DE102019003725A1 - Method for operating a motor vehicle, in particular a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle und wenigstens einen Abgasturbolader aufweist, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft versorgbar ist, bei welchem eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs bewirkte und einen Rennstart des Kraftfahrzeugs anfordernde Eingabe erfasst und in Abhängigkeit von dem Erfassen der Eingabe der Rennstart durchgeführt wird.The invention relates to a method for operating a motor vehicle which has an externally ignited internal combustion engine with a crankshaft and at least one exhaust gas turbocharger, by means of which the internal combustion engine can be supplied with compressed air, in which an input caused by the driver of the motor vehicle and requesting a racing start of the motor vehicle is recorded and the start of the race is carried out as a function of the detection of the input.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.The invention relates to a method for operating a motor vehicle, in particular a motor vehicle.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, sodass sich eine besonders starke Beschleunigung des Kraftfahrzeugs realisieren lässt.The object of the present invention is to create a method for operating a motor vehicle, so that a particularly strong acceleration of the motor vehicle can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs umfasst das Kraftfahrzeug eine beispielsweise als Ottomotor ausgebildete, fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine, welche eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle und eine Drosselklappe aufweist. Über die Kurbelwelle kann die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben und insbesondere zum Anfahren des beispielsweise zunächst stillstehenden Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das Kraftfahrzeug umfasst darüber hinaus wenigstens einen Abgasturbolader, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft versorgt werden kann.In the method according to the invention for operating a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, the motor vehicle comprises an externally ignited internal combustion engine, for example designed as a gasoline engine, which has an output shaft in the form of a crankshaft and a throttle valve. Via the crankshaft, the internal combustion engine can provide torques for driving and in particular for starting the motor vehicle, which is initially stationary, for example. The motor vehicle also includes at least one exhaust gas turbocharger, by means of which the internal combustion engine can be supplied with compressed air.
Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs bewirkte und einen Rennstart des Kraftfahrzeugs anfordernde Eingabe erfasst. Mit anderen Worten ist die Eingabe eine auch als Rennstart-Anforderung oder Race-Start-Anforderung bezeichnete Anforderung, da der Fahrer durch Bewirken der Eingabe den zuvor genannten Rennstart beziehungsweise dessen Durchführung anfordert. Mit anderen Worten bringt der Fahrer durch die Eingabe seinen Wunsch zum Ausdruck, dass das Kraftfahrzeug, welches beispielsweise zunächst stillsteht, den Rennstart durchführt und im Rahmen des Rennstarts besonders stark, das heißt mit einer besonders hohen Beschleunigung, vorwärts beschleunigt und somit angefahren wird. Durch den Rennstart beziehungsweise durch Durchführung des Rennstarts wird das Kraftfahrzeug derart betrieben, insbesondere geregelt, dass das Kraftfahrzeug mit einer besonders hohen Beschleunigung, insbesondere mit der höchstmöglichen Beschleunigung, vorwärts beschleunigt und dabei angefahren wird, insbesondere während der Fahrer ein im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnetes und auch als Gaspedal bezeichnetes Fahrpedal mit seinem Fuß vollständig durchdrückt und somit in einer Endstellung oder Endlage hält.In a first step of the method, an input made by the driver of the motor vehicle and requesting a race start of the motor vehicle is recorded. In other words, the input is a request also referred to as a race start request or a race start request, since the driver requests the aforementioned race start or its implementation by effecting the input. In other words, through the input, the driver expresses his wish that the motor vehicle, which is initially stationary, for example, starts the race and accelerates it forward particularly strongly, i.e. with a particularly high acceleration, and is thus started up during the start of the race. By starting the race or by executing the start of the race, the motor vehicle is operated, in particular regulated, in such a way that the motor vehicle is accelerated forwards with a particularly high acceleration, in particular with the highest possible acceleration, and is started, in particular while the driver is in the interior of the motor vehicle and also called accelerator pedal fully depressed with his foot and thus holds in an end position or end position.
Bei einem auch mit a) bezeichneten zweiten Schritt des Verfahrens wird in Abhängigkeit von dem Erfassen der Eingabe beziehungsweise infolge des Erfassens der Eingabe die Drosselklappe zur Erhöhung des Luftmassenstroms bzw. der Motorlast geöffnet. Bei einem auch mit b) bezeichneten dritten Schritt des Verfahrens wird in Abhängigkeit von dem Erfassen der Eingabe eine Zündung der Verbrennungskraftmaschine nach spät verstellt. Dies bedeutet, dass ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem jeweiligen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zu einem späteren Zeitpunkt beziehungsweise zu einer späteren Drehstellung der Kurbelwelle durch Fremdzündung gezündet wird als vor dem Verstellen der Zündung nach spät. Bei einem auch mit c) bezeichneten vierten Schritt des Verfahrens wird ein auch als Bypass, Bypass-Ventil, Wastegate oder Wastegate-Ventil bezeichnetes Umgehungsventil geschlossen, wodurch eine Umgehungsleitung, über welche eine Turbine des Abgasturboladers von Abgas der Verbrennungskraftmaschine zu umgehen ist, geschlossen wird. Bei einem auch mit d) bezeichneten fünften Schritt des Verfahrens wird eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs in einem Generatorbetrieb betrieben, in welchem die elektrische Maschine über die Kurbelwelle von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom zum Laden einer Batterie des Kraftfahrzeugs bereitstellt und dabei das maximale, auch als Lademoment bezeichnete, Drehmoment zum Laden der Batterie von der Kurbelwelle aufnimmt. Dabei werden der zweite Schritt (Schritt a)), der dritte Schritt (Schritt b)), der vierte Schritt (Schritt c)) und der fünfte Schritt (Schritt d)) während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs und insbesondere während das Kraftfahrzeug mittels einer beispielsweise als Betriebsbremse ausgebildeten Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs gebremst und dadurch im Stillstand gehalten wird, durchgeführt. Der erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Schritt können parallel oder sequentiell erfolgen.In a second step of the method, also designated with a), the throttle valve is opened to increase the air mass flow or the engine load as a function of the acquisition of the input or as a result of the acquisition of the input. In a third step of the method, also designated by b), an ignition of the internal combustion engine is retarded as a function of the detection of the input. This means that a respective fuel-air mixture in a respective combustion chamber of the internal combustion engine is ignited by external ignition at a later point in time or at a later rotational position of the crankshaft than before the ignition was delayed. In a fourth step of the method, also referred to as c), a bypass valve, also referred to as a bypass, bypass valve, wastegate or wastegate valve, is closed, whereby a bypass line via which exhaust gas from the internal combustion engine is to be bypassed from a turbine of the exhaust gas turbocharger is closed . In a fifth step of the method, also denoted by d), an electric machine of the motor vehicle is operated in a generator mode, in which the electric machine is driven by the internal combustion engine via the crankshaft, provides electrical energy or electrical current for charging a battery of the motor vehicle and thereby the maximum torque, also known as charging torque, for charging the battery from the crankshaft. The second step (step a)), the third step (step b)), the fourth step (step c)) and the fifth step (step d)) during a standstill of the motor vehicle and in particular while the motor vehicle is by means of, for example designed as a service brake braking device of the motor vehicle is braked and thereby held at a standstill. The first, second, third, fourth and fifth steps can take place in parallel or sequentially.
Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird ein Anfahrwunsch des Fahrers ermittelt. Der sechste Schritt wird vorzugsweise nach dem ersten Schritt durchgeführt. Der Anfahrwunsch des Fahrers wird beispielsweise derart ermittelt, dass ermittelt beziehungsweise erkannt wird, dass der Fahrer ein im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnetes und zum Betätigen der zuvor genannten Bremseinrichtung ausgebildetes Bremspedalt löst und/oder eine auf das Bremspedal ausgeübte Kraft reduziert. Der Anfahrwunsch ist ein Wunsch des Fahrers, den Rennstart durchzuführen und somit das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug durch den Rennstart mit einer besonders hohen Beschleunigung, das heißt besonders stark zu beschleunigen, insbesondere während der Fahrer das Fahrpedal vollständig durchdrückt.In a sixth step of the method, the driver's wish to start off is determined. The sixth step is preferably carried out after the first step. The driver's wish to start off is determined, for example, in such a way that it is determined or recognized that the driver is in the interior of the motor vehicle arranged and designed to actuate the aforementioned braking device releases the brake pedal and / or reduces a force exerted on the brake pedal. The start-up request is a wish of the driver to carry out the race start and thus to accelerate the initially stationary motor vehicle with a particularly high acceleration, that is to say particularly strongly, through the race start, in particular while the driver fully depresses the accelerator pedal.
Bei einem siebten Schritt des Verfahrens wird ein Einkupplungsvorgang gestartet, durch welchen eine zunächst geöffnete Kupplung, über welche die Kurbelwelle mit Rädern des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, geschlossen wird. Bei einem achten Schritt des Verfahrens erfolgt eine maximale Öffnung der Drosselklappe mit maximaler Einstellung des Luftmassenstroms bzw. Vorspannung des Abgasturboladers innerhalb der Grenzen einer vorhandenen Antriebsschlupfregelung. Bei einem neunten Schritt des Verfahrens wird die Zündung wieder wirkungsgradoptimal bzw. entsprechend des Motorklopfschutzes nach früh verstellt. Bei einem zehnten Schritt des Verfahrens wird die Generatorbremsleistung abgeworfen, wobei der siebte, achte, neunte und zehnte Schritt parallel oder sequentiell erfolgen können. Bei einem elften Schritt des Verfahrens erfolgt ein Freisetzen der Bremsleistung in Form von Vortriebsleistung. Bei einem zwölften Schritt des Verfahrens wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb betrieben, in welchem die elektrische Maschine die Kurbelwelle bei einem Antreiben der Räder und somit des Kraftfahrzeugs und dadurch bei einem Rennstart, das heißt bei der Durchführung des Rennstarts, unterstützt, bei welchem das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug angefahren und dabei stark beschleunigt wird.In a seventh step of the method, an engagement process is started, by means of which an initially opened clutch, via which the crankshaft can be coupled to the wheels of the motor vehicle, is closed. In an eighth step of the method, the throttle valve is opened to the maximum with the maximum setting of the air mass flow or preload of the exhaust gas turbocharger within the limits of an existing drive slip control. In a ninth step of the method, the ignition is again adjusted for optimum efficiency or advanced according to the engine knock protection. In a tenth step of the method, the generator braking power is shed, wherein the seventh, eighth, ninth and tenth steps can take place in parallel or sequentially. In an eleventh step of the method, the braking power is released in the form of propulsive power. In a twelfth step of the method, the electric machine is operated in an engine mode in which the electric machine supports the crankshaft in driving the wheels and thus the motor vehicle and thereby in a race start, i.e. in the execution of the race start, in which the initially stationary motor vehicle is started and is strongly accelerated.
Der siebte, achte, neunte, zehnte, elfte und zwölfte Schritt werden in Abhängigkeit von dem Ermitteln des Anfahrwunschs beziehungsweise infolge des Ermittelns des Anfahrwunschs durchgeführt.The seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth steps are carried out as a function of the determination of the start-up request or as a result of the determination of the start-up request.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere durch den fünften Schritt kann während des Stillstands des Kraftfahrzeugs und somit vor dem eigentlichen Anfahren des Kraftfahrzeugs eine besonders hohe Drehzahl und/oder ein besonders hoher Ladedruck des Abgasturboladers eingestellt werden, sodass das Kraftfahrzeug im Rahmen des Rennstarts besonders stark beziehungsweise schnell beschleunigt werden kann. Hierdurch lässt sich eine Extrembeschleunigung durchführen, durch welche das Kraftfahrzeug besonders stark, das heißt mit einer besonders hohen Beschleunigung, beschleunigt wird.With the method according to the invention and in particular with the fifth step, a particularly high speed and / or a particularly high boost pressure of the exhaust gas turbocharger can be set while the motor vehicle is at a standstill and thus before the motor vehicle actually starts, so that the motor vehicle is particularly strong or particularly high when the race starts can be accelerated quickly. In this way, extreme acceleration can be carried out, by means of which the motor vehicle is accelerated particularly strongly, that is to say with a particularly high acceleration.
Dadurch, dass die elektrische Maschine von der Kurbelwelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, wird der Verbrennungskraftmaschine ein Verlustmoment in Form des auch als Lademoment bezeichneten Drehmoments aufgeschaltet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass beispielsweise bei dem fünften Schritt und somit während des auch als Standphase bezeichneten Stillstands des Kraftfahrzeugs zusätzliche Verlustmomente auf die Kurbelwelle und somit auf die Verbrennungskraftmaschine aufgeschaltet werden. Beispielsweise wird bei dem fünften Schritt eine Klimaanlage beziehungsweise ein Klimakompressor einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben, um dadurch einen besonders hohen Ladedruck in einem Ansaugsystem aufzubauen. Der Ladedruck ist ein Druck, auf welchem die Luft mittels des Abgasturboladers verdichtet wird. Beim Beginn des Einkupplungsvorgangs wird das Verlustmoment beziehungsweise werden die Verlustmomente dann abgeworfen, sodass der zumindest nahezu gesamte Ladedruck und somit das zumindest nahezu gesamte, von der Verbrennungskraftmaschine über deren Kurbelwelle bereitgestellte Antriebsdrehmoment zum Antreiben und somit zum starken Beschleunigen des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit im Vergleich der herkömmlichen Verfahren einen deutlich schnelleren Ladedruck- und Antriebsdrehmomentenaufbau, wobei das Antriebsdrehmoment, welches von der Verbrennungskraftmaschine über die Kurbelwelle bereitgestellt wird, um dadurch das Kraftfahrzeug anzutreiben, auch als Motormoment bezeichnet wird.Because the electrical machine is driven by the crankshaft and thus by the internal combustion engine, the internal combustion engine receives a torque loss in the form of the torque also referred to as charging torque. It is preferably provided that, for example in the fifth step and thus during the standstill of the motor vehicle, also referred to as the stationary phase, additional torque losses are applied to the crankshaft and thus to the internal combustion engine. For example, in the fifth step, an air conditioning system or an air conditioning compressor of an air conditioning system of the motor vehicle is driven by the internal combustion engine in order to thereby build up a particularly high boost pressure in an intake system. The boost pressure is a pressure at which the air is compressed by means of the exhaust gas turbocharger. At the start of the coupling process, the torque loss or torques are then thrown off, so that at least almost all of the boost pressure and thus at least almost all of the drive torque provided by the internal combustion engine via its crankshaft is available to drive and thus accelerate the motor vehicle. The method according to the invention thus enables a significantly faster build-up of boost pressure and drive torque compared to conventional methods, with the drive torque that is provided by the internal combustion engine via the crankshaft in order to drive the motor vehicle, also referred to as engine torque.
Beispielsweise wird die auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine während des Stillstands insbesondere dann, wenn der Fahrer die Eingabe bewirkt hat und das Fahrpedal vollständig durchdrückt und vollständig durchgedrückt hält, auf eine vorgebbare Drehzahl von beispielsweise 4.000 Umdrehungen pro Minute hochgedreht und gehalten, insbesondere derart, dass die Verbrennungskraftmaschine auf die genannte Drehzahl geregelt wird. Beispielsweise wird die Drehzahl durch Zylinderausblendung und/oder Drosselklappeneingriff eingeregelt. Hierbei wird üblicherweise gleichzeitig versucht, die innere Last der Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen, indem durch Spätzündung der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine gezielt verschlechtert wird im Vergleich zu einer demgegenüber früheren Zündung. Unter der Spätzündung ist zu verstehen, dass die Zündung nach spät verstellt wird. Hieraus resultieren ein besonders hoher, die Turbine antreibender Abgasmassenstrom sowie eine besonders hohe Abgastemperatur, wodurch der Abgasturbolader quasi so vorgespannt wird, dass bei Beginn des Einkupplungsvorgangs, das heißt bei einem Kupplungseingriff zum Anfahren möglichst schnell das maximale Antriebsdrehmoment durch einen besonders schnellen Hochlauf des Abgasturboladers erreicht werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wird hierdurch eine Verbesserung dadurch erreicht, dass während des Stillstands eine möglichst hohe Last auf die Kurbelwelle aufgeprägt wird. Hierdurch wird ein Ladedruck aufgebaut, der deutlich höher ist als bei herkömmlichen Verfahren. Ebenso steigen auch über die Turbine der Abgasmassenstrom und gleichzeitig die Abgastemperatur.For example, the internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine or motor, is turned up to a predeterminable speed of, for example, 4,000 revolutions per minute and maintained during standstill, in particular when the driver has made the input and fully depresses the accelerator pedal and keeps it fully depressed, in particular in such a way that that the internal combustion engine is regulated to said speed. For example, the speed is regulated by cylinder suppression and / or throttle valve intervention. In this case, an attempt is usually made at the same time to increase the internal load of the internal combustion engine by deliberately worsening the efficiency of the internal combustion engine by means of retarded ignition in comparison to an earlier ignition. Retarded ignition means that the ignition is delayed. This results in a particularly high exhaust gas mass flow that drives the turbine and a particularly high exhaust gas temperature, which means that the exhaust gas turbocharger is pretensioned in such a way that the maximum drive torque is reached as quickly as possible at the start of the coupling process, i.e. when the clutch is engaged to start up, thanks to a particularly rapid run-up of the exhaust gas turbocharger will can. Compared to conventional methods, an improvement is achieved in that the highest possible load is applied to the crankshaft during standstill. This creates a boost pressure that is significantly higher than with conventional methods. The exhaust gas mass flow and, at the same time, the exhaust gas temperature also increase via the turbine.
Vorzugsweise wird als die elektrische Maschine ein Starter-Generator, insbesondere ein Riemen-Starter-Generator (RSG) oder ein integrierter Starter-Generator (ISG) verwendet. Der Riemen-Starter-Generator zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, welcher von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei verläuft beispielsweise die Maschinendrehachse parallel zu einer Motordrehachse, um welche die Kurbelwelle relativ zu einem Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbar ist. Somit sind die Motorendrehachse und die Maschinendrehachse voneinander beabstandet und verlaufen beispielsweise parallel zueinander. Im Gegensatz dazu ist beispielsweise der integrierte Starter-Generator beziehungsweise dessen Rotor koaxial zur Kurbelwelle und beispielsweise auf der Kurbelwelle angeordnet.A starter generator, in particular a belt starter generator (RSG) or an integrated starter generator (ISG), is preferably used as the electrical machine. The belt starter generator is characterized, for example, in that the electrical machine has a stator and a rotor which can be driven by the stator and can thus be rotated about a machine axis of rotation relative to the stator. For example, the machine axis of rotation runs parallel to an engine axis of rotation about which the crankshaft can be rotated relative to a crankcase of the internal combustion engine. The motor axis of rotation and the machine axis of rotation are thus spaced apart from one another and run parallel to one another, for example. In contrast to this, for example the integrated starter generator or its rotor is arranged coaxially to the crankshaft and, for example, on the crankshaft.
Während des Stillstands und dabei während des fünften Schritts wird das maximale, auch als maximales Lademoment bezeichnete Drehmoment zum Laden der Batterie abgerufen, wodurch die Batterie während des fünften Schritts mittels des Generators geladen wird. Sobald der auch als Einkuppelvorgang bezeichnete Einkupplungsvorgang beginnt, wird das Lademoment abgeworfen, sodass schlagartig ein besonders hohes Drehmoment zum Anfahren des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Dieses zum Anfahren des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehende Drehmoment ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich höher als bei herkömmlichen Verfahren.During the standstill and during the fifth step, the maximum torque, also referred to as the maximum charging torque, is called up for charging the battery, as a result of which the battery is charged by means of the generator during the fifth step. As soon as the coupling process, also referred to as the coupling process, begins, the charging torque is thrown off, so that suddenly a particularly high torque is available for starting the motor vehicle. This torque available for starting the motor vehicle is significantly higher in the method according to the invention than in conventional methods.
Idealerweise wird die elektrische Maschine beispielsweise während und/oder nach dem Einkupplungsvorgang beziehungsweise während und/oder nach dessen Beginn in dem auch als Boost-Betrieb bezeichneten Unterstützungsbetrieb und somit in ihrem Motorbetrieb betrieben, wodurch die Räder und somit das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden. In dem Motorbetrieb fungiert die elektrische Maschine als Elektromotor, mittels welchem die Räder und somit das Kraftfahrzeug zusätzlich zur Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Da zuvor die Batterie während des Stillstands geladen wird beziehungsweise wurde, steht für den einfach auch als Start bezeichneten Rennstart eine besonders hohe Menge an in der Batterie gespeicherter elektrischer Energie bereit, welche genutzt werden kann, um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben.Ideally, the electric machine is operated, for example, during and / or after the coupling process or during and / or after its start in the support mode, also known as boost mode, and thus in its motor mode, whereby the wheels and thus the motor vehicle are operated by means of the internal combustion engine and by means of the electric machine are driven. In the motor mode, the electric machine functions as an electric motor, by means of which the wheels and thus the motor vehicle are driven in addition to the internal combustion engine. Since the battery is or has been charged beforehand during the standstill, a particularly large amount of electrical energy stored in the battery is available for the start of the race, which can be used to operate the electrical machine in the engine mode.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur 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 emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.In the single figure, the drawing shows a flowchart to illustrate a method according to the invention.
Im Folgenden wird anhand der Fig. ein Verfahren zum Betreiben eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs veranschaulicht. Das Kraftfahrzeug weist dabei eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine auf, welche auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird und beispielsweise als ein Ottomotor ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Das jeweilige Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs wird auch als Motormoment oder Antriebsmoment oder Antriebsdrehmoment oder Motordrehmoment bezeichnet. Insbesondere können mittels des Antriebsmoments Räder des Kraftfahrzeugs und somit das Kraftfahrzeug selbst angetrieben werden, wodurch beispielsweise das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug im Rahmen eines Anfahrvorgangs angefahren und somit in Bewegung versetzt werden kann.A method for operating a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle, is illustrated below with reference to the figure. The motor vehicle has an externally ignited internal combustion engine, which is also referred to as an engine or internal combustion engine and is designed, for example, as an Otto engine. The internal combustion engine has an output shaft in the form of a crankshaft, via which the internal combustion engine can provide torques for driving the motor vehicle. The respective torque for driving the motor vehicle is also referred to as the engine torque or drive torque or drive torque or engine torque. In particular, wheels of the motor vehicle and thus the motor vehicle itself can be driven by means of the drive torque, whereby, for example, the motor vehicle, which is initially stationary, can be started up and thus set in motion as part of a start-up process.
Das Kraftfahrzeug weist darüber hinaus wenigstens einen Abgasturbolader auf, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft versorgbar ist. Hierzu weist der Abgasturbolader eine Turbine und einen von der Turbine antreibbaren Verdichter auf. Die Turbine ist in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, deren Abgastrakt von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. Der Verdichter ist in einem Ansaugsystem angeordnet, welches von Luft durchströmbar ist. Mittels des Verdichters kann die das Ansaugsystem durchströmende Luft verdichtet werden. Die Turbine ist von dem den Abgastrakt durchströmenden Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Da dabei der Verdichter von der Turbine angetrieben werden kann, kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden.The motor vehicle also has at least one exhaust gas turbocharger, by means of which the internal combustion engine can be supplied with compressed air. For this purpose, the exhaust gas turbocharger has a turbine and a compressor that can be driven by the turbine. The turbine is arranged in an exhaust tract of the internal combustion engine, the exhaust tract of which can be traversed by exhaust gas from the internal combustion engine. The compressor is arranged in an intake system through which air can flow. The air flowing through the intake system can be compressed by means of the compressor. The turbine can be driven by the exhaust gas from the internal combustion engine flowing through the exhaust system. Since the compressor can be driven by the turbine, the energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air.
Der Turbine ist eine Umgehungseinrichtung zugeordnet, welche eine Umgehungsleitung aufweist. Die Umgehungsleitung ist an einer Abzweigstelle und an einer Einleitstelle mit dem Abgastrakt verbunden, wobei die Abzweigstelle stromauf der Turbine angeordnet ist. Die Einleitstelle ist stromab der Turbine angeordnet. An der Abzweigstelle ist zunächst ein Teil des den Abgastrakt durchströmenden Abgases aus dem Abgastrakt abzweigbar und in die Umgehungsleitung einleitbar. Das an der Abzweigstelle aus dem Abgastrakt abgezweigte und in die Umgehungsleitung eingeleitete Abgas durchströmt die Umgehungsleitung und umgeht die Turbine, sodass die Turbine von dem die Umgehungsleitung durchströmenden Abgas nicht angetrieben wird. Somit ist die Turbine über die Umgehungsleitung von zumindest einem Teil des Abgastrakt durchströmenden Abgases umgehbar. An der Einleitstelle kann das die Umgehungsleitung durchströmende Abgas aus der Umgehungsleitung ausströmen und wieder in den Abgastrakt einströmen.The turbine is assigned a bypass device which has a bypass line. The bypass line is connected to the exhaust gas tract at a branch point and an inlet point, the branch point being arranged upstream of the turbine. The discharge point is arranged downstream of the turbine. At the branch point, part of the exhaust gas flowing through the exhaust tract can first be branched off from the exhaust tract and introduced into the bypass line. The exhaust gas branched off at the branch point from the exhaust tract and introduced into the bypass line flows through the bypass line and bypasses the turbine, so that the turbine is not driven by the exhaust gas flowing through the bypass line. Thus, the turbine can be bypassed via the bypass line of at least part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas. At the introduction point, the exhaust gas flowing through the bypass line can flow out of the bypass line and flow back into the exhaust gas tract.
Dabei umfasst die Umgehungseinrichtung auch ein Umgehungsventil, welches auch als Bypass, Bypass-Ventil, Wastegate oder Wastegate-Ventil bezeichnet wird. Mittels des Umgehungsventils ist eine die Umgehungsleitung durchströmende Menge des Abgases einstellbar. Das Umgehungsventil kann dabei zwischen wenigstens einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellt werden. In der Schließstellung verschließt das Umgehungsventil zumindest einen Teil eines von dem Abgas durchströmbaren Strömungsquerschnitts der Umgehungsleitung, wobei das Umgehungsventil den Teil in der Offenstellung freigibt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Umgehungsventil den Strömungsquerschnitt beziehungsweise die Umgehungsleitung in der Schließstellung vollständig fluidisch versperrt, sodass, gegebenenfalls bis auf technisch bedingte und nicht vermeidbare Leckagen, kein Abgas mehr durch die Umgehungsleitung hindurchströmen kann. Wird das Umgehungsventil aus der Offenstellung in die Schließstellung verstellt, so wird das Umgehungsventil geschlossen. Mit anderen Worten wird ein Verstellen des Umgehungsventils aus der Offenstellung in die Schließstellung auch als Schließen des Umgehungsventils bezeichnet. Außerdem umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine Drosselklappe, mittels welcher eine wenigstens einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Menge der Luft einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird.The bypass device also includes a bypass valve, which is also referred to as a bypass, bypass valve, wastegate or wastegate valve. The bypass valve can be used to set an amount of exhaust gas flowing through the bypass line. The bypass valve can be adjusted between at least one closed position and at least one open position. In the closed position, the bypass valve closes at least part of a flow cross-section of the bypass line through which the exhaust gas can flow, the bypass valve releasing the part in the open position. In particular, it can be provided that the bypass valve completely fluidically blocks the flow cross-section or the bypass line in the closed position, so that no more exhaust gas can flow through the bypass line, possibly with the exception of technically-related and unavoidable leakages. If the bypass valve is moved from the open position into the closed position, the bypass valve is closed. In other words, adjusting the bypass valve from the open position into the closed position is also referred to as closing the bypass valve. In addition, the internal combustion engine comprises at least one throttle valve, by means of which an amount of air to be supplied to at least one combustion chamber of the internal combustion engine can be or is adjusted.
Bei einem ersten Schritt
Bei einem zweiten Schritt
Bei einem sechsten Schritt
Bei einem siebten Schritt
Durch das Verfahren können eine besonders hohe Abgastemperatur und somit eine besonders hohe Drehzahl und ein besonders hoher Ladedruck des Abgasturboladers gewährleistet werden, sodass die Verbrennungskraftmaschine über die Kurbelwelle bei dem Rennstart ein besonders hohes Antriebsmoment bereitstellen kann. In der Folge kann das Kraftfahrzeug durch den Rennstart stark beziehungsweise schnell beschleunigt werden.The method can ensure a particularly high exhaust gas temperature and thus a particularly high speed and a particularly high boost pressure of the exhaust gas turbocharger so that the internal combustion engine can provide a particularly high drive torque via the crankshaft at the start of the race. As a result, the motor vehicle can be accelerated strongly or quickly by the start of the race.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- RegelkreisControl loop
- S1S1
- erster Schrittfirst step
- S2S2
- zweiter Schrittsecond step
- S3S3
- dritter SchrittThird step
- S4S4
- vierter Schrittfourth step
- S5S5
- fünfter Schrittfifth step
- S6S6
- siebter Schrittseventh step
- S7S7
- sechster Schrittsixth step
- S8S8
- achter Schritteighth step
- S9S9
- neunter Schrittninth step
- S10S10
- zehnter Schritttenth step
- S11-1S11-1
- elfter Schritteleventh step
- S11-2S11-2
- zwölfter Schritttwelfth step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010024589 A1 [0002]DE 102010024589 A1 [0002]
- DE 102005026066 A1 [0002]DE 102005026066 A1 [0002]
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Legal Events
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