DE102016225198B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2) erhöht wird, falls eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb eines Bordnetzes (4) des Kraftfahrzeugs (1) erkannt wird, wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine (2) ein Generator (3) zur elektrischen Versorgung des Bordnetzes (4) angetrieben wird und wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem Getriebe (5) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) getrennt wird und/oder mittels zumindest einer Bremse (9) des Kraftfahrzeugs (1) eine vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird, falls die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine erhöht wird, falls eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs erkannt wird, wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine ein Generator zur elektrischen Versorgung des Bordnetzes angetrieben wird und wobei die Verbrennungskraftmaschine mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
- Das Interesse richtet sich vorliegend auf Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge. Mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine kann das Kraftfahrzeug angetrieben werden. Zudem kann mit der Verbrennungskraftmaschine ein Generator angetrieben werden, welcher elektrische Energie für ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs bereitstellt. In konventionellen Kraftfahrzeugen wird der Bordnetzbedarf im Mittel durch den Generator gedeckt. In Phasen hoher elektrischer Last ist jedoch die Leistungsfähigkeit entsprechend dem Generatorkennfeld beschränkt, sodass es zur Unterdeckung kommen kann.
- In Kraftfahrzeugen mit hybridem Antriebsstrang sind üblicherweise leistungsfähigere elektrische Maschinen verbaut, die sowohl ein Antriebsmoment an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors bereitstellen können, als auch ein Generatormoment von der Kurbelwelle abnehmen können. Da der elektrische Leistungsbedarf gegenüber konventionellen Fahrzeugen gestiegen ist und diverse Systemeinschränkungen vorliegen können, ist eine Betriebsvariante, die elektrischen Verbraucher mithilfe des Generators mit elektrischer Energie zu versorgen. Solche Systemeinschränkungen können beispielsweise eine Erwärmung der Komponenten, das Kennfeld der elektrischen Maschine, eine entladene 12 V-Batterie und/oder eine getrennte Hochvoltbatterie sein. Damit ist es nicht erforderlich, die Batterien des Kraftfahrzeugs und insbesondere die Hochvolt-Batterie oder die Mittelvolt-Batterie zu belasten. Dies kann aber in Leerlaufsituationen der Verbrennungskraftmaschine zu höheren Drehmomenten oder Momentengradienten an der Kurbelwelle führen.
- Im Betrieb des Kraftfahrzeugs können Notbetriebssituationen auftreten, bei welchem keine elektrische Energie von der Mittelvolt-Batterie und/oder der Hochvolt-Batterie bereitgestellt werden kann. Dies kann sich beispielsweise in Gegenden mit hohen Umgebungstemperaturen. Um in Notbetriebssituationen mit getrennter Mittelvolt-Batterie oder Hochvolt-Batterie einen Kundenbetrieb anbieten zu können, ist es wegen der begrenzten Kapazität der 12 V-Batterie notwendig, die 12 V-Leistungsaufnahme sehr zeitnah zu kompensieren. Dies geschieht beispielsweise in einem Mildhybriden mit einer Spannungsregelung. Die Anhebung der Leerlaufdrehzahl kann im Stand des Kraftfahrzeugs nur durchgeführt werden, wenn das Kraftfahrzeug sicher gehalten ist. Hierzu ist es erforderlich, dass ein ausreichender Bremsdruck bei kraftschlüssigem Getriebe bereitgestellt wird, sich das Getriebe in der Parkstellung bzw. der Neutralstellung befindet und/oder ein Haltesystem aktiviert ist. Bei Verbrennungskraftmaschinen, die als Ottomotoren ausgebildet sind, sind die tolerable absolute Drehmomentengrenze sowie der mögliche Drehmomentengradient systembedingt niedriger als bei aufgeladenen Dieselmotoren.
- Falls die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine insbesondere in solchen Notbetriebssituationen nicht erhöht wird, erreicht das damit verbundene Leerlaufverhalten der Verbrennungskraftmaschine nicht die vom Fahrer erwartete Qualität. Zudem kann ein „Abwürgen“ der Verbrennungskraftmaschine nicht sicher vermieden werden. Darüber hinaus wird das Getriebe im kraftschlüssigen Zustand belastet. Die notwendige Drehzahlanhebung im Stand bei Kraftschluss würde das Getriebe über das übliche Maß hinaus thermisch und mechanisch belasten.
- Hierzu beschreibt die
DE 10 2007 004 171 A1 ein Verfahren zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine einen elektrischen Generator antreibt. - Dabei ist es vorgesehen, dass die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit einer Auslastung des elektrischen Generators eingestellt wird. Sobald die Bordnetzspannung unter einen Wert sinkt, wird die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine erhöht. Dadurch wird die maximal abgebbare Leistung des elektrischen Generators erhöht und eine Versorgung des Bordnetzes sichergestellt sowie ein Entladen der Starterbatterie vermieden.
- Ferner offenbart die
EP 2 094 533 B1 ein Verfahren zur Reduzierung eines Energieverbrauchs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Dabei wird der Verbrennungsmotor in einem ersten Betriebszustand mit einer ersten Drehzahl und in einem zweiten Betriebszustand mit einer zweiten gegenüber der ersten Drehzahl höheren Drehzahl betrieben. Darüber hinaus wird eine unmittelbar bevorstehende besondere Fahrsituation aufgrund des bisherigen Verhaltens des Fahrers beim Steuern des Fahrzeugs und/oder des Fahrzeugs im Voraus erkannt und veranlasst, dass der Verbrennungsmotor vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand gebracht wird. Somit kann durch die herbeigeführte Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors die Bordnetzspannung stabilisiert werden. Dabei kann die Erhöhung der Drehzahl insbesondere im Leerlaufbereich des Verbrennungsmotors sinnvoll sein. - Zudem offenbart die
DE 10 2014 105 284 A1 ein Verfahren zum Kompensieren eines Getriebeschleppmoments während eines Motorleerlaufs. Hierbei ist es vorgesehen, dass ein Signal zur Erhöhung der Motordrehmomentausgabe an den Motor bereitgestellt wird, um bei einem Kupplungsstellungswechsel eine Motorleerlaufdrehzahl im Wesentlichen aufrechtzuerhalten. - Des Weiteren beschreibt die
DE 10 2013 204 901 A1 ein Motorsteuermodul, welches in einem Drehzahlmodus arbeiten kann, in dem das Motorsteuermodul eine Istdrehzahl eines Motors bei einer Solldrehzahl hält. Das Motorsteuermodul kann eine bekannte Last kompensieren, um ein Abwürgen zu verhindern, indem eine Leerlaufdrehzahl erhöht wird und/oder indem eine Drehmomentreserve erzeugt wird, bevor die Last ausgeübt wird. - Die
DE 103 36 758 A1 beschreibt ein System zur Regelung von Hybridantriebssträngen. Insbesondere beschreibt diese Druckschrift ein Leerlaufdrehzahl-Regelungssystem für ein Hybridfahrzeug. Dieses System weist einen über eine Kupplung selektiv mit einem Getriebe verbundenen Verbrennungsmotor auf. Über die Kupplung kann selektiv mit dem Getriebe ein Elektromotor verbunden sein, der auch als Generator betrieben werden kann. Das Regelungssystem weist zudem ein Zubehörteil auf, welches Leistung vom Verbrennungsmotor und/oder vom Elektromotor aufnimmt. Ein Regler für den Leerlaufmodus des Hybridfahrzeuges empfängt Signale vom Kraftfahrzeug und berechnet darauf basierend ein benötigtes Drehmoment. In einem Verbrennungsmotor-Regelungsmodus oder einem Elektromotor-Regelungsmodus wird jeweils eine Leerlaufdrehzahl für den Antriebsstrang geregelt. - Die
DE 10 2015 212 891 A1 beschreibt eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die einen Zustandsbestimmungsabschnitt aufweist, der bestimmt ob, eine Ausführungserlaubnisbedingung zum Erlauben einer Leerlauffahrt des Fahrzeuges erfüllt ist oder nicht. Ein erster Steuerabschnitt ist vorgesehen, der das Fahrzeug dazu veranlasst, in einen ersten Trägheitsfahrzustand umzustellen, indem die Maschine gestoppt wird und die Kupplungsvorrichtung ausgekuppelt wird, sofern die Ausführungserlaubnisbedingung erfüllt ist. Die Fahrzeugsteuervorrichtung weist zudem einen Abschnitt zur Bestimmung einer Hilfssystemantriebsanforderung auf, der bestimmt, ob eine Hilfssystemantriebsanforderung zum Antreiben des Hilfssystemsystems aufgetreten ist oder nicht. Ein zweiter Steuerabschnitt veranlasst das Fahrzeug dazu, in einem zweiten Trägheitsfahrtzustand umzustellen, indem die Maschine gestartet wird, wobei die Kupplungsvorrichtung ausgekuppelt gehalten wird, sofern bestimmt wird, dass die Hilfssystemantriebsanforderung aufgetreten ist. - Die
DE 10 2006 044 889 A1 beschreibt eine Anti-Rückrollsteuerung für Fahrzeuge mit hybridem und konventionellem Antrieb. Das Anti-Rückrollfahrzeugsteuerungssystem vermindert ein Zurückrollen eines Fahrzeuges durch Wiederanlassen eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Neigung, eines Bremssignals und einer berechneten Bremslöserate. Bei einem Hybridfahrzeug lässt das Steuerungssystem den Verbrennungsmotor und den Elektromotor des Fahrzeugs wieder an. Bei einem Fahrzeug mit konventionellem Antrieb, welches ein Getriebe mit einer Neutral-Leerlaufbetriebsart verwendet, weist das Steuerungssystem das Getriebe zum Verlassen der Neutral-Leerlaufbetriebsart an. Die Neigung kann auf der Grundlage einer Fahrzeugbeschleunigungsrate, einer Fahrzeugantriebskraft und von Widerstandsfaktoren abgeschätzt werden. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs auf sichere und zuverlässige Weise erhöht werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Vorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine erhöht, falls eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs erkannt wird. Dabei wird mittels der Verbrennungskraftmaschine ein Generator zur elektrischen Versorgung des Bordnetzes angetrieben. Darüber hinaus ist die Verbrennungskraftmaschine mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs verbunden. Dabei ist es vorgesehen, dass die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe getrennt wird und mittels zumindest einer Bremse des Kraftfahrzeugs eine vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird, falls die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird.
- Mithilfe des Verfahrens soll die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine eingestellt bzw. erhöht werden. Bei der Verbrennungskraftmaschine kann es sich beispielsweise um einen Ottomotor oder um einen Dieselmotor handeln. Dabei wird die Leerlaufdrehzahl erhöht, falls die vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs erkannt wird. Bei dem Bordnetz kann es sich insbesondere um ein Niedervolt-Bordnetz bzw. ein 12 V-Bordnetz handeln. Dieses Bordnetz ist elektrisch direkt oder indirekt mittels Spannungswandler mit dem Generator verbunden, der wiederum mithilfe der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Sobald der Generator mithilfe der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, erzeugt dieser elektrische Energie, welche dann in das Bordnetz eingespeist wird. Die vorbestimmte Leistungsanforderung kann dadurch begründet sein, dass die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs, die von dem Bordnetz mit elektrischer Energie versorgt werden, aktuell elektrische Energie benötigen. Bei der Leistungsanforderung kann ferner berücksichtigt werden, dass diese elektrische Energie nicht von dem Bordnetz oder eines Energiespeichers des Bordnetzes bereitgestellt werden soll. Sobald diese vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird, wird auch die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine erhöht. Damit wird auch die elektrische Energie, die von dem Generator in das Bordnetz eingespeist wird, erhöht und das System robust gegenüber veränderlichen elektrischen Leistungsentnahmen.
- Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es nun vorgesehen, dass die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe getrennt wird und mittels zumindest einer Bremse des Kraftfahrzeugs eine vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird, falls die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass sich das Getriebe in einer Fahrstufe für eine Vorwärtsfahrt oder für eine Rückwärtsfahrt befindet. Falls in diesem Zustand, in welchem das Getriebe kraftschlüssig mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, die vorbestimmte Leistungsanforderung auftritt, wird entweder die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine getrennt oder mittels zumindest einer Bremse des Kraftfahrzeugs wird die vorbestimmte Bremskraft zum Bremsen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl die Verbindung zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine getrennt wird als auch die Bremskraft bereitgestellt wird. Zum Trennen des Getriebes von der Verbrennungskraftmaschine kann eine Kupplung des Kraftfahrzeugs bzw. des Getriebes angesteuert werden. Bei der Bremse, die zum Bremsen des Kraftfahrzeugs angesteuert wird, kann es sich um eine Reibbremse und eine Feststellbremse handeln. Dadurch, dass die Verbrennungskraftmaschine von dem Getriebe entkoppelt wird, fällt an der Verbrennungskraftmaschine das Schleppmoment des Getriebes weg. Damit ist eine Reserve für elektrische Lasten frei. Dies bedeutet, dass von der Verbrennungskraftmaschine der Generator entsprechend angetrieben werden kann. Zudem kann ein „Abwürgen“ der Verbrennungskraftmaschine auf zuverlässige Weise verhindert werden. Dies ermöglicht insgesamt eine sichere und zuverlässige Anpassung der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine.
- Bevorzugt wird die vorbestimmte Leistungsanforderung in Abhängigkeit von einem von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellenden Drehmoment und/oder eines Gradienten des bereitzustellenden Drehmoments bestimmt. In Abhängigkeit von der Leistungsanforderung, die innerhalb des Bordnetzes benötigt wird, kann bestimmt werden, welches Drehmoment zur Kompensation der Leistungsanforderung von der Verbrennungskraftmaschine aufzubringen ist. Insbesondere kann der Drehmomentgradient, der von der Verbrennungskraftmaschine aufzubringen ist, bestimmt werden. Der Drehmomentgradient beschreibt innerhalb welcher Zeit das Drehmoment aufzubringen ist. Auf Grundlage der Ausgestaltung der Verbrennungskraftmaschine ist bekannt, ab welchem Drehmoment bzw. ab welchem Drehmomentgradienten es erforderlich ist, die Leerlaufdrehzahl zu erhöhen. Bei dem Bestimmen der Leistungsanforderung kann zudem ein Kennfeld des Generators berücksichtigt werden. Dies ermöglicht eine präzise Bestimmung der Leistungsanforderung, bei deren Vorliegen die Leerlaufdrehzahl wird.
- In einer Ausführungsform wird zudem überprüft, ob eine Notbetriebssituation vorliegt, in welcher eine Übertragung von elektrischer Energie von einem Hochvolt-Speicher und/oder einem Mittelvolt-Speicher des Kraftfahrzeugs an ein Hochvolt-Bordnetz und/oder ein Mittelvoltbordnetz des Kraftfahrzeugs aktuell unterbleibt. Eine solche Notbetriebssituation kann vorliegen, wenn der Hochvolt-Speicher und/oder der Mittelvolt-Speicher nicht zur Verfügung stehen und zugleich der Generator Bestandteil des Hochvolt-Bordnetzes oder des Mittelvolt-Bordnetzes ist. In diesem Fall ist es erforderlich, die elektrische Leistung aus dem Hochvolt-Bordnetz und/oder dem Mittelvolt-Bordnetz mithilfe von Spannungswandler tiefzusetzten. Somit können dann die Verbraucher in dem Bordnetz bzw. dem 12 V-Bordnetz ausreichend versorgt werden und das Bordnetz stabil betrieben werden. Gleiches gilt für die elektrischen Spannungen in dem Hochvolt-Bordnetz und/oder dem Mittelvolt-Bordnetz. Auch hier ist es notwendig, den Verbrauchern eine stabile Versorgungsspannung bereitzustellen. Falls eine solche Notbetriebssituation vorliegt, und die vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes erkannt wird, wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe getrennt und die Bremskraft wird mit der zumindest einen Bremse bereitgestellt. Eine solche Notbetriebssituation kann beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen oder nach einer verhältnismäßig langen Betriebszeit des Kraftfahrzeugs vorliegen. In diesem Fall ist es beispielsweise nicht möglich, dass elektrische Energie aus dem Hochvolt-Bordnetz und/oder dem Mittelvolt-Bordnetz in das Bordnetz übertragen wird. In dieser Notbetriebssituation ist es erforderlich, die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen.
- Gemäß einer Ausführungsform werden das Trennen der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe und das Bereitstellen der vorbestimmten Bremskraft parallel durchgeführt. Zum Trennen der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe kann beispielsweise eine Kupplung angesteuert werden. Ferner kann ein Haltemanagementsystem des Kraftfahrzeugs angesteuert werden, mittels welchem wiederum die Bremsen zum Bereitstellen der vorbestimmten Bremskraft angesteuert werden können. Hierbei können die Ansteuerung des Getriebes und das Haltemanagementsystem zeitgleich bzw. parallel erfolgen. Wenn beispielsweise die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe nicht getrennt werden kann, kann das Kraftfahrzeug entsprechend gebremst werden bzw. gehalten werden. Somit kann verhindert werden, dass sich das Kraftfahrzeug infolge der Erhöhung der Leerlaufdrehzahl bewegt.
- Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wird zunächst die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe getrennt und anschließend wird die vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt. Durch diese sequenzielle Ansteuerung kann eine mechanische Belastung des Getriebes verhindert werden.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Leerlaufdrehzahl erhöht wird, falls die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe getrennt ist und die vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt ist. Es kann also zunächst überprüft werden, ob die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine getrennt ist und ob das Kraftfahrzeug entsprechend gebremst bzw. gehalten wird. Falls dies erfüllt es, kann man die Leerlaufdrehzahl erhöht werden. Somit kann die Erhöhung der Leerlaufdrehzahl auf sichere Weise durchgeführt werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird das Verfahren durchgeführt, falls sich das Getriebe in einer Fahrstufe für eine Vorwärtsfahrt oder für eine Rückwärtsfahrt befindet. Bei dem Getriebe handelt es sich bevorzugt um ein Automatikgetriebe und insbesondere um ein Wandler-Automatikgetriebe. Das Getriebe weist also bevorzugt eine Wandlerkupplung auf. Falls sich das Getriebe in einer Fahrstufe befindet, liegt der Kraftschluss zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine vor. Hierbei ist es erforderlich, dass die kraftschlüssige Verbindung getrennt wird und das Kraftfahrzeug entsprechend gebremst wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Verfahren durchgeführt wird, falls das sich das Kraftfahrzeug im Stillstand befindet.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine ein Generator zur elektrischen Versorgung eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs antreibbar ist und wobei die Verbrennungskraftmaschine mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Vorrichtung umfasst eine Erfassungseinrichtung zum Erkennen einer vorbestimmten Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung zum Erhöhen der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine, falls die Erfassungseinrichtung die vorbestimmte Leistungsanforderung erkennt. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, ein Steuersignal zum Trennen der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe und zum Bereitstellen einer vorbestimmten Bremskraft mittels zumindest einer Bremse des Kraftfahrzeugs auszugeben, falls die Erfassungseinrichtung die vorbestimmte Leistungsanforderung erkennt. Die Vorrichtung ist dazu ausgelegt, das erfindungsgemäße Verfahren der vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen.
- Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Darüber aus umfasst das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine, einen Generator, ein Bordnetz sowie ein Getriebe. Dabei ist das Getriebe bevorzugt als Wandler-Automatikgetriebe ausgebildet. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug als HybridFahrzeug ausgebildet ist.
- Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
- Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches eine Vorrichtung zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine aufweist; und -
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine. - Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
- In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftahrzeug1 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 2, welche zum Antreiben des Kraftfahrzeugs1 dient. Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug1 einen Generator3 , welcher mit der Verbrennungskraftmaschine2 angetrieben werden kann. Mit dem Generator 3 kann elektrische Energie zur Versorgung eines Bordnetzes4 des Kraftfahrzeugs 1 bereitgestellt werden. Bei dem Bordnetz4 kann es sich insbesondere um ein Bordnetz mit mehreren Spannungslagen oder ein reines12 V-Bordnetz handeln. Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug1 ein Getriebe 5, welches mit der Verbrennungskraftmaschine2 über eine hier nicht dargestellte Kupplung kraftschlüssig verbunden werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 2, der Generator3 , das Bordnetz4 sowie das Getriebe 5 sind vorliegend nur schematisch angedeutet. - Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug
1 eine Vorrichtung6 , mittels welcher eine Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine2 eingestellt werden kann. Die Vorrichtung6 umfasst eine Erfassungseinrichtung7 , mittels welcher eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes 4 erfasst werden kann. Die vorbestimmte Leistungsanforderung kann einen Zustand beschreiben, in welchem innerhalb des Bordnetzes4 elektrische Energie zur Versorgung der elektrischen Verbraucher nötigt wird. Um diese Leistungsanforderung zu erfüllen, kann die Verbrennungskraftmaschine 2 den Generator3 antreiben, sodass mit diesem elektrische Energie bzw. elektrische Leistung in das Bordnetz4 eingespeist wird. Dabei beschreibt die vorbestimmte Leistungsanforderung einen Zustand, in welchem es erforderlich ist, die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine2 zu erhöhen, da ansonsten beispielsweise ein „Abwürgen“ der Verbrennungskraftmaschine 2 droht. - Falls mittels der Erfassungseinrichtung
7 die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird, wird eine Steuereinrichtung8 der Vorrichtung6 angesteuert. Mithilfe der Steuereinrichtung8 kann das Getriebe5 angesteuert werden, sodass die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Getriebe5 und der Verbrennungskraftmaschine2 getrennt wird. Darüber hinaus wird mittels der Steuereinrichtung8 zumindest eine Bremse9 des Kraftfahrzeugs1 angesteuert, so dass mit dieser ein vorbestimmter Bremsdruck bzw. eine vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird. Somit kann das Kraftfahrzeug1 entsprechend gebremst bzw. gehalten werden. Schließlich kann mittels der Steuereinrichtung 8 die Verbrennungskraftmaschine2 angesteuert werden, sodass die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine2 erhöht wird. -
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine2 . Dabei wird in einem Schritt S1 die vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes 4 erfasst. Damit ergibt sich die Notwendigkeit einer Drehzahlanhebung der Verbrennungskraftmaschine2 . - In einem Schritt S2 wird dann überprüft, ob die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 2 erhöht werden kann. Dabei kann zunächst überprüft werden, ob sich das Getriebe
5 in einer Fahrstufe für eine Vorwärtsfahrt oder für eine Rückwärtsfahrt befindet. In diesem Fall ist das Getriebe5 kraftschlüssig mit der Verbrennungskraftmaschine2 verbunden. Zudem kann überprüft werden, ob sich das Kraftfahrzeug1 im Stillstand befindet. Ferner kann sichergestellt werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs1 aktuell das Fahrpedal nicht betätigt und somit keine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs1 wünscht. Darüber hinaus kann überprüft werden, ob eine Notbetriebssituation vorliegt, in welcher das Bordnetz4 nicht über zusätzliche Energiequellen elektrische Energie versorgt werden kann. Solche zusätzlichen Energiequellen können beispielsweise ein Hochvolt-Bordnetz oder ein Mittelvolt-Bordnetz sein. Falls diese Kriterien erfüllt sind, kann das Verfahren in einem Schritt S3 fortgeführt werden. - In dem Schritt S3 wird das Getriebe
5 angesteuert, sodass die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Getriebe5 und der Verbrennungskraftmaschine 2 getrennt wird. Im Anschluss daran kann in einem Schritt S4 eine Ablaufsteuerung gestartet werden. Darüber hinaus wird in einem Schritt S5 ein Haltemanagementsystem des Kraftfahrzeugs1 angesteuert, sodass mit den Bremsen 9 der vorbestimmte Bremsdruck bereitgestellt wird. Nachdem überprüft wurde, ob der Kraftschluss zwischen dem Getriebe5 und der Verbrennungskraftmaschine 2 geöffnet wurde und mittels der Bremsen9 der vorbestimmte Bremsdruck bereitgestellt wird, kann dann in einem Schritt S6 die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine2 erhöht werden. - Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung wie die Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine
2 auf sichere und zuverlässige Weise erhöht werden kann, falls eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes4 vorliegt. Dies eignet sich insbesondere dann, wenn sich das Getriebe5 des Kraftfahrzeugs1 in einer Fahrstufe befindet und/oder falls eine Notbetriebssituation vorliegt. Zudem kann das Verfahren bei Bordnetzen4 eingesetzt werden, welche mehrere Spannungslagen aufweisen. Beispielsweise kann das Bordnetz neben dem 12 V-Bordnetz ein Mittelvoltnetz und/oder ein Hochvoltbordnetz aufweisen. Insbesondere bei 48 V-Konfigurationen eignet sich die Verwendung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung 6, da hier die Generatoren3 nicht im gesamten Drehzahlspektrum ausreichend leistungsfähig sind, um alle Verbraucher zu decken und zugleich die elektrischen Verbraucher im Vergleich zu reinen 12 V-Bordnetzen zugenommen haben.
Claims (10)
- Verfahren zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2) erhöht wird, falls eine vorbestimmte Leistungsanforderung innerhalb eines Bordnetzes (4) des Kraftfahrzeugs (1) erkannt wird (S1), wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine (2) ein Generator (3) zur elektrischen Versorgung des Bordnetzes (4) angetrieben wird und wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem Getriebe (5) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) getrennt wird (S3) und mittels zumindest einer Bremse (9) des Kraftfahrzeugs (1) eine vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird (S5), falls die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Leistungsanforderung in Abhängigkeit von einem von der Verbrennungskraftmaschine (2) bereitzustellenden Drehmoment und/oder eines Gradienten des bereitzustellenden Drehmoments bestimmt wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich überprüft wird, ob eine Notbetriebssituation vorliegt, in welcher eine Übertragung von elektrischer Energie von einem Hochvolt-Speicher und/oder eine Mittelvolt-Speicher des Kraftfahrzeugs (1) an ein Hochvolt-Bordnetz und/oder ein Mittelvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs (1) aktuell unterbleibt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennen der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) und das Bereitstellen der vorbestimmten Bremskraft parallel durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) getrennt wird und anschließend die vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufdrehzahl erhöht wird, falls die Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) getrennt ist und die vorbestimmte Bremskraft bereitgestellt ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, falls sich das Getriebe (5) in einer Fahrstufe für eine Vorwärtsfahrt oder eine Rückwärtsfahrt befindet.
- Vorrichtung (6) zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl einer Verbrennungskraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine (2) ein Generator (5) zur elektrischen Versorgung eines Bordnetzes (4) des Kraftfahrzeugs (1) antreibbar ist und wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem Getriebe (5) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden ist, mit einer Erfassungseinrichtung (7) zum Erkennen einer vorbestimmten Leistungsanforderung innerhalb des Bordnetzes (4) und mit einer Steuereinrichtung (8) zum Erhöhen der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2), falls die Erfassungseinrichtung (7) die vorbestimmte Leistungsanforderung erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) dazu ausgelegt ist, ein Steuersignal zum Trennen der Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (5) und zum Bereitstellen einer vorbestimmten Bremskraft mittels zumindest einer Bremse (9) des Kraftfahrzeugs (1) auszugeben, falls die vorbestimmte Leistungsanforderung erkannt wird.
- Kraftfahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (6) nach
Anspruch 8 , mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mit einem Generator (3), mit einem Bordnetz (4) und mit einem Getriebe (5). - Kraftfahrzeug (1) nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) als Automatikgetriebe ausgebildet ist.
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