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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Korrekturwerts für ein Antriebssystem gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 11.
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Aus der
DE 10 2004 062 409 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur von Zylindersegmentzeitdauern einer Brennkraftmaschine bekannt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln eines Korrekturwerts für ein Antriebssystem und ein verbessertes Steuergerät bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Steuergeräts gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Steuergerät und ein verbessertes Verfahren dadurch bereitgestellt werden kann, dass ein Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem ersten Zylinder und einer Kurbelwelle bereitgestellt wird, wobei eine Brennstoffzufuhr zu wenigstens dem ersten Zylinder der Brennkraftmaschine deaktiviert wird, wobei die elektrische Maschine mit der Brennkraftmaschine drehmomentschlüssig gekoppelt wird, wobei die elektrische Maschine derart angesteuert wird, dass die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einer vordefinierten Drehzahl rotiert. Ferner wird eine erste Zylindersegmentzeitdauer, die dem ersten Zylinder zugeordnet ist, erfasst. In Abhängigkeit der ersten Zylindersegmentzeitdauer wird ein Korrekturwert ermittelt.
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Anhand des Korrekturwerts kann eine Injektorkennlinie eines Injektors des ersten Zylinders adaptiert werden, sodass die eingespritzte Brennstoffmenge in den ersten Zylinder präzise der einzuspritzenden Brennstoffmenge entspricht. Ferner kann ein unregelmäßiger Betrieb des ersten Zylinders besonders leicht erfasst werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Brennstoffzufuhr zu einem zweiten Zylinder der Brennkraftmaschine deaktiviert. Eine zweite Zylindersegmentzeitdauer, die dem zweiten Zylinder zugeordnet ist, wird erfasst, wobei eine Zylindersegmentdauerdifferenz aus einer Referenzzeitdauer und der zweiten Zylindersegmentzeitdauer ermittelt wird, wobei die Zylindersegmentdauerdifferenz bei der Ermittlung des Korrekturwerts berücksichtigt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Zylindersegmentdauerdifferenz mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen, wobei bei Überschreiten des vordefinierten Schwellenwerts der Korrekturwert auf Grundlage der Zylindersegmentdauerdifferenz ermittelt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage des Korrekturwerts und der zweiten Zylindersegmentzeitdauer eine korrigierte zweite Zylindersegmentzeitdauer zur Erfassung einer Unregelmäßigkeit in einer Verbrennung in dem zweiten Zylinder festgelegt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die erste Zylindersegmentzeitdauer als Referenzzeitdauer festgelegt, wobei der Korrekturwert derart gewählt wird, dass die korrigierte zweite Zylindersegmentzeitdauer im Wesentlichen an die erste Zylindersegmentzeitdauer bei konstanter Drehzahl der Kurbelwelle angepasst wird. Die korrigierte zweite Zylindersegmentzeitdauer wird bei einer Überwachung eines Brennvorgangs des zweiten Zylinders berücksichtigt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine Brennstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder aktiviert und eine Kleinstmenge in den ersten Zylinder gefördert, wobei eine weitere erste Zylindersegmentzeitdauer erfasst wird, wobei eine weitere Zylindersegmentdauerdifferenz auf Grundlage einer Differenz der weiteren ersten Zylindersegmentzeitdauer und der ersten Zylindersegmentzeitdauer ermittelt wird, wobei auf Grundlage der weiteren Zylindersegmentdauerdifferenz der Korrekturwert ermittelt wird, wobei auf Grundlage des Korrekturwerts eine Injektorcharakteristik eines Injektors des ersten Zylinders angepasst wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist während der Zuführung der Kleinstmenge in den ersten Zylinder die Brennstoffzufuhr zu wenigstens dem zweiten Zylinder deaktiviert oder aktiviert.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die erste Zylindersegmentzeitdauer in einer Hochdruckphase des ersten Zylinders erfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform ist, während der Ermittlung des Korrekturwerts die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine von einer Übersetzungseinrichtung im Antriebsstrang abgekoppelt. Auf diese Weise kann die Zylindersegmentzeitdauer fahrdynamisch unabhängig ermittelt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird nach Ermittlung des Korrekturwerts die Brennstoffzufuhr zu den Zylindern vollständig aktiviert und eine Leistung der elektrischen Maschine reduziert oder nach Ermittlung des Korrekturwerts die Brennstoffzufuhr zu den Zylindern deaktiviert und eine Leistung der elektrischen Maschine reduziert oder erhöht oder die elektrische Maschine generatorisch betrieben.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
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1 eine schematische Darstellung eines Antriebsystems;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform zum Steuern des in 1 gezeigten Antriebssystems; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Steuern des in 1 gezeigten Antriebssystems
zeigen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 100. Das Antriebssystem 100 ist ausgebildet ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, anzutreiben.
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Das Antriebssystem 100 weist eine Brennkraftmaschine 105, wenigstens eine elektrische Maschine 110, ein Steuergerät 115 und wenigstens eine Kupplungseinrichtung 120 auf. Das Antriebssystem 100 ist über die Kupplungseinrichtung 120 schaltbar mit einer Übersetzungseinrichtung 125 verbindbar.
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Die Brennkraftmaschine 105 umfasst einen Ansaugtrakt 130, einen Motorblock 135, einen Zylinderkopf 140 und einen Abgastrakt 145.
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Der Ansaugtrakt 130 umfasst eine Drosselklappe 150, ein Saugrohr 155 und einen Sammler 160. Der Motorblock 135 weist wenigstens einen ersten Zylinder Z1 und wenigstens einen zweiten Zylinder Z2 auf. In 1 ist beispielhaft der erste Zylinder Z1 der Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 105 kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl von Zylindern Z1, Z2 aufweisen. So kann beispielsweise die Brennkraftmaschine 105, wie in 1 symbolisch dargestellt, als Vierzylindermotor mit vier Zylindern Z1, Z2, Z3, Z4 ausgebildet sein. Vorteilhafterweise sind die Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 identisch ausgebildet. Dabei ist in jedem Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 jeweils ein Kolben 165 angeordnet, der einen Brennraum 170 abschnittsweise begrenzt. Der Kolben 165 ist mittels eines Pleuels 175 mit einer Kurbelwelle 180 des Motorblocks 135 verbunden.
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Der Zylinderkopf 140 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Einlassventil 185, wenigstens einem Auslassventil 190 und einem dem Einlassventil 185 zugeordneten ersten Ventilantrieb 195 und dem Auslassventil 190 zugeordneten zweiten Ventilantrieb 200.
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Ferner kann der Zylinderkopf 140 eine Zündkerze 210 und/oder einen Injektor 205 aufweisen. Vorteilhafterweise ist für jeden Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 ein Injektor 205 vorgesehen, der in den Brennraum in aktiviertem Zustand einen Kraftstoff einspritzt. Alternativ kann auch der Injektor 205 im Saugrohr 155 angeordnet sein. Auch kann auf die Zündkerze 210 verzichtet werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Brennkraftmaschine 105 als Dieselmotor ausgebildet ist.
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Die elektrische Maschine 110 ist in der Ausführungsform drehmomentschlüssig mit der Kurbelwelle 180 verbunden. Zusätzlich kann zwischen der Kurbelwelle 180 und der elektrischen Maschine 110 eine weitere Kupplungseinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die schaltbar die elektrische Maschine 110 mit der Kurbelwelle 180 der Brennkraftmaschine 105 verbindet. Die weitere Kupplungseinrichtung kann dabei mit dem Steuergerät 115 verbunden sein.
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Das Steuergerät 115 weist eine Schnittstelle 215, einen Speicher 220 und eine Steuervorrichtung 225 auf. Die Steuervorrichtung 225 ist mittels einer ersten Verbindung 230 mit dem Speicher 220 verbunden. Über eine zweite Verbindung 235 ist die Steuervorrichtung 225 mittels der Schnittstelle 215 verbunden. Die Schnittstelle 215 kann mittels verschiedener nicht dargestellter Aktuatoren und weiterer Steuervorrichtungen oder Komponenten des Antriebssystems 100 verbunden sein, auf die im Weiteren, sofern nicht nötig, nicht eingegangen werden soll.
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Im Speicher 220 kann ein vordefinierter Schwellenwert und fakultativ ein zusätzlicher vordefinierter weiterer Schwellenwert und/oder ein vordefinierter Sollwert abgelegt sein. Ferner kann im Speicher 220 ein Algorithmus zur Durchführung des im Folgenden in 2 und 3 beschriebenen Verfahrens abgelegt sein. Ferner kann im Speicher 220 für den ersten Zylinder Z1 eine erste vordefiniert abgelegte Zylindersegmentzeitdauer tS1 und eine für den zweiten Zylinder Z2 abgelegte zweite Zylindersegmentzeitdauer tS2 abgelegt sein. Ferner kann im Speicher 22 ein Steuerverfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine 105 und/oder der elektrischen Maschine 110 abgelegt sein.
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Das Antriebssystem 100 weist ferner einen Kurbelwellensensor 240 auf. Der Kurbelwellensensor 240 weist ein Geberrad 250 auf. Das Geberrad 250 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Zähnen 255 auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist zusätzlich eine erweiterte Lücke 256 zwischen den Zähnen 255 am Geberrad 250 vorgesehen, die beispielsweise mit einem oberen Totpunkt des Kolbens 165 des ersten Zylinders Z1 korreliert.
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Der Kurbelwellensensor 240 weist ferner ein Sensorelement 260 auf, das über eine vierte Verbindung 265 mit der Schnittstelle 215 des Steuergeräts 115 verbunden ist. Das Sensorelement 260 kann beispielsweise als Hall-Element ausgebildet sein, dessen Messsignal repräsentativ mit einer Kontur des Geberrads 250 ist. Das Sensorelement 260 kann aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise kann das Sensorelement 260 auch eine optische Erfassung aufweisen.
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In Normalbetrieb steuert das Steuergerät 115 die Brennkraftmaschine 105 und die elektrische Maschine 110 beispielsweise in Abhängigkeit eines durch einen Pedalstellungsgeber 270 geäußerten Fahrerwunsches. Der Pedalstellungsgeber 270 ist mittels einer fünften Verbindung 275 mit der Schnittstelle 215 des Steuergeräts 115 verbunden.
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Ferner kann die Kupplungseinrichtung 120 mittels einer sechsten Verbindung 280 mit der Schnittstelle 215 verbunden sein.
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Das Antriebssystem 100 kann unterschiedliche verschiedene Betriebszustände aufweisen. So kann in einem ersten Betriebszustand ein Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich über die Brennkraftmaschine 105 erzeugt werden. Alternativ kann das Drehmoment auch ausschließlich über die elektrische Maschine 110 bereitgestellt werden. Des Weiteren ist ein generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine 110 möglich, während gleichzeitig die Brennkraftmaschine 105 das Drehmoment bereitstellt, um sowohl die elektrische Maschine 110 anzutreiben und gleichzeitig das Fahrzeug zu bewegen. Ferner kann in einem hybriden Betriebszustand das Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs sowohl durch die elektrische Maschine 110 als auch durch die Brennkraftmaschine 105 erzeugt werden.
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Das durch die Brennkraftmaschine 105 und/oder elektrische Maschine 110 bereitgestellte Drehmoment wird über die geschlossene Kupplungseinrichtung 120 an die Übersetzungseinrichtung 125 weitergeleitet, die ihrerseits das Drehmoment beispielsweise an Antriebsräder des Fahrzeugs weiterleitet.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des in 1 gezeigten Antriebssystems 100. Das im Folgenden beschriebene Verfahren wird beispielhaft für den ersten Zylinder Z1 und den zweiten Zylinder Z2 erläutert. Dabei ist der zweite Zylinder Z2 beispielhaft für die weiteren Zylinder Z3, Z4. Für die weiteren Zylinder Z3, Z4 können die für den zweiten Zylinder Z2 durchgeführten Verfahrensschritte entsprechend durchgeführt werden.
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In einem ersten Verfahrensschritt 300 überprüft die Steuervorrichtung 225, ob das Antriebssystem 100 von der Übersetzungseinrichtung 125 abgekoppelt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Kupplungseinrichtung 120 ein Informationssignal über ihren Zustand (z.B. offen oder geschlossen) der Schnittstelle 215 bereitstellt. Die Schnittstelle 215 stellt das Informationssignal der Steuervorrichtung 225 bereit. Ist die Kupplungseinrichtung 120 geschlossen, so kann entweder die Steuervorrichtung 225 die Kupplungseinrichtung 120 mittels Steuersignal öffnen oder abwarten, bis ein Betriebszustand des Antriebssystems 100 vorliegt, bei dem die Kupplungseinrichtung 120 geöffnet ist. Ist die Kupplungseinrichtung 120 geöffnet, so fährt die Steuervorrichtung 225 mit einem zweiten Verfahrensschritt 305 fort.
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In dem zweiten Verfahrensschritt 305 wird eine Brennstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4, vorzugsweise zu allen Zylindern Z1, Z2, Z3, Z4, durch die Steuervorrichtung 225 unterbrochen.
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In einem dritten Verfahrensschritt 310, der parallel oder seriell zum zweiten Verfahrensschritt 305 durchgeführt werden kann, wird die elektrische Maschine 110 durch die Steuervorrichtung 225 aktiviert. Vorzugsweise kann die Aktivierung und Deaktivierung der Brennstoffzufuhr im zweiten und dritten Verfahrensschritt 305, 310 so erfolgen, dass zeitgleich zum Hochfahren der elektrischen Maschine 110 die Brennstoffzufuhr kontinuierlich reduziert wird, sodass die Kurbelwelle 180 im Wesentlichen mit einer konstanter vordefinierter Drehzahl n rotiert. Alternativ kann im dritten Verfahrensschritt 310 die Kurbelwelle 180 zu der vordefinierten Drehzahl n beschleunigt oder abgebremst werden.
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In einem vierten Verfahrensschritt 315 steuert die Steuervorrichtung 225 die elektrische Maschine 110 derart an, dass die vordefinierte Drehzahl n der Kurbelwelle 180 der Brennkraftmaschine 105 über ein vordefiniertes Zeitintervall konstant gehalten wird. In dem vordefinierten Zweitintervall werden die weiteren Verfahrensschritte 320 bis 345 durchgeführt. Dabei kann die vordefinierte Drehzahl n vorzugsweise einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 105 entsprechen. Auch kann die Steuervorrichtung 225 die elektrische Maschine 110 derart ansteuern, dass die vordefinierte Drehzahl n unterschiedlich zur Leerlaufdrehzahl, jedoch kleiner als eine maximale Drehzahl der Brennkraftmaschine 105 ist.
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Die vordefinierten Drehzahlen repräsentiert dabei eine vordefinierte Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 180. Dabei wird die elektrische Maschine 110 derart angesteuert, dass die vordefinierte Drehzahl n möglichst genau dem vordefinierten Sollwert, der in einem Speicher der Steuervorrichtung 225 abgelegt ist, entspricht. Die elektrische Maschine 110 verfügt dazu über eine geeignete Steuerung und/oder Regelung, die physisch auch Teil der Steuervorrichtung 225 sein kann und die im Falle der Regelung die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 180 bzw. die Drehgeschwindigkeit einer Abtriebswelle der elektrischen Maschine 110 vorteilhafterweise unabhängig von einem Messsignal des Kurbelwellenwinkelsensors 240 einstellt. Die Steuerung der elektrischen Maschine 110 ist so ausgebildet, dass die Kurbelwelle 180 im Anschluss an den vierten Verfahrensschritt 315 mit einer gewünschten vordefinierten Gleichförmigkeit dreht.
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In einem fünften Verfahrensschritt 320 wird zumindest für den ersten Zylinder Z1 in einer Hochdruckphase für wenigstens ein erstes Zylindersegment des Winkelbereichs der Kurbelwelle 180 der Brennkraftmaschine 105 eine erste Zylindersegmentzeitdauer tS1, die dem ersten Zylinder Z1 zugeordnet ist, erfasst. Auch kann im fünften Verfahrensschritt 320 für den zweiten Zylinder Z2 für ein zweites Zylindersegment des Winkelbereichs der Kurbelwelle 180 eine zu dem zweiten Zylinder Z2 zugeordnete zweite Zylindersegmentzeitdauer tS2 erfasst werden.
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Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Steuervorrichtung 225 entsprechende Flanken eines Messsignals des Sensorelements 260 in Abhängigkeit zur geometrischen Ausgestaltung des Geberrads 250 erfasst und die jeweilige Zylindersegmentzeitdauer tS1, tS2 einer vorgegebenen Anzahl an Zahnflanken, die repräsentativ sind für das jeweilige Zylindersegment des Zylinders Z1, Z2 erfasst.
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In einem sechsten Verfahrensschritt 325 werden die ermittelten Zylindersegmentzeitdauern tS1, tS2 in dem Speicher 220 (temporär) abgelegt.
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In einem siebten Verfahrensschritt 330 wird eine der Zylindersegmentzeitdauern tS1, tS2, beispielsweise die erste Zylindersegmentzeitdauer tS1 des ersten Zylinders Z1, einer Zylinderreferenzzeitdauer tR zugeordnet. Auch ist denkbar, dass die Zylinderreferenzzeitdauer tR mittels eines vordefinierten Kennfelds, das im Speicher 220 abgelegt ist, durch die Steuervorrichtung 225 ermittelt wird. Die Zylinderreferenzzeitdauer tR kann zusätzlich als ersten Referenzwert R1 für den ersten Zylinder Z1 dauerhaft im Speicher 220 abgelegt werden.
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In einem achten Verfahrensschritt 335 ermittelt die Steuervorrichtung 225 für denjenigen Zylinder Z1, Z2, der nicht als Referenzzylinder dient, beispielsweise den zweiten Zylinder Z2 durch Bildung einer Differenz der dem zweiten Zylinder Z2 zugeordneten Zylindersegementzeitdauer tS2 und der Zylinderreferenzzeitdauer tR eine dem zweiten Zylinder Z2 zugeordnete Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2. Für denjenigen Zylinder Z1, Z2 der als Referenzzylinder dient, beispielsweise der erste Zylinder Z1, wird der achte Verfahrensschritt 335 übersprungen.
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Die Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2 kann beispielsweise eine prozentualer Differenz zwischen der Zylindersegmentzeitdauer tS2 des zweiten Zylinders Z2 und der Zylinderreferenzzeitdauer tR des Referenzzylinders Z1 sein.
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In einem neunten Verfahrensschritt 340 legt die Steuervorrichtung 225 die für den zweiten Zylinder Z2 ermittelten Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2 im Speicher 220 zugeordnet zum zweiten Zylinder Z2 ab.
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In einem zehnten Verfahrensschritt 345 vergleicht die Steuervorrichtung 225 die für den zweiten Zylinder Z2 zugeordnete Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2 mit einem im Speicher 220 abgelegten vordefinierten Schwellenwert.
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Unterschreitet die für den zweiten Zylinder Z2 ermittelte Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2 den vordefinierten Schwellenwert, so legt die Steuervorrichtung 225 die für den zweiten Zylinder Z2 ermittelte zweite Zylindersegmentzeitdauer tS2 im Speicher 220 als zweiten Referenzwert R2 für den zweiten Zylinder Z2 (dauerhaft) ab.
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Überschreitet die Zylindersegmentdauerdifferenz des zweiten Zylinders Z2 den vordefinierten Schwellenwert, so ermittelt die Steuervorrichtung 225 auf Grundlage der Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS2 einen Korrekturwert K für den zweiten Zylinder Z2.
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Der Korrekturwert K kann dahingehend beispielsweise ermittelt werden, dass die ermittelte zweite Zylindersegmentzeitdauer tS2 des zweiten Zylinders Z2 um den Korrekturwert K so verändert wird, dass eine korrigierte zweite Zylindersegmentzeitdauer tS2 des zweiten Zylinders Z2 im Wesentlichen dem Referenzzylinder Z1 entspricht.
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Die korrigierte Zylindersegmentzeitdauer tS2 des zweiten Zylinders Z2 legt die Steuervorrichtung 225 als zweiten Referenzwert R2 im Speicher 220 dauerhaft ab. Ist möglicherweise im Speicher 220 für den zweiten Zylinder Z2 bereits ein zweiter Referenzwert R2 abgelegt, wird dieser Wert überschrieben werden.
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In einem elften Verfahrensschritt 350 aktiviert die Steuervorrichtung 225 die Brennstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine 105 und aktiviert die Brennkraftmaschine 105. Gleichzeitig wird die elektrische Maschine 110 von der Steuervorrichtung 225 derart angesteuert, dass die elektrische Maschine 110 um das von der Brennkraftmaschine 105 bereitgestellte Drehmoment ein reduziertes Drehmoment bereitstellt, sodass die vordefinierte Drehzahl n weiter im Wesentlichen gehalten wird. Dabei erhöht die Steuervorrichtung 225 die Brennstoffzufuhr so weit, bis das durch die elektrische Maschine 110 abgegebene Drehmoment auf vollständig reduziert werden kann und das Antriebssystem 100 ausschließlich durch die Brennkraftmaschine 105 betrieben wird und gegebenenfalls die elektrische Maschine 110 durch die Brennkraftmaschine 105 angetrieben im generatorischen Betrieb betrieben wird. Alternativ wird eine Leistung der elektrischen Maschine 110 erhöht, während die Brennkraftmaschine 105 weiter deaktiviert bleibt. Im Segelbetrieb des Fahrzeugs ist auch denkbar, dass die elektrische Maschine 110 im generatorischen Betrieb betrieben wird, während die Brennkraftmaschine 105 weiter deaktiviert bleibt
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In einem zwölften Verfahrensschritt 355 kann das Antriebssystem 100 wieder mit der Übersetzungseinrichtung 125 durch Schließen der Kupplungseinrichtung 120 drehmomentschlüssig gekoppelt werden. Der elfte und zwölfte Verfahrensschritt 350, 355 können zeitgleich, vorzugsweise zeitsynchronisiert, durchgeführt werden.
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Im Normalbetrieb des Antriebssystems 100 erfasst die Steuervorrichtung 225, ähnlich wie im dritten Verfahrensschritt 310 beschrieben, die Zylindersegmentzeitdauern tNS1, tNS2 der jeweiligen Zylinder Z1, Z2. Die im Normalbetrieb ermittelten Zylindersegmentzeitdauern tNS1, tNS2 vergleicht die Steuervorrichtung 225 mit den im Speicher 220 als Referenzwert R1, R2 abgelegten (ggf. korrigierten) Zylindersegmentzeitdauern tS1, tS2 des jeweils zugeordneten Zylinders Z1, Z2. Bei Abweichen der im Normalbetrieb ermittelten Zylindersegmentzeitdauer tNS1, tNS2 des Zylinders Z2, Z3, Z4 um einen weiteren vordefinierten Schwellenwert, kann die Steuervorrichtung 225 zuverlässig Unregelmäßigkeiten in der Verbrennung, insbesondere Verbrennungsaussetzer, in dem entsprechenden Zylinder Z1, Z2, erfassen und entsprechend den Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 mit Verbrennungsaussetzer ansteuern.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in 1 gezeigten Antriebssystems 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Verfahren wird wie in 2 anhand des ersten und zweiten Zylinders Z1, Z2 erläutert. Für die weiteren Zylinder soll das für den zweiten Zylinder erläuterte gelten.
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In einem ersten Verfahrensschritt 300, der dem in 2 beschriebenen ersten Verfahrensschritt 300 entspricht, überprüft die Steuervorrichtung 225, ob die Kupplungseinrichtung 120 geöffnet oder geschlossen ist. Ist die Kupplungseinrichtung 120 geschlossen, so kann entweder die Steuervorrichtung 225 die Kupplungseinrichtung 120 mittels Steuersignal öffnen oder abwarten, bis ein Betriebszustand des Fahrzeugs vorliegt, bei dem die Kupplungseinrichtung 120 geöffnet ist. Ist die Kupplungseinrichtung 120 geöffnet, so fährt die Steuervorrichtung 225 mit einem zweiten Verfahrensschritt 305 fort.
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In dem zweiten Verfahrensschritt 305 wird die elektrische Maschine 110 aktiviert und drehmomentschlüssig mit der Brennkraftmaschine 105 gekoppelt.
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In einem dritten Verfahrensschritt 310 steuert die Steuervorrichtung 225, beispielsweise anhand eines im Speicher 220 abgelegten Kennfelds, die elektrische Maschine 110 derart, dass die Kurbelwelle 180 mit einer vordefinierten Drehzahl rotiert. Gleichzeitig deaktiviert die Steuervorrichtung 225 wenigstens einen der Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4, beispielsweise den ersten Zylinder Z1. Von besonderem Vorteil ist, wenn alle Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 deaktiviert werden. Dabei die elektrische Maschine 110 durch die Steuervorrichtung 225 derart angesteuert, dass die Drehzahl der Kurbelwelle 180 im Wesentlichen der vordefinierten Drehzahl n entspricht. So kann beispielsweise als vordefinierte Drehzahl n die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 105 gehalten werden.
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Dabei kann im Speicher 220 ein Steuerungs- und/oder Regelungsalgorithmus abgelegt sein, sodass die Drehzahl der Kurbelwelle 180 im Wesentlichen der vordefinierten Drehzahlen entspricht. Dabei erfolgt die Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Maschine 110 und der Brennkraftmaschine 105 derart, dass die Drehzahl der Kurbelwelle 180 unabhängig von einem Messsignal des Sensorelements 260 des Kurbelwellensensors 245 eingestellt werden kann. Ferner erfolgt die Steuerung der elektrischen Maschine 110 und der Brennkraftmaschine 105 derart, dass die Drehzahl der Kurbelwelle 180 eine gewünschte hohe Gleichförmigkeit aufweist.
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In einem vierten Verfahrensschritt 315 erfasst die Steuervorrichtung 225 über die Schnittstelle 215 ein Sensorsignal des Sensorelements 260 des Kurbelwellensensors 180. Das erfasste Sensorsignal entspricht dabei der geometrischen Ausgestaltung von Flanken der Zähne 255 des Geberrads 250. Dabei ist jedem Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 jeweils ein Winkelbereich des erfassten Messsignals zugeordnet.
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In einem fünften Verfahrensschritt 320 ermittelt die Steuervorrichtung 225 auf Grundlage des Messsignals eine erste Zylindersegmentzeitdauer tS1 für den ersten Zylinder Z1 der Brennkraftmaschine 105.
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In einem sechsten Verfahrensschritt 325 legt die Steuervorrichtung 225 die ermittelte erste Zylindersegmentzeitdauer tS1 des ersten Zylinders Z1 im Speicher 220 ab.
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Die Steuervorrichtung 225 wiederholt den dritten bis sechsten Verfahrensschritt 310–325 für den anderen (zweiten) Zylinder und legt die jeweils für den Zylinder Z2, Z3, Z4 ermittelte jeweilige Zylindersegmentzeitdauer tS2, tS3, tS4 im Speicher 220, zugeordnet zum jeweiligen Zylinder Z2, Z3, Z4, ab. Dabei wird der im vorangegangenen Durchlauf des dritten bis sechsten Verfahrensschritt 310 bis 325 deaktivierte erste Zylinder aktiviert.
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Die Steuervorrichtung 225 fährt mit einem siebten Verfahrensschritt 330 fort, wenn die Steuervorrichtung 225 für alle Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 die jeweils ermittelte Zylindersegmentzeitdauer tS1, tS2, tS3, tS4 im Speicher 220 abgelegt hat.
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Im siebten Verfahrensschritt 330 steuert die Steuervorrichtung 225 das Antriebssystem 100, wie im dritten Verfahrensschritt beschrieben, jedoch wird eine Kleinstmenge von Brennstoff über den Injektor 205 in den ersten Zylinder Z1 eingespritzt. Die Steuervorrichtung 225 ermittelt aus dem Messsignal des Sensorelements 260 eine weitere erste Zylindersegmentzeitdauer tS1‘.
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In einem achten Verfahrensschritt 335 ermittelt die Steuervorrichtung 225 auf Grundlage der ersten Zylindersegmentzeitdauer tS1 und der weiteren ersten Zylindersegmentzeitdauer tS1‘ eine erste Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS1. Die Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS1 korreliert dabei mit einem Drehmoment, das durch die Kleinstmenge von Brennstoff im ersten Zylinder erzeugt wird.
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Die erste Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS1 legt die Steuervorrichtung 225 in einem neunten Verfahrensschritt 340 für den ersten Zylinder Z1 im Speicher 220 ab.
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In einem zehnten Verfahrensschritt 345 ermittelt die Steuervorrichtung 225 auf Grundlage der Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS1 einen ersten Korrekturwert K1 für den ersten Zylinder Z1.
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Der erste Korrekturwert K1 kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass auf Grundlage des ersten Zylindersegmentdauerdifferenz ΔtS1 und einer im Speicher 220 abgelegten Injektorkennlinie eine eingespritzte Brennstoffmenge des Injektors 205 in den ersten Zylinder Z1 ermittelt wird. Die ermittelte eingespritzte Brennstoffmenge kann mit einem Sollwert für die eingespritzte Kleinstmenge vergleichen werden. Entspricht der Sollwert im Wesentlichen der ermittelten eingespritzten Brennstoffmenge, so behält die Steuervorrichtung 225 die im Speicher 220 abgelegte Injektorkennlinie bei. Weicht die ermittelte eingespritzte Brennstoffmenge von dem Sollwert um einen vordefinierten Schwellenwert ab, so ermittelt die Steuervorrichtung 225 auf Grundlage der eingespritzte Brennstoffmenge und der Injektorkennlinie den ersten Korrekturwert K1. Dabei kann der erste Korrekturwert K1 einem Offset der Injektorkennlinie des Injektors des ersten Zylinders Z1 entsprechen.
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Auf Grundlage des ersten Korrekturwerts K1 und der Injektorkennlinie ermittelt die Steuervorrichtung 225 eine adaptierte Injektorkennlinie, beispielsweise durch Verschiebung der Injektorkennlinie in eine Achsrichtung um den ersten Korrekturwert K1. Die Steuervorrichtung 225 ersetzt die im Speicher 220 abgelegte Injektorkennlinie durch die ermittelte adaptierte Injektorkennlinie 205 des ersten Zylinders Z1.
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Die Steuervorrichtung 225 wiederholt den siebten bis zehnten Verfahrensschritt 330–345 für den zweiten Zylinder Z2 und die weiteren Zylinder Z3, Z4 zur Adaption der Injektorkennlinie des Injektors zweiten Zylinders Z2 und gegebenenfalls der weiteren Injektoren der weiteren Zylinder Z3, Z4.
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Alternativ ist auch denkbar, dass die Steuervorrichtung 225, anstatt der Wiederholung des dritten bis sechsten Verfahrensschritts 310–325 und der anschließenden Wiederholung des siebten bis zehnten Verfahrensschritts 330–345 den dritten bis zehnten Verfahrensschritt 310–345 seriell durchführt und den dritten bis zehnten Verfahrensschritt 310–345 im Anschluss daran für die weiteren Zylinder Z2, Z3, Z4 wiederholt.
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Ferner ist auch denkbar, dass das in 3 beschriebene Verfahren mit dem in 2 beschriebenen Verfahren kombiniert ist. So ist denkbar, dass der dritte bis zehnte Verfahrensschritt 310–345 im Anschluss an den zehnten Verfahrensschritt 340 des in 2 beschriebenen Verfahrens durchgeführt wird.
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Ferner ist von Vorteil, wenn die Zylindersegmentzeitdauer tS1, tS2, tS3 jeweils in Hochdruckphase des Zylinders Z1, Z2, Z3, Z4 erfasst wird.
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Nach dem zehnten Verfahrensschritt 345 fährt die Steuervorrichtung 225 mit einem elften Verfahrensschritt 350 und einem zwölften Verfahrensschritt 355 fort, wobei der elfte und zwölfte Verfahrensschritt 350, 355 im Wesentlichen dem in 2 beschriebenen elften und zwölften Verfahrensschritt 350, 355 entspricht.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Antriebssystem
- 105
- Brennkraftmaschine
- 110
- elektrische Maschine
- 115
- Steuergerät
- 120
- Kupplungseinrichtung
- 125
- Übersetzungseinrichtung
- 130
- Ansaugtrakt
- 135
- Motorblock
- 140
- Zylinderkopf
- 145
- Abgastrakt
- 150
- Drosselklappe
- 155
- Saugrohr
- 160
- Sammler
- 165
- Kolben
- 170
- Brennraum
- 175
- Pleuel
- 180
- Kurbelwelle
- 185
- Einlassventil
- 190
- Auslassventil
- 195
- erster Ventilantrieb
- 200
- zweiter Ventilantrieb
- 205
- Einspritzventil
- 210
- Zündkerze
- 215
- Schnittstelle
- 220
- Speicher
- 225
- Steuervorrichtung
- 230
- erste Verbindung
- 235
- zweite Verbindung
- 240
- Kurbelwellensensor
- 245
- dritte Verbindung
- 250
- Geberrad
- 255
- Zahn
- 256
- Lücke
- 260
- Sensorelement
- 265
- vierte Verbindung
- 275
- fünfte Verbindung
- 280
- sechste Verbindung
- 300
- erster Verfahrensschritt
- 305
- zweiter Verfahrensschritt
- 310
- dritter Verfahrensschritt
- 315
- vierter Verfahrensschritt
- 320
- fünfter Verfahrensschritt
- 325
- sechster Verfahrensschritt
- 330
- siebter Verfahrensschritt
- 335
- achter Verfahrensschritt
- 340
- neunter Verfahrensschritt
- 345
- zehnter Verfahrensschritt
- 350
- elfter Verfahrensschritt
- 355
- zwölfter Verfahrensschritt
- tS1
- erste Zylindersegmentzeitdauer
- tS2
- zweite Zylindersegmentzeitdauer
- tS3
- Zylindersegmentzeitdauer
- tS4
- Zylindersegmentzeitdauer
- tS1‘
- weitere erste Zylindersegmentzeitdauer
- Δt
- Zylindersegmentdauerdifferenz
- ΔtS1
- Zylindersegmentdauerdifferenz
- n
- vordefinierte Drehzahl
- K
- Korrekturwert
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004062409 B4 [0002]