von der ersten Stellung unterschiedliche, zweite Stellung bewegt wird. In dieser zweiten Stellung wird gegenüber der ersten Stellung eine höhere Motorbremsleistung bewirkt, so dass der Kraftwagen abgebremst wird und die Ist-Geschwindigkeit sinkt.In the context of the method according to the invention, the actual speed is set to the desired speed in an engine braking operation by setting an engine braking power of the internal combustion engine. For this purpose, the blocking element is moved in different positions. In other words, different engine braking powers of the internal combustion engine are set in the engine braking operation by the actuator (blocking element) is moved to different positions. Each of these positions corresponds with at least one engine braking power. If, for example, it is detected within the scope of the method that the actual speed is lower than the predefinable setpoint speed, then the braking power is reduced by moving the actuating element into a first position. However, if it is detected that the actual speed is greater than the target speed, the engine braking power is increased by the actuator is moved to a different position from the first position, second position. In this second position, a higher engine braking power is effected relative to the first position, so that the motor vehicle is decelerated and the actual speed decreases.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit vorgesehen, dass das Stellelement beziehungsweise dessen Stellungen derart von einer Steuereinheit zum Regeln oder Steuern des Kraftwagens, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, betrieben, das heißt gesteuert oder geregelt wird, dass die Ist-Geschwindigkeit zumindest im Wesentlichen der Soll-Geschwindigkeit entspricht. Dadurch wird die Ist-Geschwindigkeit automatisch auf die Soll-Geschwindigkeit gestellt und gehalten, ohne dass beispielsweise der Fahrer des Kraftwagens Tätigkeiten zum Einstellen der Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit durchführen müsste.In the method according to the invention, it is thus provided that the adjusting element or its positions are operated, ie controlled or regulated, by a control unit for regulating or controlling the motor vehicle, in particular the internal combustion engine, such that the actual speed is at least substantially equal to the target speed. Speed equals. As a result, the actual speed is automatically set to the target speed and held, for example, without the driver of the motor vehicle would have to carry out activities for setting the actual speed to the target speed.
Da zum Einstellen der Ist-Geschwindigkeit das Stellelement verwendet wird, mittels welchem sowohl der Strömungsquerschnitt der Abgasflut als auch der Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung eingestellt wird, kann die Einstellung der Ist-Geschwindigkeit auf besonders einfache, gewichts- und kostengünstige Weise erfolgen. Zusätzliche Stellelemente, wie beispielsweise ein Wastegate der Turbine und dessen Ansteuerung beziehungsweise Regelung oder eine variable Geometrie der Turbine sind nicht vorgesehen und nicht erforderlich, um die Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit einzustellen. Mittels des Stellelements ist es nämlich möglich, die Motorbremsleistung und somit die Geschwindigkeit des Kraftwagens bedarfsgerecht in einem großen Bereich an Fahrzuständen des Kraftwagens einzustellen.Since the adjusting element is used for setting the actual speed, by means of which both the flow cross section of the exhaust gas flow and the flow cross section of the exhaust gas recirculation line is adjusted, the setting of the actual speed can be carried out in a particularly simple, weight and cost-effective manner. Additional control elements, such as a wastegate of the turbine and its control or regulation or a variable geometry of the turbine are not provided and are not required to set the actual speed to the target speed. By means of the control element, it is namely possible to adjust the engine braking performance and thus the speed of the motor vehicle as needed in a wide range of driving conditions of the motor vehicle.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Tempomat-Funktion des Kraftwagens zu realisieren und hierdurch die gewünschte, vorgebbare Soll-Geschwindigkeit durch Einstellung, insbesondere Regelung, der Motorbremsleistung einzustellen, indem die von der Turbine bereitgestellte Leistung eingestellt, insbesondere geregelt wird. Die von der Turbine bereitgestellte Leistung wiederum kann durch Bewegen des Stellelements in unterschiedliche Positionen auf unterschiedliche Werte eingestellt werden, so dass dadurch die Bremsleistung auf unterschiedliche Werte eingestellt werden kann.The invention is based on the idea to realize a cruise control function of the motor vehicle and thereby set the desired, predetermined target speed by adjusting, in particular control, the engine braking power by adjusting the power provided by the turbine, in particular regulated. In turn, the power provided by the turbine can be adjusted to different values by moving the actuator to different positions so that the braking power can be adjusted to different values.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Abgasflut mittels des Sperrelements zumindest zeitweise vollständig fluidisch versperrt. Hierdurch kann – beispielsweise wenn die Abgasrückführleitung fluidisch freigegeben ist – die Motorbremsleistung gering gehalten werden.In an advantageous embodiment of the invention, the exhaust gas flow is at least temporarily blocked completely fluidically by means of the blocking element. This allows - for example, when the exhaust gas recirculation line is fluidly released - the engine braking power can be kept low.
Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Abgasrückführleitung mittels des Sperrelements zumindest zeitweise vollständig fluidisch versperrt wird. Hierdurch können besonders hohe Motorbremsleistungen bewirkt werden.As further advantageous, it has been shown that the exhaust gas recirculation line is at least temporarily completely fluidly blocked by means of the blocking element. As a result, particularly high engine braking performance can be effected.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch, dass der Abgastrakt eine mit der Turbine fluidisch verbundene zweite Abgasflut umfasst, wobei wenigstens eine Verbindungsöffnung, über welche die Abgasfluten fluidisch miteinander verbindbar sind, mittels des Sperrelements zumindest teilweise fluidisch versperrt und freigegeben wird. Hierdurch kann die Motorbremsleistung besonders bedarfsgerecht eingestellt werden. Werden beispielsweise die Abgasrückführleitung und die erste Abgasflut mittels des Sperrelements fluidisch versperrt, während die Verbindungsöffnung freigegeben wird, so dass Abgas aus der ersten Abgasflut in die zweite Abgasflut überströmen kann, so kann dadurch eine besonders hohe Motorbremsleistung bewirkt werden. Dadurch, dass das Abgas aus der ersten Abgasflut in die zweite Abgasflut überströmt und somit sowohl das Abgas aus der ersten Abgasflut als auch das Abgas aus der zweiten Abgasflut der Turbine über die zweite Abgasflut zugeführt wird, wird eine besonders starke Aufladung der Verbrennungskraftmaschine, das heißt eine Versorgung dieser mit einer großen Menge beziehungsweise Masse an verdichteter Luft, bewirkt. Dadurch lassen sich besonders hohe Bremsleistungen einstellen.A further embodiment is characterized in that the exhaust gas tract comprises a second exhaust gas flow path fluidically connected to the turbine, wherein at least one connection opening, via which the exhaust gas flows are fluidically connectable, is at least partially fluidly blocked and released by means of the blocking element. As a result, the engine braking power can be adjusted particularly needs. If, for example, the exhaust gas recirculation line and the first exhaust gas flow are fluidly blocked by means of the blocking element while the connection opening is being released so that exhaust gas from the first exhaust gas flow can flow into the second exhaust gas flow, this can result in a particularly high engine braking power. Characterized in that the exhaust gas flows from the first exhaust gas flow into the second exhaust gas flow and thus both the exhaust gas from the first exhaust gas flow and the exhaust gas from the second exhaust gas flow of the turbine via the second exhaust gas flow is supplied, a particularly strong charge of the internal combustion engine, that is a supply of this with a large amount or mass of compressed air causes. As a result, particularly high braking performance can be adjusted.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftwagen, insbesondere ein Nutzkraftwagen, welcher zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagens anzusehen und umgekehrt. The invention also includes a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, which is designed to carry out the method according to the invention. Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Im Rahmen eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine
Aus
Die Abgasfluten
Über die Turbinenfluten
Im Abgastrakt
Der Abgasturbolader
Die Verbrennungskraftmaschine
Die Abgasrückführeinrichtung
Im Abgastrakt
Aus
Um die Abgasnachbehandlungseinrichtung
Aus
Die Stellung
Darüber hinaus ist die erste Abgasflut
Da in der Stellung
Die Teileanzahl des Abgastrakts
Bei der Stellung
Bei der Stellung
Bei der Stellung
Wie in
Alternativ ist es denkbar, die beiden Abgasfluten
Aus
Zur Realisierung eines emissionsarmen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine
Befindet sich die Klappe
Bei der Stellung
Eine besonders hohe Abgastemperatur lässt sich realisieren, wenn der Abgasrückführkühler
Mit anderen Worten wird in der Stellung
Die Stellung
Um nun eine Tempomat-Funktion, das heißt eine automatische Geschwindigkeitsregelung auf besonders einfache, kosten- und gewichtsgünstige Weise zu realisieren, ist es vorgesehen, dass in einem Motorbremsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine
Die mittels des Sensors erfasste Ist-Geschwindigkeit wird beispielsweise an die Steuereinheit, das heißt an das Steuergerät
Im Rahmen des Verfahrens wird die Ist-Geschwindigkeit mittels wenigstens eines Stellelements in Form der Klappe
Im Zuge des Verfahrens wird somit die Ist-Geschwindigkeit auf die Soll-Geschwindigkeit in dem Motorbremsbetrieb durch Einstellen einer Motorbremsleistung der Verbrennungskraftmaschine
Durch Absenken oder Erhöhen des Ladedrucks wird die Motorbremsleistung eingestellt. Der Ladedruck kann dabei durch Einstellen der Klappe
Da beispielsweise in der Stellung
Im Motorbremsbetrieb wird kein Kraftstoff in die Zylinder
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008064264 A1 [0005] DE 102008064264 A1 [0005]
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