DE102013216107A1

DE102013216107A1 - System zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit turboaufgeladenem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102013216107A1
Application number: DE201310216107
Authority: DE
Inventors: Bernd Kopp; Klaus Borgmann; Manfred Klueting; Peter Müller; Mathias Scheurl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor, wobei das maximale Drehmoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit einer vorgegebenen drehzahlabhängigen Volllastkurve bereitgestellt wird. Erfindungsgemäß werden dabei in Abhängigkeit vom gewählten Vorwärts-Getriebegang des Kraftfahrzeugs individuelle Volllastkurven vorgegeben und verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit turboaufgeladenem Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist allgemein bekannt, dass sich der maximale Drehmomentenverlauf eines Kraftfahrzeugs mit einem turboaufgeladenem Verbrennungsmotor wesentlich vom Drehmomentenverlauf eines typischen Saugmotors unterscheidet. Der Saugmotor hat über die Drehzahl eine eher flachere und stetig ansteigende maximale Drehmomentkurve bzw. Volllastkurve, während Turbomotoren einen schnellen Anstieg des Drehmoments im niedrigen Drehzahlbereich haben, dem im optimalen Fall ein Plateau folgt, d. h. bei Turbomotoren wird das maximale Drehmoment schon bei sehr niedrigen Drehzahlen erreicht und über einen weiten Drehzahlbereich gehalten. Bei hohen Drehzahlen fällt das Drehmoment sowohl beim Saugmotor, als auch bei Turbomotor wieder ab.
Weiter ist bekannt, dass das dem Verbrennungsmotor nachgeschaltete Getriebe mit einer vorgegebenen Getriebeübersetzung betrieben wird. Wird eine sehr kurze Getriebeübersetzung gewählt, beschleunigt das Fahrzeug zwar besser, aber es kann nur eine geringere Höchstgeschwindigkeit (bei vergleichsweise hoher Motordrehzahl) erreicht werden. Wird im Gegensatz dazu eine lange Übersetzung gewählt, kann im Gegensatz dazu zu Lasten einer schlechteren Beschleunigung eine höhere Höchstgeschwindigkeit erreicht werden. Die Getriebeübersetzung stellt somit immer einen Kompromiss zwischen optimaler Kraftübertragung und geringem Energieverbrauch dar. Insbesondere bei Turbomotoren wird heutzutage aus Verbrauchsgründen die Getriebeübersetzung lang ausgelegt.
Die Kombination aus langer Getriebeübersetzung und dem oben beschriebenen typischen Drehmomentenverlauf bei turboaufgeladenen Verbrennungsmotoren kann vom Fahrer in den unteren Gängen (z. B. 1.–4. Gang) als zu wenig drehfreudig empfunden werden. Der Fahrer vermisst in diesem Bereich oft eine stetig zunehmende Leistungsentfaltung mit ansteigender Motordrehzahl. In den hohen Gängen ist diese Kombination jedoch von Vorteil. Aufgrund des bereits im niedrigen Drehzahlbereich vorliegenden hohen Drehmoments ist eine verbrauchsgünstige und zugleich ausreichend dynamische Fahrweise möglich.
Aufgabe der Erfindung ist nun, ein System zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit turboaufgeladenem Verbrennungsmotor anzugeben, welches dem Fahrer eine optimale Leistungsentfaltung des Motors in allen Getriebegängen vermittelt.
Diese Aufgabe wird durch ein System nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Das erfindungsgemäße System, sowie dessen vorteilhafte Ausgestaltungen können mittels eines implementierten Algorithmus oder einer entsprechenden Baugruppenanordnung in zumindest einer dafür vorgesehenen Steuervorrichtung, insbesondere in einer Motor- und/oder Getriebesteuervorrichtung umgesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor, wobei das maximale Drehmoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit einer vorgegebenen drehzahlabhängigen Volllastkurve bereitgestellt wird, basiert auf der Überlegung, den Drehmomentenverlauf bei Volllast derart auszulegen, dass dem Fahrer in den niedrigen Gängen ein drehfreudiger und agiler subjektiver Eindruck vermitteltet wird, gleichzeitigt aber auch in den hohen Gängen eine verbrauchsgünstige und zugleich dynamische Fahrweise ermöglicht wird. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, indem in Abhängigkeit vom gewählten Vorwärts-Getriebegang des Kraftfahrzeugs darauf ausgerichtete individuelle Volllastkurven vorgegeben werden, d. h. die Motorvolllast wird in Abhängigkeit des eingelegten Gangs unterschiedlich ausgeprägt. Vorteilhafterweise kann für jeden Vorwärts-Getriebegang eine eigene, individuelle Volllastkurve vorgegeben werden, so dass bei jedem Gang eine für den Fahrer optimale und gewünschte Leistungsentfaltung erreicht werden kann.
Damit der Motor in den niedrigen Gängen vom Fahrer als drehfreudig empfunden wird, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei einem gewählten definierten niedrigen Getriebegang (z. B. 1.–2. Gang) die gangabhängige Volllastkurve derart vorgegeben, dass das in diesem Gang maximal mögliche Drehmoment erst bei einer höheren Motordrehzahl erreicht wird, als bei einem gewählten definierten hohen Getriebegang. Mit anderen Worten wird in niedrigen Gängen die Volllastkurve ähnlich der typischen Volllastkurve eines Saugmotors ausgelegt, d. h. das Drehmoment steigt anfangs langsam über die Drehzahl an und das maximale Drehmoment wird erst bei höheren Motordrehzahlen erreicht.
Um in hohen Gängen trotzdem eine dynamische Fahrweise ermöglichen zu können, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei einem gewählten hohen Getriebegang die gangabhängige Volllastkurve derart vorgegeben, dass das in diesem Gang maximal mögliche Drehmoment sehr früh erreicht bzw. bereitgestellt wird und über einen weiten Drehzahlbereich gehalten wird.
Um eine möglichst frühe Auswahl bzw. Ausprägung der geeigneten Volllastkurve ermöglichen zu können, ist bei Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetrieben das Verfahren vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass bereits während eines Schaltvorgangs der Ziel-Getriebegang erkannt wird und in Abhängigkeit vom gewählten Ziel-Getriebegang die individuelle Volllastkurve vorgegeben wird. Zur Umsetzung der frühen Erkennung des Ziel-Getriebegangs kann der Ziel-Getriebegang während eines Schaltvorgangs mittels eines im Getriebe angeordneten Gangsensors erkannt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Fig. ein über die Motordrehzahl n und das Motordrehmoment Md aufgespanntes Kennfeld zur Darstellung verschiedener gangabhängiger Volllastkurven eines turboaufgeladenen Verbrennungsmotors, wobei das maximale Drehmoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit einer vorgegebenen drehzahlabhängigen Volllastkurve bereitgestellt wird.
Im Detail zeigt die Figur ein Kennfeld mit einer ersten Volllastkurve 1 für den 1. Gang, einer zweiten Volllastkurve 2 für den zweiten Gang, einer dritten Volllastkurve 3/4 für den 3. und 4. Gang und einer vierten Volllastkurve 5/6 für den 5. und 6. Gang. Die verschiedenen Volllastkurven 1, 2, 3/4 und 5/6 unterscheiden sich voneinander derart, dass in den niedrigen Gängen, insbesondere im 1. und 2. Gang, die Volllastkurven 1 und 2 derart ausgestaltet sind, dass das in diesen Gängen anfangs die Kurve 1 bzw. 2 langsam ansteigt und das maximal mögliche Drehmoment erst bei einer höheren Motordrehzahlen erreicht wird. Dadurch kann erreicht werden, dass der Motor analog einem konventionellen Saugmotor in den niedrigen Gängen als drehfreudig empfunden wird.
Im Gegensatz dazu ist in den höheren Gängen die Volllastkurve 5/6 derart ausgestaltet, dass das maximal mögliche Drehmoment bereits sehr früh erreicht bzw. bereitgestellt wird und über einen weiten Drehzahlbereich gehalten wird. Durch derartige Volllastkurven in den hohen Gängen kann eine fahrdynamische Fahrweise sichergestellt werden. Die zum 3. und 4. Gang zugehörige Volllastkurve 3/4 stellt einen Kompromiss aus der ersten Volllastkurve 1 und der vierten Volllastkurve 5/6 dar.
Durch eine derartige Ausgestaltung der gangabhängigen Volllastkurven der Turbomotor in den unteren Gängen als subjektiv gesehen als drehfreudig und agiler empfunden, was dem Fahrer einen größeren Fahrspaß vermittelt. Gleichzeitig bleibt bei dieser Maßnahme das Verbauchspotential bei der Kombination eines Turbomotors mit niedrigem Low-End-Torque und lang übersetztem Getriebe jedoch erhalten.

Claims

System zur Steuerung des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor, wobei das maximale Drehmoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit einer vorgegebenen drehzahlabhängigen Volllastkurve bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom gewählten Vorwärts-Getriebegang des Kraftfahrzeugs individuelle Volllastkurven (1, 2, 3/4, 5/6) vorgegeben werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Vorwärts-Getriebegang eine individuelle Volllastkurve (1, 2, 3/4, 5/6) vorgegeben wird.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gewählten definierten niedrigen Getriebegang die gangabhängige Volllastkurve (1, 2) derart vorgegeben wird, dass das in diesem Gang maximal mögliche Drehmoment (Md) erst bei einer höheren Motordrehzahl (n) erreicht wird, als bei einem gewählten definierten hohen Getriebegang.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gewählten hohen Getriebegang die gangabhängige Volllastkurve (3/4, 5/6) derart vorgegeben wird, dass das in diesem Gang maximal mögliche Drehmoment (Md) sehr früh erreicht wird und über einen weiten Drehzahlbereich (n) gehalten wird.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetrieben bereits während eines Schaltvorgangs der Ziel-Getriebegang erkannt wird und in Abhängigkeit vom gewählten Zielgang die individuelle Volllastkurve (1, 2, 3/4, 5/6) vorgegeben wird.