DE102020116456A1 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebseinheit (2) eine Verbrennungskraftmaschine (3) mit einer Quantitätsreglung und ein automatisches Getriebe (4) umfasst, welche mit Hilfe einer Kupplung (5) der Antriebseinheit (2) wirkverbindbar ausgebildet sind, wobei die Kupplung (5) zwischen der Verbrennungskraftmaschine (3) und dem Getriebe (4) angeordnet ist.Erfindungsgemäß wird für einen Gangwechsel von einem aktuellen Gang in einen höheren Gang ausgehend von einem aktuellen Drehmoment (Mva) der Verbrennungskraftmaschine (3) ein angefordertes Soll-Drehmoment (MGsoll) des Getriebes (4) mit Hilfe eines Zündwinkel-Wirkungsgrads (ηZ) eines spätesten Zündwinkels φZspät) einer aktuellen Füllung (Fa) der Verbrennungskraftmaschine (3) herbeigeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Antriebseinheiten von Kraftfahrzeugen sind bekannt und umfassen zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und ein Getriebe, wobei das Getriebe zur Übersetzung eines von der Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Drehmoments an eine Antriebswelle des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Üblicherweise ist zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe eine Kupplung zur Herbeiführung oder Trennung einer Wirkverbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe angeordnet. Das Getriebe ist zur Realisierung unterschiedlicher Übersetzungen ausgebildet, wobei im Folgenden das Getriebe in Form eines so genannten Automatikgetriebes ausgeführt ist.
  • Bei Schaltvorgängen der Antriebseinheit von einem in einen nächsten Gang, insbesondere in einen höheren Gang, besteht aufgrund einer möglicherweise zu großen Differenz zwischen einem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine und einem vom Getriebe geforderten Drehmoment ein komfortreduzierter Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, derart, dass ein so genanntes Rucken oder Ruckeln auftritt. Des Weiteren besteht auch ein hoher Verschleiß der Kupplung aufgrund eines großen Schlupfes. Zur Vermeidung einer zu großen Differenz der Drehmomente zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe wird üblicherweise eine Reduzierung einer Füllung der Verbrennungskraftmaschine vorgenommen, die jedoch, insbesondere bspw. bei einer abgasturboaufgeladenen Verbrennungskraftmaschine zu einem verzögerten Ansprechen der Verbrennungskraftmaschine führen kann. Zur Verringerung des komfortreduzierten Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs werden unterschiedliche Verfahren zum Betreiben der Antriebseinheit vorgeschlagen.
  • So geht aus der Offenlegungsschrift DE 100 60 298 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs umfassend zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und ein Getriebe hervor, wobei in Abhängigkeit von einem vom Getriebe geforderten Solldrehmoment und einer vorgegebenen Stellzeit ermittelt wird, ob zur Erzielung eines für einen anstehenden Schaltvorgang akzeptables Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine eine Veränderung eines Zündwinkels, einer Füllung und einer Einspritzausblendung vorgenommen werden soll.
  • Der Offenlegungsschrift DE 10 2004 013 812 A1 kann ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs entnommen werden, wobei die Antriebseinheit zumindest eine Verbrennungskraftmaschine, eine elektrische Maschine und ein Getriebe umfasst. Eine Anpassung eines von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellendes Drehmoment an ein vom Getriebe gefordertes Solldrehmoment wird primär durch Reduzierung einer Zylinderfüllung erreicht, wobei während der Anpassung des Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine mittels Abbau einer Zylinderfüllung und/oder Schließens einer Drosselklappe ein Zündwinkel in Abhängigkeit von der momentanen Zylinderfüllung und/oder in Abhängigkeit von der momentanen Stellung der Drosselklappe auf einen Wert eingestellt wird, welcher für diese momentane Zylinderfüllung und/ oder für diese momentane Stellung der Drosselklappe einen optimalen bzw. näherungsweise optimalen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ergibt, wobei zusätzlich das Antriebsmoment über ein dem Antriebsmoment entgegen gesetzt wirkendes Gegenmoment mindestens einer der elektrischen Maschinen verringert wird.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 042 783 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Anpassung eines Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine an ein vom Getriebe gefordertes Solldrehmoment erzielt wird, wobei ein nichtzulässiger betriebspunktabhängiger Ausgangsgrößenbereich definiert ist, der von der Antriebseinheit genutzt werden kann, sofern ein Betrieb der Antriebseinheit innerhalb einer vorgegebenen Maximaldauer erfolgt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes, insbesondere vereinfachtes Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebseinheit eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Quantitätsreglung und ein automatisches Getriebe umfasst, welche mit Hilfe einer Kupplung der Antriebseinheit wirkverbindbar ausgebildet sind, wobei die Kupplung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe angeordnet ist, ausgebildet. Für einen Gangwechsel von einem aktuellen Gang in einen höheren Gang wird ausgehend von einem aktuellen Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine ein angefordertes Soll-Drehmoment des Getriebes mit Hilfe einer Wirkungsgradverschlechterung durch Zündwinkelverschiebung, maximal bis zu einem spätesten möglichen Zündwinkel, herbeigeführt. Das heißt mit anderen Worten, dass im Gegensatz zu den Verfahren des Standes der Technik das für einen komfortablen Gangwechsel notwendige Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine, welches während des Gangwechsels kleiner ist als das aktuelle Drehmoment und ebenfalls kleiner ist als ein nach dem Gangwechsel gewünschtes Drehmoment, nicht primär durch eine Füllungsreduzierung realisiert wird, sondern mit Hilfe des Zündwinkel-Wirkungsgrades, welcher begrenzt durch einen spätesten Zündwinkel ist. Der Vorteil ist, dass ein nachteiliger Einfluss der Füllungsreduzierung auf das nach dem Gangwechsel gewünschte Drehmoment auf ein geringstes Maß beschränkt ist.
  • Während des Gangwechsels automatisierter Getriebe muss das von der Verbrennungskraftmaschine abgegebene Drehmoment kurzzeitig deutlich reduziert werden, um eine erforderliche Anpassung ihrer Drehzahl entgegen einer Massenträgheit rotierender Komponenten der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen. Je größer die Reduktion des Drehmomentes, umso schneller und somit dynamischer kann der Gangwechsel abgeschlossen werden. Eine Mindest-Reduktion ist erforderlich, damit die Kupplung nicht zu lange in einem so genannten Schlupf betrieben wird, da es durch eine damit verbundene Erwärmung der Kupplung zu einem Kupplungsschaden kommen kann.
  • Die erforderliche Reduktion des Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine wird üblicherweise vom Getriebe vorgegeben und an der in Form eines Ottomotors ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine soweit zulässig durch eine Verschiebung eines Zündwinkels nach „Spät“ herbeigeführt. Sofern die erforderliche Reduktion noch nicht erzielt ist, ist eine weitere Maßnahme zur Herbeiführung der erforderlichen Reduktion eine Unterdrückung von Kraftstoffeinspritzungen, so genannte Einspritzausblendungen oder eine Reduzierung der Füllung. Die Füllungsreduktion hat dabei den Nachteil einer erheblich langsameren Reaktionszeit, insbesondere in der Herbeiführung des nach dem Gangwechsel gewünschten Drehmomentes nach Abschluss der Drehzahlanpassung, wodurch ein so genannter Vortriebseinbruch wahrgenommen wird. Einspritzausblendungen sind aus Bauteilschutz- und Emissionsgründen nur begrenzt möglich. Auch ein Verstellbereich des Zündwinkels kann aus Bauteilschutzgründen eingeschränkt sein.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine Belastung der Kupplung reduziert, der Bauteilschutz beachtet und Emissionsvorgaben eingehalten werden, gleichzeitig jedoch Komfort- und Fahrbarkeitsnachteile, die durch eine Füllungsreduktion entstehen, auf das unvermeidbare Maß begrenzt werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:
    • 1 in einer prinzipiellen Darstellung ein mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenes Kraftfahrzeug,
    • 2 in einem Drehzahl/Drehmoment-Zeit-Diagramm ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik,
    • 3 in einem Drehzahl/Drehmoment-Zeit-Diagramm das erfindungsgemäße Verfahren in einem Betriebspunkt einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs mit Füllungsreduktion, und
    • 4 in einem Drehzahl/Drehmoment-Zeit-Diagramm das erfindungsgemäße Verfahren im Betriebspunkt der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs ohne Füllungsreduktion.
  • Ein Kraftfahrzeug 1, welches in einer prinzipiellen Darstellung gem. 1 ausgebildet ist, wird mit Hilfe einer Antriebseinheit 2, die eine Verbrennungskraftmaschine 3, welche in Form eines Ottomotors ausgebildet ist und eine so genannte Quantitätsregelung aufweist, und ein Getriebe 4, welches in Form eines automatischen Getriebes 4 ausgeführt ist, umfasst, betrieben. Das Getriebe 4 ist mit der Verbrennungskraftmaschine 3 über eine Kupplung 5 verbunden, mit der ein Kraftschluss zwischen dem Getriebe 4 und der Verbrennungskraftmaschine 3 herbeigeführt oder durch Öffnen der Kupplung 5 unterbunden werden kann.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 3 umfasst eine Kurbelwelle 7, die im Betrieb mit Hilfe oszillierender Kolben 8 ein Drehmoment Mv aufweist, wobei das Drehmoment Mv durch einen auf den Kolben 8 wirkenden Druck, der in einem den Kolben 8 aufweisenden Brennraum herrscht und mit Hilfe einer im Brennraum vorliegenden Füllung in Abhängigkeit eines Zündzeitpunktes cpz herbeigeführt wird.
  • Die Antriebseinheit 2 ist elektronisch mit einer Steuer- und Regelungseinheit 6 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden, welches eine Vielzahl von Kennfeldern zum Betrieb der Antriebseinheit 2 aufweist. Über die elektronische Verbindung 9 werden Parameter der Antriebseinheit 2 in die Steuer- und Regelungseinheit 6 eingelesen, mit entsprechenden Kennfeldpunkten der Kennfelder verglichen und möglicherweise mit Hilfe von Algorithmen, Kennfeldpunkten und/oder Funktionen geändert an die Antriebseinheit 7 zurückgeleitet. Das heißt mit anderen Worten, dass eine Regelung und Steuerung der Antriebseinheit 2 in Abhängigkeit von so genannten Ist- und SollWerten der Parameter, wie bspw. das Drehmoment Mv, der Zündwinkel φz, eine Füllung F, Einlassventilsteuerzeit φE und Auslassventilsteuerzeit φA oder Drehzahl nv der Kurbelwelle 7, die Parameter der Verbrennungskraftmaschine 3 sind, realisiert wird. Damit besteht die Möglichkeit einen optimierten Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 herbeizuführen. Selbstredend sind die angegebenen Parameter der Antriebseinheit 2 nicht abschließend sondern beispielhaft zu verstehen.
  • Ein aktueller Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 3 weist ein aktuelles Drehmoment Mva auf, wobei das aktuelle Drehmoment Mva herbeigeführt ist mit einer aktuellen Füllung Fa , aktuellen Steuerzeiten φE und φA der Verbrennungskraftmaschine 3 und einem aktuellen Zündwinkel φza. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die aktuellen Steuerzeiten φE und φA für jedes aktuelle Drehmoment Mva individuell sind.
  • Das Getriebe 4 ist mit seiner ersten Eingangswelle 10 mit der Kurbelwelle 7 der Verbrennungskraftmaschine 3 aktuell wirkverbunden, wobei aktuell das Kraftfahrzeug 1 in einem aktuellen Gang betrieben wird und ein Gangwechsel in einen nächsten Gang durchgeführt werden soll. Die Kurbelwelle 7 weist zum aktuellen Betriebspunkt eine aktuelle Drehzahl nVa auf, die erste Eingangswelle 10 besitzt eine erste Getriebedrehzahl nG1 .
  • In den 2 bis 4 sind Drehzahl/Drehmoment-Zeit-Diagramme abgebildet, in denen der Gangwechsel ausgehend vom aktuellen Gang in den nächsten Gang mit Hilfe von insbesondere Drehmomenten M der Verbrennungskraftmaschine 3 und des Getriebes 4 sowie Drehzahlen n der Verbrennungskraftmaschine 3 und des Getriebes 4 illustriert ist. Der Gangwechsel weist einen Startzeitpunkt tGS und einen Endzeitpunkt tGE auf, die in der die Zeit t kennzeichnende Abszisse des Diagramms eingetragen sind.
  • Das aktuelle Drehmoment Mva der Kurbelwelle 7 ist größer als das angeforderte Soll-Drehmoment MGsoll der zweiten Eingangswelle 11 des Getriebes 4, weshalb zur Herbeiführung einer komfortablen Wirkverbindung, somit ohne einen bspw. ein Ruckeln des Kraftfahrzeugs erwirkenden Kraftschluss, zwischen der Verbrennungskraftmaschine 3 und dem Getriebe 4 zu realisieren, bevorzugt Füllungsreduktionen und/oder Verschiebungen des Zündwinkels cpz bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik vorgenommen werden.
  • In Vorbereitung des Gangwechsels weist das Getriebe 4 eine zweite Eingangswelle 11 mit einer zweiten Getriebedrehzahl nG2 , welche mit der Kurbelwelle 7 wirkverbindbar ist und erst nach Lösen der aktuellen Wirkverbindung geschlossen werden kann, und die Drehmomentanforderung mit einem Soll-Drehmoment MGsoll auf. Das vom Getriebe 4 angeforderten Soll-Drehmoment MGSoll entspricht einem Soll-Drehmoment MVSoll der Verbrennungskraftmaschine 3 zur Herbeiführung einer schlupffreien Verbindung. Das heißt mit anderen Worten, dass bei einem Wechsel in einen höheren Gang das aktuelle Drehmoment Mva der Verbrennungskraftmaschine 3 auf das Soll-Drehmoment MVSoll der Verbrennungskraftmaschine 3 zu reduzieren ist, damit die Kupplung 5 möglichst gering belastet wird.
  • In 2 sind Drehmomente M von der Verbrennungskraftmaschine 3 und dem Getriebe 4 mit einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik herbeigeführten Gangwechsel eingezeichnet. Üblicherweise wird zunächst die aktuelle Füllung Fa soweit reduziert werden, damit das Soll-Drehmoment MVSoll der Verbrennungskraftmaschine 3 dem vom Getriebe 4 angeforderten Soll-Drehmoment MGSoll entspricht. Dies wird mit dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik nur mit einer ersten Zeitverzögerung Δt1 erreicht. Nach Beendigung des Gangwechsel ist die Füllung der Verbrennungskraftmaschine 3 anzuheben, damit ein nach dem Gangwechsel zu realisierendes Drehmoment MVZiel der Verbrennungskraftmaschine 3 zumindest annähernd dem aktuellen Drehmoment Mva entspricht, wobei aufgrund von insbesondere Massenträgheiten der Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder eines mit der Verbrennungskraftmaschine 3 thermisch gekoppelten, nicht näher dargestellten Abgasturboladers, das Erreichen des Ziel-Drehmomentes MVZiel nur über ein Verzögerungsmoment MVZö der Verbrennungskraftmaschine 3 mit einer zweiten Zeitverzögerung Δt2 erreicht wird. Das heißt mit anderen Worten, dass zur Erzielung der erforderlichen Drehmomentreduzierung mit Hilfe der Füllungsreduktion das Ziel-Drehmoment MVZiel der Verbrennungskraftmaschine 3 nach Beendigung des Gangwechselvorgangs erst mit der zweiten Zeitverzögerung Δt2 zur Verfügung steht.
  • Zu beachten ist ein Grenzmoment MGrenz , welches ein zur Einhaltung zulässiger Emissionswerte und möglichen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 3 unter Bauteilschutz durch Verschiebung des Zündwinkels cpz und/oder Durchführung einer so genannten Einspritzausblendung E mögliches kleinstes Drehmoment ist. Das heißt mit anderen Worten, dass nicht immer alleine mit Hilfe einer Verschiebung des Zündwinkels cpz in Richtung einer Spätstellung (d.h. in Richtung eines Öffnungszeitpunktes eines Auslassventils der Verbrennungskraftmaschine 3) und der Einspritzausblendung E eine entsprechend notwendige Absenkung des Drehmomentes Mva möglich ist, da ein so genannter Zündwinkelwirkungsgrad ηZ als auch ein so genannter Einspritzausblendungswirkungsgrad ηE aus Bauteilschutz- und Emissionsgründen nach unten begrenzt sind. Das bedeutet, dass das Grenzmoment MGrenz das kleinste zu realisierende Moment bei der aktuellen Füllung Fa und den kleinsten zulässigen Wirkungsgraden ηZ, ηE ist.
  • In den 3 und 4 sind die Drehzahl/Drehmoment-Zeit-Diagramme der Antriebseinheit 2 im Betrieb mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgebildet. Zur Herbeiführung der komfortablen Wirkverbindung und zur Vermeidung einer zeitlichen Verzögerung des Erreichens des Zieldrehmomentes MVZiel der Verbrennungskraftmaschine 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, welches im Folgenden beschrieben ist.
  • Ausgehend vom aktuellen Drehmoment Mva, welches mit dem aktuellen Zündwinkel φza und der aktuellen Füllung Fa erzielt ist, wird in Abhängigkeit von den aktuellen Steuerzeiten φE und φA und der aktuellen Füllung Fa ein zulässiger spätester Zündwinkel φZspät der Verbrennungskraftmaschine 3 bestimmt, wobei der Zündwinkel-Wirkungsgrad ηZ mit Hilfe des spätesten Zündwinkels φZspät berechnet wird, wobei der Zündwinkel-Wirkungsgrads ηZ ein Quotient des spätesten Zündwinkel φZspät und einem optimalen Zündwinkel φzopt ist. Der optimale Zündwinkel φzopt entspricht einem Zündwinkel cpz mit größtem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 3 des aktuellen Betriebspunkts.
  • Das vom Getriebe 4 geforderte Soll-Drehmoment MGSoll wird mit einem Kehrwert des Zündwinkel-Wirkungsgrades ηZ zu einem mit Hilfe des spätesten Zündwinkels φZspät und der aktuellen Füllung Fa , sowie der aktuellen Steuerzeiten φE und φA, ersten erwirkten Drehmoments MVErw1 der Verbrennungskraftmaschine 3 multipliziert. Anschließend wird eine erste Differenz D1 zwischen dem aktuellen Drehmoment Mva und dem ersten erwirkten Drehmoment MVErw1 der Verbrennungskraftmaschine 3 ermittelt.
  • Sofern die erste Differenz D1 den Wert Null aufweist, wird der späteste Zündwinkel φZspät bei gleichbleibender Füllung, somit bei aktueller Füllung Fa und den aktuellen Steuerzeiten φE und φA der Verbrennungskraftmaschine 3 zugeordnet, wodurch das Soll-Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine MVSoll erreicht wird, welches in diesem Fall dem ersten erwirkten Drehmoment MVErw1 entspricht, und der Schaltvorgang abgeschlossen werden kann.
  • Sofern die erste Differenz D1 einen Wert größer Null aufweist, wird geprüft, ob eine größere Drehmomentreduktion im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 3 bei der aktuellen Füllung Fa und dem spätesten Zündwinkel φZspät mit Hilfe der Einspritzausblendung E mit dem Einspritzausblendungswirkungsgrad ηE herbeigeführt werden kann. Das heißt mit anderen Worten, dass eine Kraftstoffeinspritzung bei einer bestimmten Anzahl von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 3 unterbunden ist.
  • Ein mit Hilfe der Einspritzausblendung E und dem spätesten Zündwinkel φZspät zweites erwirktes Drehmoment MVErw2 der Verbrennungskraftmaschine 3 wird zur Bildung einer zweiten Differenz D2 zwischen dem aktuellen Drehmoment Mva und dem zweiten erwirkten Drehmoment MVErw2 ermittelt. Sofern die zweite Differenz D2 einen Wert von Null aufweist, wird die Verbrennungskraftmaschine 3 ausgehend vom aktuellen Betriebspunkt mit dem spätesten Zündwinkel φZspät und der ermittelten Einspritzausblendung E betrieben und der Schaltvorgang abgeschlossen.
  • Sofern die zweite Differenz D2 einen Wert größer Null aufweist, wird eine reduzierte Füllung Fred ermittelt, damit bei dem spätesten Zündzeitpunkt φZspät und der ermittelten Einspritzausblendung E das Soll-Drehmoment MVSoll der Verbrennungskraftmaschine herbeigeführt werden kann. Das heißt mit anderen Worten, dass bei einem Wert der zweiten Differenz D2, welcher größer Null ist, die Verbrennungskraftmaschine 3 mit dem spätesten Zündwinkel φZspät, der Einspritzausblendung E und der ermittelten reduzierten Füllung Fred betrieben wird, wobei ein drittes erwirktes Drehmoment MVErw3 der Verbrennungskraftmaschine 3 dem geforderten Soll-Drehmoment MGsoll des Getriebes 4 entspricht, und der Schaltvorgang abgeschlossen werden kann. Es ist deutlich erkennbar, dass die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführende Füllungsreduktion zu einem Verzögerungsmoment MVZö mit einem wesentlich geringeren Wert führt als das mit dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik erzielte Verzögerungsmoment MVZö. und zur Erzielung des Ziel-Drehmoments MVziel der Verbrennungskraftmaschine 3 wesentlich geringere Zeitverzögerungen Δt1 und Δt2 auftreten.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es mit Hilfe des Drehzahl/Drehmoment-Zeit Diagramms in 4 abgebildet ist, wird vor einer Bestimmung der reduzierte Füllung Fred geprüft, bspw. in einem Getriebesteuergerät, ob das dem Wert der zweiten Differenz D2 entsprechende Drehmoment, welches einen entsprechenden Schlupf herbeiführen wird, ein für den Schaltvorgang zulässiges überschüssiges Drehmoment MÜ ist. Sofern dies der Fall ist, wird die Füllungsreduktion unterbunden und die Verbrennungskraftmaschine 3 ausgehend vom aktuellen Betriebspunkt mit dem spätesten Zündwinkel φZspät und der ermittelten Einspritzausblendung E betrieben, wobei der Schaltvorgang mit dem zusätzlich zum zweiten erwirkten Drehmoment MVErw2 der Verbrennungskraftmaschine 3 überschüssigen Drehmoment MÜ abgeschlossen wird. Der Endzeitpunkt tGE des Gangwechsels verschiebt sich dabei um eine Endzeitpunktverschiebung Δt3, wodurch der Gangwechselvorgang bis zum Erreichen des Ziel-Drehmomentes MVZiel der Verbrennungskraftmaschine 3 um die Endzeitpunktverschiebung Δt3 verlängert wird.
  • Eine Änderung der Steuerzeiten φE und φA der Verbrennungskraftmaschine 3 des aktuellen Betriebspunktes, die in den vorstehend erläuterten Fällen für den Gangwechsel unverändert blieben, wird erst vorgenommen, sofern auch eine maximal zulässige Füllungsreduktion nicht zum angeforderten Soll-Drehmoment MGsoll des Getriebes 4 führt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Antriebseinheit
    3
    Verbrennungskraftmaschine
    4
    Getriebe
    5
    Kupplung
    6
    Steuer- und Regelungseinheit
    7
    Kurbelwelle
    8
    Kolben
    9
    Elektronische Verbindung
    10
    Erste Eingangswelle
    11
    Zweite Eingangswelle
    D1
    Erste Differenz
    D2
    Zweite Differenz
    E
    Einspritzausblendung
    Fa
    aktuelle Füllung
    Fred
    reduzierte Füllung
    M
    Drehmoment
    MGrenz
    Grenzdrehmoment
    MGsoll
    angefordertes Soll-Drehmoment des Getriebes
    Mv
    Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine
    Mva
    aktuelles Drehmoment
    MVErw1.
    Erstes erwirktes Drehmoment
    MVErw2
    Zweiten erwirktes Drehmoment
    MVErw3
    Drittes erwirktes Drehmoment
    MVSoll
    Soll-Drehmoment
    MVZiel
    Ziel-Drehmoment
    MVZö
    Verzögerungsmoment der Verbrennungskraftmaschine
    MÜ
    Überschüssiges Drehmoment
    n
    Drehzahl
    nv
    Drehzahl Kurbelwelle
    nVa
    aktuelle Drehzahl Kurbelwelle
    nVZiel
    Zieldrehzahl Kurbelwelle
    nG1
    Erste Getriebedrehzahl
    nG2
    Zweite Getriebedrehzahl
    t
    Zeit
    tGS
    Startzeitpunkt
    tGE
    Endzeitpunkt
    Δt1
    Erste Zeitverzögerung
    Δt2
    Zweite Zeitverzögerung
    Δt3
    Endzeitpunktverschiebung
    φE
    Einlassventilsteuerzeit
    φA
    Auslassventilsteuerzeit
    φZ
    Zündwinkel
    φZa
    aktueller Zündwinkel
    φZspät
    spätester Zündwinkel
    ηE
    Einspritzausblend-Wirkungsgrad
    ηZ
    Zündwinkel-Wirkungsgrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10060298 A1 [0004]
    • DE 102004013812 A1 [0005]
    • DE 102008042783 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebseinheit (2) eine Verbrennungskraftmaschine (3) mit einer Quantitätsreglung und ein automatisches Getriebe (4) umfasst, welche mit Hilfe einer Kupplung (5) der Antriebseinheit (2) wirkverbindbar ausgebildet sind, wobei die Kupplung (5) zwischen der Verbrennungskraftmaschine (3) und dem Getriebe (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Gangwechsel von einem aktuellen Gang in einen höheren Gang ausgehend von einem aktuellen Drehmoment (Mva) der Verbrennungskraftmaschine (3) ein angefordertes Soll-Drehmoment (MGsoll) des Getriebes (4) mit Hilfe eines Zündwinkel-Wirkungsgrads (ηZ) eines spätesten Zündwinkels (φZspät) einer aktuellen Füllung (Fa) der Verbrennungskraftmaschine (3) herbeigeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung einer Einspritzausblendung (E) und/oder einer Füllungsreduktion eine Differenz (D1; D2) zwischen dem aktuellen Drehmoment (Mva) und einem mit Hilfe des Zündwinkel-Wirkungsgrads (ηZ) erwirkten Drehmomentes (MVErw1; MvErw2; MVErw3) der Verbrennungskraftmaschine (3) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ersten Differenz (D1) eine Einspritzausblendung (E) vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzausblendung (E) höchstens bei einer halben Anzahl von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine (3) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der zweiten Differenz (D2) die Füllungsreduktion durchgeführt wird, wobei die Verbrennungskraftmaschine (3) mit einer reduzierten Füllung (Fred) betrieben wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sofern die zweite Differenz (D2) einen Wert größer Null aufweist und der Wert kleiner oder gleich ist einem Wert eines zulässigen überschüssigen Drehmomentes (MÜ) des Getriebes (4), keine Füllungsreduktion durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel-Wirkungsgrad (ηZ) höchstens einen Wert von 0, 5 aufweist.
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