DE202015003073U1 - Kraftfahrzeug mit Belüftungsregelklappen - Google Patents

Abstract

Kraftfahrzeug (105), umfassend einen Verbrennungsmotor (110), Belüftungsregelklappen (700) zum Öffnen und Schließen einer Öffnung (710) eines Fahrzeugkörpers (705) vor einem Kühler (715) und ein elektronisches Steuergerät (450), das dafür ausgelegt ist: – einen Wert (Treq) eines Drehmoments zu bestimmen, das der Motor (110) erzeugen soll; – einen Wert (Tfr) eines Reibmoments zu ermitteln, das auf die Reibungswiderstände des Motors zurückzuführen ist; – einen ersten Wert (Tres) eines Gegenmoments zu ermitteln, das auf das Kraftfahrzeug (105) einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen (700) offen sind; – einen zweiten Wert (T*res) eines Gegenmoments zu ermitteln, das das auf das Kraftfahrzeug (105) einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen (700) geschlossen sind; – einen Segelmodus des Kraftfahrzeugs zu aktivieren, wenn das angeforderte Drehmomentwert (Treq) zwischen dem Reibmomentwert (Tfr) und dem ersten Wert (Tres) des Gegenmoments liegt; und – die Belüftungsregelklappen (700) zu schließen, wenn der Segelmodus aktiviert ist und der angeforderte Drehmomentwert (Treq) größer als der zweite Wert (T*res) des Gegenmoments ist.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit oder ohne Hybridarchitektur und mit jeder Art von Getriebe, wobei das Kraftfahrzeug mit Folgendem versehen ist: mit einer automatisierten Kupplung, einer Steuerung, die dafür ausgelegt ist, den Verbrennungsmotor automatisch anzuhalten und zu starten, und mit Belüftungsregelklappen (Aeroshutters).
• HINTERGRUND
• Es ist bekannt, dass viele Kraftfahrzeugs mit einer Steuerung, gewöhnlich einem elektronischen Steuergerät (ECM) versehen sind, das dafür ausgelegt ist, neben anderen Funktionen die so genannte ”Stopp-Start-Funktion” (oder einfach S/S-Funktion) auszuführen. Mithilfe dieser Funktion schaltet das ECM den Verbrennungsmotor automatisch ab und startet ihn wieder, um den Zeitraum zu verringern, den der Motor im Leerlauf verbringt, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen verringert werden.
• Im Hinblick auf die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen von Kohlendioxid (CO₂) besteht eines der Ziele der Motorenhersteller insbesondere im Ausbau des ”Stopp-Start”-Potenzials mithilfe einer ”Mikroelektrifikation”, um die von der US-Flottenverbrauchsregelung (Corporate Average Fuel Economy, CAFE) vorgegebene Zielvorgabe von 95 g CO₂ pro km zu erfüllen, die bis 2020 zu erreichen ist. Eine erweiterte Nutzung der ”Stopp-Start-Funktion” wird erreicht, indem der Motor vor dem Anhalten des Fahrzeugs abgeschaltet wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
• In der Literatur wird diese verstärkte S/S-Funktion ”Segelmodus” genannt, der es ermöglicht, den Motor eines (mit bis zu 120 km/h) in Bewegung befindlichen Fahrzeugs abzuschalten. Der Klarheit halber werden die folgenden Definitionen angeführt: ”Ausrollphase” bezeichnet den Antriebsmodus eines Kraftfahrzeugs ohne angefordertes Drehmoment und mit eingerückter Kupplung; ein ”angefordertes Drehmoment” ist ein Drehmoment, das vom Lenker durch Drücken des Gaspedals angefordert wird; ”Segelmodus” bezeichnet einen Antriebsmodus des Kraftfahrzeugs ohne angefordertes Drehmoment und mit ausgerückter Kupplung; ”Schubabschaltmodus” (DFCO, vom engl. Deceleration Fuel Cut-Off oder kürzer FCO, Fuel Cut-Off) bezeichnet einen Antriebsmodus des Kraftfahrzeugs ohne angefordertes Drehmoment, mit eingerückter Kupplung und mit unterdrückter Kraftstoffeinspritzung. Während der Ausrollphase eines Kraftfahrzeugs kommt es daher zu Segelvorgängen, indem der Antriebsstrang vom Motor getrennt wird, wobei sich der Motor entweder im Leerlauf oder in der Stopp-Phase befindet.
• Ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs im Segelmodus wird im Dokument DE 20 2014 000 919.8 beschrieben.
• Es ist auch bekannt, in Kraftfahrzeugen Belüftungsregelklappen zu verwenden, wobei es sich bei den Belüftungsregelklappen um bewegliche Flügel handelt, die vor einer Kühleröffnung des Fahrzeugs angeordnet sind und geöffnet oder geschlossen werden können, indem ein geeigneter Aktuator gemäß Befehlen, die vom ECM des Fahrzeugs erteilt werden, angesteuert wird.
• Wenn die Belüftungsregelklappen offen sind, dringt Außenluft in die Kühleröffnung ein, die dazu beträgt, diesen Bauteil zu kühlen, die jedoch bei sonst gleichen Bedingungen gleichzeitig Mikroturbulenzen im Luftstrom erzeugt.
• Sind die Belüftungsregelklappen hingegen geschlossen, ist der Luftwiderstand des Fahrzeugs vermindert.
• Die derzeitige Technologie steuert die Schließung der Belüftungsregelklappen nur bei abgeschaltetem Motor.
• Daher besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, das die oben beschriebenen Einschränkungen überwindet.
• Ein Ziel einer Ausführungsform der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die dazu fähig ist, die im Segelmodus verbrachte Zeit zu optimieren.
• Ein weiteres Ziel ist es, das oben genannte Ergebnis ohne Verwendung von komplexen Vorrichtungen zu erreichen, indem die Rechenleistung des elektronischen Steuergeräts (ECM) des Fahrzeugs genutzt wird.
• Diese und andere Ziele werden durch eine Vorrichtung erreicht, welche die im unabhängigen Anspruch beschriebenen Merkmale aufweist.
• Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Aspekte.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Eine Ausführungsform der Offenbarung schafft ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor, Belüftungsregelklappen zum Öffnen und Schließen einer Öffnung eines Fahrzeugkörpers vor einem Kühler und ein elektronisches Steuergerät, das dafür ausgelegt ist:
• – einen Wert eines Drehmoments zu bestimmen, das vom Motor erzeugt werden soll;
• – einen Wert eines Reibmoments zu ermitteln, das auf die Reibungswiderstände des Motors zurückzuführen ist;
• – einen ersten Wert eines Gegenmoments zu ermitteln, das auf das Kraftfahrzeug einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen offen sind;
• – einen zweiten Wert eines Gegenmoments zu ermitteln, das auf das Kraftfahrzeug einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen geschlossen sind;
• – einen Segelmodus des Kraftfahrzeugs zu aktivieren, wenn der angeforderte Drehmomentwert zwischen dem Reibmomentwert und dem ersten Wert des Gegenmoments liegt; und
• – die Belüftungsregelklappen zu schließen, wenn der Segelmodus aktiviert ist und der angeforderte Drehmomentwert höher als der zweite Wert des Gegenmoments ist.
• Ein Effekt dieser Ausführungsform besteht darin, dass durch die Senkung des Luftwiderstands des gesamten Fahrzeugs durch das Schließen der Belüftungsregelklappen die Segelzeit während normaler Segelvorgänge maximiert werden kann. Dies ermöglicht es, die Abschaltzeit über den Zyklus gesehen zu verlängern und die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs sowohl während des Zyklus als auch unter realen Fahrbedingungen zu erhöhen.
• In einer anderen Ausführungsform des Kraftfahrzeugs wird der erste Wert des Gegenmoments mithilfe einer ersten Gleichung ermittelt:

  

  wobei:

v

= Fahrzeuggeschwindigkeit

m

= Fahrzeugmasse

g

= Schwerkraftbeschleunigung

tanα

= Neigung der Straße

ω_w

= Winkelgeschwindigkeit der Räder, und

F₀, F₁, F₂

= Geschwindigkeitskoeffizienten mit offenen Belüftungsregelklappen.

• Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Gegenmoment alle Beiträge berücksichtigt, die dem fahrenden Fahrzeug entgegenwirken, wie z. B. die Trägheit des Kraftfahrzeugs, der Fahrwiderstand auf der Straße (d. h. Fahrtwiderstand und aerodynamischer Widerstand mit offenen Belüftungsregelklappen) und die Neigung.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Geschwindigkeitskoeffizienten F₀, F₁, F₂ und die Fahrzeugmasse m berechnet, indem ein System linearer Gleichungen gelöst wird, das aus vier Gleichungen besteht, welche die Geschwindigkeitskoeffizienten F₀, F₁, F₂ und die Fahrzeugmasse m als Variablen aufweisen, wobei die vier Gleichungen von der ersten Gleichung zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten abgeleitet werden.
• Ein Effekt dieser Ausführungsform besteht in Folgendem: Wenn als Hypothese angenommen wird, dass sich die Geschwindigkeitskoeffizienten mit offenen Belüftungsregelklappen und die Fahrzeugmasse im Verlauf der Zeit langsam ändern, ist es möglich, ein einfaches System linearer Gleichungen mit vier Gleichungen und vier Variablen zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu lösen, um die Geschwindigkeitskoeffizienten mit offenen Belüftungsregelklappen und die Fahrzeugmasse und in der Folge den Wert des Gegenmoments zu bestimmen.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der zweite Wert T*res des Gegenmoments mithilfe einer zweiten Gleichung berechnet: T*_res = T_res – T_aeroshutters wobei der Ausdruck T_aeroshutters mithilfe einer dritten Gleichung berechnet wird:

  

  wobei:

F'₀, F'₁ und F'₂

Geschwindigkeitskoeffizienten mit geschlossenen Belüftungsregelklappen sind.

• Ein Effekt dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Gegenmoment mit geschlossenen Belüftungsregelklappen alle Beiträge berücksichtigt, die dem fahrenden Fahrzeug entgegenwirken, wie z. B. die Trägheit des Kraftfahrzeugs, der Fahrwiderstand auf der Straße (d. h. Fahrtwiderstand und aerodynamischer Widerstand mit geschlossenen Belüftungsregelklappen) und die Neigung.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Geschwindigkeitskoeffizienten F'₀, F'₁, F'₂ berechnet, indem ein System linearer Gleichungen gelöst wird, das aus vier Gleichungen besteht, welche die Geschwindigkeitskoeffizienten F'₀, F'₁, F'₂ und die Fahrzeugmasse m als Variablen aufweisen, wobei die vier Gleichungen von der ersten Gleichung zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten abgeleitet werden.
• Ein Effekt dieser Ausführungsform besteht in Folgendem: Wenn als Hypothese angenommen wird, dass sich die Geschwindigkeitskoeffizienten mit geschlossenen Belüftungsregelklappen und die Fahrzeugmasse im Verlauf der Zeit langsam ändern, ist es möglich, ein einfaches System linearer Gleichungen mit vier Gleichungen und vier Variablen zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu lösen, um die Geschwindigkeitskoeffizienten mit geschlossenen Belüftungsregelklappen und die Fahrzeugmasse und in der Folge den Wert des Gegenmoments zu bestimmen.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs geschaffen, das mit einem Verbrennungsmotor und mit Belüftungsregelklappen zum Öffnen und Schließen einer Öffnung eines Fahrzeugkörpers vor einem Kühler versehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
• – Bestimmen eines Werts eines Drehmoments, das vom Motor erzeugt werden soll;
• – Ermitteln eines Wert eines Reibmoments, das auf die Reibungswiderstände des Motors zurückzuführen ist;
• – Ermitteln eines ersten Werts eines Gegenmoments, das auf das Kraftfahrzeug einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen offen sind;
• – Ermitteln eines zweiten Werts eines Gegenmoments, das auf das Kraftfahrzeug einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen geschlossen sind;
• – Aktivieren eines Segelmodus des Kraftfahrzeugs, wenn das angeforderte Drehmomentwert zwischen dem Reibmomentwert und dem ersten Wert des Gegenmoments liegt; und
• – Schließen der Belüftungsregelklappen, wenn der Segelmodus aktiviert ist und der angeforderte Drehmomentwert höher als der zweite Wert des Gegenmoments ist.
• Ein Effekt dieses Aspekts besteht darin, dass durch die Senkung des Luftwiderstands des gesamten Fahrzeugs durch das Schließen der Belüftungsregelklappen die Segelzeit während eines normalen Segelbetriebs maximiert werden kann. Dies ermöglicht es, die Abschaltzeit über den Zyklus gesehen zu verlängern und die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs sowohl während des Zyklus als auch unter realen Fahrbedingungen zu erhöhen.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Nun sollen die verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
• 1 schematisch ein Antriebssystem zeigt;
• 2 im Einzelnen einen Verbrennungsmotor als Teil des Antriebssystems von 1 zeigt;
• 3 eine Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A des Verbrennungsmotors von 2 ist;
• 4 ein Blockdiagramm ist, das einige mit dem ECM verbundene Komponenten und entsprechende Eingangs- und Ausgangssignale zeigt;
• 5 ein Diagramm ist, das verschiedene Betriebsbedingungen des Antriebssystems von 1–4 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 6 und 7 schematisch eine Kühleröffnung des Antriebssystems zeigt, das mit Belüftungsregelklappen versehen ist, die sich in einem offenen bzw. einem geschlossenen Zustand befinden;
• 8 eine Kurve der Geschwindigkeit eines durch das Antriebssystem von 1–4 angetriebenen Fahrzeugs in verschiedenen Betriebsmodi ist; und
• 9 ein Fließdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Belüftungsregelklappen während des Segelmodus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• GENAUE BESCHREIBUNG
• Nun sollen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ohne dass damit eine Einschränkung der Anwendungen und Verwendungsweisen beabsichtigt wird.
• Einige Ausführungsformen können ein Kraftfahrzeug-Antriebssystem 100 umfassen, das in 1 dargestellt ist und Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor (ICE) 110, in diesem Beispiel einen Dieselmotor, ein Getriebe (ein manuelles Getriebe 510 im Beispiel von 1), eine elektrische Maschine 500, eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie (Batterie) 600, die mit der elektrischen Maschine 500 elektrisch verbunden ist, und ein elektronisches Steuergerät (ECM) 450. Die Architektur des Antriebsstrangs umfasst wenigstens eine Direktelektroantriebsachse, die Hinterachse 520 im Beispiel von 1.
• Das Antriebssystem 100 treibt ein Kraftfahrzeug 105 an, wobei das Fahrzeug 105 mit einer Öffnung 710 eines Fahrzeugkörpers 705 versehen ist, wobei sich die Öffnung 710 vor einem Kühler 715 befindet und durch Belüftungsregelklappen 700 unterbrochen wird, die unter der Steuerung durch das ECM 450 einen geöffneten oder geschlossenen Zustand einnehmen können.
• Das in 2 und 3 dargestellte Antriebssystem 100 kann einen Verbrennungsmotor (ICE) 110 zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs 105 umfassen, wobei der Motor 110 einen Motorblock 120 besitzt, der mindestens einen Zylinder 125 mit einem Kolben 140 definiert, der eine Kopplung aufweist, mit der die Kurbelwelle 145 gedreht wird. Ein Zylinderkopf 130 arbeitet mit dem Kolben 140 zusammen, um einen Verbrennungsraum 150 zu definieren. Ein Luft-Kraftstoffgemisch (nicht gezeigt) wird in den Verbrennungsraum 150 eingebracht und entzündet, was zu heißen expandierenden Verbrennungsgasen führt, die zu einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 140 führen. Der Kraftstoff wird von mindestens einem Kraftstoffinjektor 160 zur Verfügung gestellt und die Luft durch mindestens einen Einlass 210. Der Kraftstoff wird unter hohem Druck von einem Kraftstoffrohr 170, das fluidzuleitend mit einer Hochdruckpumpe 180, die den Druck des von einer Kraftstoffquelle 190 kommenden Kraftstoffs erhöht, verbunden ist, zum Kraftstoffinjektor 160 geführt. Jeder der Zylinder 125 hat mindestens zwei Ventile 215, die von einer Nockenwelle 135 betrieben werden, die sich zeitgleich mit der Kurbelwelle 145 dreht. Die Ventile 215 lassen selektiv Luft vom Einlass 210 in den Verbrennungsraum 150 und erlauben alternierend den Auslass der Abgase durch den Auslass 220. In einigen Beispielen wird ein Nockenwellenverstellsystem 155 genutzt, um selektiv die zeitliche Abfolge zwischen der Nockenwelle 135 und der Kurbelwelle 145 zu verändern.
• Die Luft kann den Lufteinlässen 210 über einen Einlasskrümmer 200 zugeführt werden. Eine Lufteinlassleitung 205 führt dem Einlasskrümmer 200 Umgebungsluft zu. In anderen Ausführungsformen kann eine Drosselklappe 330 gewählt werden, um den Luftstrom zum Einlasskrümmer 200 zu regeln. In weiteren Ausführungsformen wird ein System für komprimierte Luft wie beispielsweise ein Turbolader 230 mit einem Kompressor 240, der sich zusammen mit einer Turbine 250 dreht, eingesetzt. Die Drehung des Kompressors 240 erhöht den Druck und die Temperatur der Luft in der Leitung 205 und dem Einlasskrümmer 200. Ein in der Leitung 205 enthaltender Intercooler 260 kann die Temperatur der Luft reduzieren. Die Turbine 250 dreht sich beim Einströmen der von einem Auslasskrümmer 225 kommenden Abgase, der Abgas vom Auslass 220 durch eine Serie von Leitschaufeln leitet, bevor es durch die Turbine 250 expandiert wird. Die Abgase verlassen die Turbine 250 und werden zu einem Abgassystem 270 geführt. Dieses Beispiel zeigt eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) mit einem VGT-Aktuator 290, der ausgebildet ist, um die Leitschaufeln bzw. Flügel zu bewegen, damit die Flügel das Strömen des Abgases durch die Turbine 250 ändern. In anderen Ausführungsformen kann der Turbolader 230 eine feste Geometrie haben und/oder ein Wastegate haben.
• Das Abgasnachbehandlungssystem 270 kann ein Abgasrohr 275 aufweisen, das eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 280 hat. Nachbehandlungsvorrichtungen können beliebige Vorrichtungen sein, mit denen die Zusammensetzung der Abgase geändert werden kann. Einige Beispiele von Nachbehandlungsvorrichtungen 280 sind, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, katalytische (Zwei- und Drei-Wege-)Konverter, Oxidationskatalysatoren, NOx-Fallen für den Magerbetrieb (lean NOx traps), Kohlenwasserstoffadsorber, Systeme für die selektive katalytische Reduktion (SCR) und Partikelfilter. Andere Ausführungsformen umfassen ein Abgasrückführungssystem (EGR) 300, das mit dem Auslasskrümmer 225 und dem Einlasskrümmer 200 verbunden ist. Das EGR-System 300 kann einen EGR-Kühler 310 aufweisen, um die Temperatur der Abgase im EGR-System 300 zu reduzieren. Ein EGR-Ventil 320 regelt den Fluss der Abgase im EGR-System 300.
• Das Antriebssystem 105 kann weiterhin ein elektronisches Steuergerät (ECM) 450 aufweisen, das dazu konfiguriert ist, Signale von oder nach verschiedenen, mit dem ICE 110 verbundenen Sensoren und/oder Geräten zu senden bzw. zu empfangen. Das ECM 450 kann Eingangssignale von verschiedenen Sensoren empfangen, die dafür ausgelegt sind, die Signale zu erzeugen, die proportional zu verschiedenen physikalischen Parametern in Zusammenhang mit dem ICE 110 sind. Die Sensoren umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Luftmassenfluss- und Temperatursensor 340, einen Druck- und Temperatursensor 350 für den Krümmer, einen Sensor 360 für den Druck im Verbrennungsraum, Sensoren 380 für die Kühlflüssigkeits- und die Öltemperatur und/oder den zugehörigen Füllstand, einen Drucksensor 400 für den Kraftstoff, einen Nockenwellenpositionssensor 410, einen Kurbelwellenpositionssensor 420, Sensoren 430 für den Druck und die Temperatur der Abgase, einen EGR-Temperatursensor 440 sowie einen Positionssensor 445 für das Gaspedal. Weiterhin kann das ECU 450 an verschiedene Steuergeräte Ausgangssignale ausgeben, um den Betrieb des ICE 110 zu steuern, beispielsweise an Kraftstoffinjektoren 160, an die Drossel 330, an das EGR-Ventil 320, an den VGT-Aktuator 290 und an das Nockenwellenverstellsystem 155. Es ist anzumerken, dass gestrichelte Linien benutzt werden, um verschiedene Verbindungen zwischen den verschiedenen Sensoren, Vorrichtungen und dem ECM 450 anzudeuten, wobei aber andere zu Zwecken der Klarheit weggelassen sind.
• Das ECM 450 kann eine digitale Mikroprozessoreinheit (CPU) besitzen, die mit einem Speichersystem oder Datenträger 460 und einem Bussystem datenverbunden ist. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen. Der Datenbus kann dafür ausgelegt sein, analoge und/oder digitale Signale an die verschiedenen Sensoren und Steuervorrichtungen zu senden, von diesen zu empfangen und diese Signale zu modulieren. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit den ICE 110 steuern kann.
• Das im Speichersystem abgelegte Programm wird dem Steuergerät von außen kabelgebunden oder per Funk zugeführt. Außerhalb des Antriebssystems 100 tritt es regelmäßigerweise auf einem Computerprogrammprodukt in Erscheinung, welches im Fachgebiet auch als computer- oder maschinenlesbares Medium bezeichnet wird, und das als ein Computerprogrammcode auf einem Träger verstanden werden soll. Der Träger kann dabei flüchtiger oder nicht-flüchtiger Natur sein mit der Folge, dass man auch von einer flüchtigen oder nicht-flüchtigen Natur des Computerprogrammprodukts sprechen kann.
• Ein Beispiel für ein flüchtiges Computerprogrammprodukt ist ein Signal, bspw. ein elektromagnetisches Signal wie ein optisches Signal, das ein flüchtiger Träger für den Computerprogrammcode ist. Das Tragen des Computerprogrammcodes kann durch Modulieren des Signals mit einem konventionellen Modulationsverfahren wie QPSK für digitale Daten erreicht werden, so dass binäre Daten, die den Computerprogrammcode repräsentieren, dem flüchtigen elektromagnetischen Signal aufgeprägt sind. Solche Signale werden zum Beispiel benutzt, wenn ein Computerprogrammcode kabellos über eine WiFi-Verbindung zu einem Laptop übertragen wird.
• Im Fall eines nicht-flüchtigen Computerprogrammprodukts ist ein Computerprogrammcode in einem substratgebundenen Speichermedium verkörpert. Das Speichermedium ist dann der oben genannte nicht-flüchtige Träger, so dass der Computerprogrammcode permanent oder nicht-permanent auf abrufbare Weise in oder auf dem Speichermedium abgelegt ist. Das Speichermedium kann konventioneller Art sein, wie es im Bereich der Computertechnologie bekannt ist, bspw. ein flash memory, ein Asic, eine CD und dergleichen.
• Anstelle eines Motorsteuergeräts 450 kann das Antriebssystem 105 eine andere Art von Prozessor haben, um die elektronische Logik bereitzustellen, bspw. ein eingebettetes Steuergerät (engl. embedded controller), einen Bordcomputer oder jede andere Art von Prozessor, die in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
• Das Antriebssystem 100 ist mit einer Start- und Stopp-Vorrichtung versehen, die durch das ECM gesteuert wird und die den Motor automatisch stoppen kann. Die ”Stopp-Start-Funktion” wird umfassend genutzt, wobei der Motor nicht nur dann gestoppt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist, sondern auch dann, wenn sich das Fahrzeug 105 einem Stopp nähert, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Auf diese Weise kann das ECM diese verstärkte S/S-Funktion während einer Ausrollphase ausführen. Insbesondere wenn sich das Fahrzeug im Ausrollmodus befindet, kann das ECM 450 ein Segelmanöver aktivieren, das den Antriebsstrang vom Motor 110 entkoppelt, wobei der Motor 110 entweder im Leerlauf oder in der Stopp-Phase ist. Alternativ dazu kann das ECM 450 einen DFCO-Modus aktivieren, der die Kraftstoffeinspritzung unterdrückt, wenn das Fahrzeug ausrollt.
• Die Segelmanöver werden auf Basis des Vergleichs zwischen einem angeforderten Motordrehmoment Treq und den Fahrwiderständen aktiviert. Die Fahrwiderstände können als Gegenmoment bei den Rädern Tres ausgedrückt werden, das durch alle Fahrwiderstände (Trägheit des Kraftfahrzeugs, Fahrwiderstand auf der Straße und Gefälle) verursacht wird.
• Darüber hinaus wird ein Vergleich zwischen dem angeforderten Motordrehmoment Treq und einem Reibmoment Tfr, das auf die Reibungswiderstände des Motors zurückzuführen ist, genutzt, um Bedingungen für die Nichtausführung von Segelmanövern zu definieren, wobei diese entweder unterbrochen oder nicht aktiviert werden können und wobei von einem Segelmodus zu einem Schubabschaltmodus (DFCO) geschaltet wird.
• 4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das die wichtigsten Eingangs- und Ausgangssignale zeigt, welche das ECM 450 des Motors verarbeiten muss, um die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zu aktivieren, wobei insbesondere die oben genannten Drehmomentwerte zu berechnen sind. Zuerst empfängt das ECM 450 Eingangssignale von den Standardsensoren des Motors und steuert die Standard-Aktuatoren des Motors, wie dies oben beschrieben wurde. Anschließend empfängt das ECM 450 Signale im Zusammenhang mit Folgendem: Position des Gaspedals, Position des Kupplungspedals, Leerlauf oder eingelegter Gang, Getriebegeschwindigkeit, Position des Bremspedals (4). Schließlich kommuniziert das ECM 450 mit einer eigenen Steuerung 511 der elektrisch betätigten Kupplung 510.
• Mithilfe eines Positionssensors (der Einfachheit halber nicht dargestellt) und eines entsprechenden Aktuators 512 empfängt die Kupplungsteuerung 511 die Kupplungsposition und kann diese Position unabhängig vom Lenker verändern, der auf das Standard-Kupplungspedal einwirkt. Anders ausgedrückt kann die Kupplungssteuerung 511 unabhängig vom Lenker die Kupplung 510 betätigen, um den Motor vom Antriebsstrang 515 zu trennen.
• Mit den oben erwähnten Eingangssignalen kann das ECM 450 das angeforderte Drehmoment Treq als algebraische Differenz zwischen dem Drehmoment an der Kurbelwelle und dem Bremsmoment berechnen.
• Das auf die Trägheit des Kraftfahrzeugs, den Fahrwiderstand auf der Straße (d. h. Rollwiderstand und Luftwiderstand) und die Neigung zurückzuführende Gegenmoment Tres kann mithilfe der folgenden Gleichung (1) berechnet werden, wobei alle Begriffe in [Nm] ausgedrückt werden:

  

  wobei:

v

= Fahrzeuggeschwindigkeit

m

= Fahrzeugmasse

g

= Schwerkraftbeschleunigung

tanα

= Neigung der Straße

ω_w

= Winkelgeschwindigkeit der Räder, und

F₀, F₁, F₂

Geschwindigkeitskoeffizienten sind, deren Bedeutung im Dokument DE 20 2014 000 919.8 erläutert wird, das durch Verweis in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.

• In der folgenden Beschreibung wird dennoch ein Verfahren zur Berechnung der Geschwindigkeitskoeffizienten F₀, F₁, F₂ beschrieben.
• Es wird ein vorbestimmtes Reibmoment-Kennfeld verwendet, um die Motorreibung Tfr als Funktion der Motordrehzahl und der Kühlmitteltemperatur zu berechnen. Das oben erwähnte Kennfeld ist im elektronischen Speicher des ECM 450, d. h. im Datenträger 460, gespeichert.
• Aus 5 geht Folgendes hervor: Wenn das angeforderte Drehmoment Treq größer als oder gleich dem Gegenmoment Tres ist, befindet sich das Kraftfahrzeug 105 in einer Beschleunigungsphase oder, wenn Treq = Tres, in einem Zustand mit konstanter Geschwindigkeit, und der Segelmodus wird nicht angewendet: D. h. das Entkoppeln des Antriebsstrangs und der Leerlauf des Motors (oder auch das Abschalten des Motors) werden nicht aktiviert.
• Falls das angeforderte Drehmoment Treq niedriger als das Gegenmoment Tres und größer als das Reibmoment Tfr ist, wird der Segelmodus des Kraftfahrzeugs aktiviert. Dieser Betriebsmodus tritt unabhängig von der Position des Gaspedals ein, d. h. selbst dann, wenn das Gaspedal nicht vollständig losgelassen wird und das Bremspedal nicht gedrückt wird. Der Segelmodus kann entweder mit im Leerlauf befindlichem Motor oder mit abgeschalteten Motor ausgeführt werden.
• Wenn zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als ein bestimmter Geschwindigkeits-Schwellenwert, kann der Motor im Leerlauf betrieben werden, andernfalls kann der Motor abgeschaltet werden. Es können auch andere Kriterien gewählt werden, um den Segelmodus im Leerlauf oder mit abgeschaltetem Motor anzuwenden.
• Wenn das angeforderte Drehmoment Treq hingegen niedriger als das Reibmoment Tfr ist oder wird, wird der Segelmodus unterdrückt oder deaktiviert, und es wird ein Schubabschaltmodus (DFCO) aktiviert, bei dem der Motor 110 mit eingerücktem Antriebsstrang 515 läuft, aber keinerlei Kraftstoff für die Verbrennung zugeführt wird. Insbesondere wenn ein DFCO-Modus ausgehend von einem Segelmodus mit abgeschaltetem Motor aktiviert wird, werden die folgenden Schritte ausgeführt: der Motor wird angelassen; anschließend wird nach der Synchronisierung der Motordrehzahl mit der Geschwindigkeit der Getriebeeingangswelle mittels einer Kraftstoffeinspritzung die automatisierte Kupplung geschlossen; schließlich wird der Motor im Schubabschaltmodus betrieben, indem die Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet wird.
• Wie bereits erwähnt, wird das Gegenmoment Tres mithilfe der oben erwähnten Gleichung (1) berechnet. In dieser Gleichung sind einige Geschwindigkeitsparameter F₀, F₁, F₂ und die Fahrzeugmasse m im Allgemeinen unbekannt, sie können jedoch mithilfe der nachfolgend beschriebenen Strategie ermittelt werden.
• Es kann die folgende Gleichung (2) aufgestellt werden, welche die verfügbare Motorleistung mit der angeforderten Leistung gleichsetzt, die benötigt wird, um alle Fahrzeugwiderstände (Rollwiderstand, aerodynamischer Widerstand usw.) zu überwinden:

  

  wobei:

η_T

= Wirkungsgrad der Kraftübertragung

tanα

= Neigung der Straße

P_CS

= verfügbare Leistung an der Kurbelwelle

m_ap

= scheinbare Fahrzeugmasse

J_i

= Trägheiten der sich drehenden Komponenten (Räder, Wälzlager, Achsen, i = Zähler)

v

= Fahrzeuggeschwindigkeit

τ_i

= Übersetzungsverhältnisse (abhängig vom eingelegten Gang, i = Zähler)

m

= Fahrzeugmasse

r

= Radius der Räder

g

= Schwerkraftbeschleunigung

F₀, F₁, F₂

= Geschwindigkeitskoeffizienten.

• Durch eine Kombination der Gleichungen (2) und (3) kann die folgende Gleichung abgeleitet werden: A₀F₀ + A₁F₁ + A₂F₂ + A₄m = B (4) wobei:
  A₀ = v
  A₁ = v²
  A₂ = v³

  
• In der Gleichung (4) sind die folgenden Parameter bekannt oder leicht bestimmbar: die Neigung der Straße, die in herkömmlichen Fahrzeugen mithilfe eines speziellen Softwaremoduls oder mithilfe eines an Bord befindlichen Beschleunigungsmessers ermittelt werden kann; der Wirkungsgrad der Kraftübertragung, der mithilfe von Kalibrierungen berechnet werden kann; die Kurbelwellenleistung, die auf Basis der bekannten Motordrehzahl und des Kurbelwellen-Drehmoments berechnet werden kann; und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die in herkömmlichen Fahrzeugen ebenfalls gemessen wird. Darüber hinaus sind die Trägheiten, die Übersetzungsverhältnisse, der Radius der Räder und die Schwerkraftbeschleunigung ebenfalls bekannte Parameter. Die einzigen unbekannten Werte in der Gleichung (4) sind somit F₀, F₁, F₂ und m.
• Wenn man von der Annahme ausgeht, dass sich F₀, F₁, F₂ und m im Verlauf der Zeit langsam verändern, ist es möglich, das Problem zu lösen, indem diese Gleichung zu vier unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gelöst wird, nämlich k – 3, k – 2, k – 1, k (alle in Sekunden ausgedrückt). Tatsächlich ist es auf diese Weise möglich, ein einfaches System linearer Gleichungen mit 4 Gleichungen und 4 Unbekannten zu erhalten: A_0,k-3F₀|A_1,k-3F₁|A_2,k-3F₂|A_4,k-3m = B_k-3 A_0,k-2F₀ + A_1,k-2F₁ + A_2,k-2F₂ + A_4,k-2m = B_k-2 A_0,k-1F₀ + A_2,k-1F₁ + A_2,k-1F₂ + A_4,k-1m = B_k-1 A_0,kF₀ + A_1,kF₁ + A_2,kF₂ + A_4,km = B_k (5)
• Zuerst wird das aus den vier Gleichungen (4) bestehende System (5) aufgestellt und gelöst, wodurch die vier Unbekannten F₀, F₁, F₂ und m ermittelt werden.
• Darüber hinaus wird eine Überprüfung durchgeführt, um die Plausibilität der erzielten Lösung zu prüfen. Die Plausibilitätsprüfung kann durchgeführt werden, indem verifiziert wird, dass sich jede ermittelte Unbekannte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet.
• Wenn die Plausibilitätsprüfung positiv ist, werden die Werte von F₀, F₁, F₂ und m aktualisiert, andernfalls werden die Werte von F₀, F₁, F₂ und m nicht aktualisiert.
• Nun kann die Gleichung (1) gelöst werden, da alle Variablen ermittelt wurden, womit der Wert des Gegenmoments Tres verfügbar ist.
• Es ist zu beachten, dass das System der linearen Gleichungen für jeden Zeitschritt gelöst wird, um den Wert des Gegenmoments Tres zu liefern; zudem werden F₀, F₁, F₂ und m initialisiert, wobei ihre Ausgangswerte zum Beispiel die Richtwerte für Ausrollkoeffizienten und Fahrzeugmasse sein können, wie sie als Höchstwerte laut SAE-Norm für die jeweilige Homologationsnummer des Fahrzeugs gelten.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung des Öffnens und Schließen der Belüftungsregelklappen 700 geschaffen.
• In 6 ist eine Kühleröffnung 710 des Antriebssystems zu sehen, das mit Belüftungsregelklappen 700 in einem offenen Zustand versehen ist.
• Das Schließen der Belüftungsregelklappen 700, wie dies in 7 dargestellt ist, senkt den Luftwiderstand des Fahrzeugs 105.
• Die Senkung des Luftwiderstands des Fahrzeugs 105 verringert die Verlangsamung des Fahrzeugs 105 und verlängert daher die im Segelmodus verbrachte Zeit (siehe auch 8).
• Dieser Beitrag hat einen direkten Einfluss auf die Geschwindigkeitsparameter F₀, F₁, F₂, der im Fall geschlossener Belüftungsregelklappen 700 berücksichtigt werden muss.
• Darüber hinaus muss ein neuer Parameter T*res, der die Widerstände mit geschlossenen Belüftungsregelklappen repräsentiert, berechnet werden.
• Daher wird die folgende Gleichung (6) eingeführt: T_aeroshutters = [(F'_U + F'₁v + F'₂v²) – (F_U + F₁v + F₂v²)] v / ω (6) wobei:

v

= Fahrzeuggeschwindigkeit

ω

= Winkelgeschwindigkeit der Räder, und

F₀, F₁, F₂, F'₀, F'₁ und F'₂

= Geschwindigkeitskoeffizienten.

• Wie oben erläutert, werden die Geschwindigkeitsparameter F₀, F₁, F₂ unter der Annahme berechnet, dass das Fahrzeug 105 mit offenen Belüftungsregelklappen 700 fährt, während die Geschwindigkeitsparameter F'₀, F'₁, F'₂ unter der Annahme berechnet werden, dass das Fahrzeug 105 mit geschlossenen Belüftungsregelklappen 700 fährt.
• Das Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeitsparameter F'₀, F'₁, F'₂ ist im Wesentlichen das gleiche, wie es zur Ermittlung der Geschwindigkeitsparameter F₀, F₁, F₂ verwendet wird.
• Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Werte der Geschwindigkeitsparameter F'₀, F'₁, F'₂, die initialisiert und in dem mit dem ECM 450 verbundenen Datenträger 460 gespeichert sind, sich von den Werten der Geschwindigkeitsparameter F₀, F₁, F₂ unterscheiden, die für die Berechnung des Systems linearer Gleichungen (5) initialisiert werden, da sie die Differenz berücksichtigen müssen, die sich durch die geschlossenen Belüftungsregelklappen 700 ergibt.
• Nachdem der Ausdruck T_aeroshutters berechnet wurde, kann er verwendet werden, um den Parameter T*res zu berechnen, der die Widerstände mit geschlossenen Belüftungsregelklappen, den Fahrwiderstand auf der Straße und die Neigung der Straße repräsentiert, wobei die untenstehende Formel (7) verwendet wird: T*_res = T_res – T_aeroshutters (7)
• Die Auswirkung der geschlossenen Belüftungsregelklappen ist auch in 5 zu sehen, wo das Moment, das notwendig ist, um mit geschlossenen Belüftungsregelklappen eine Fortbewegung mit konstanter Geschwindigkeit zu erzielen, gleich T*res und niedriger als das Moment Tres ist, das notwendig ist, um mit offenen Belüftungsregelklappen eine Fortbewegung mit konstanter Geschwindigkeit zu erzielen.
• Die Kurve C in 5 zeigt ein beispielhaftes Verlangsamungsprofil eines Fahrzeugs 105, das mit der Vorrichtung gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung versehen ist, wobei das ECM 450 am Punkt A die Schließung der Belüftungsregelklappen 700 angeordnet hat, um die Segelleistung zu verbessern, und wobei das ECM 450 am Punkt B die Öffnung der Belüftungsregelklappen 700 angeordnet hat, um die aerodynamische Bremsung zu unterstützen.
• Die Öffnung der Belüftungsregelklappen 700 kann in allen Situationen angeordnet werden, in denen der Lenker das angeforderte Drehmoment (entweder durch Loslassen des Gaspedals oder durch langsames Drücken des Bremspedals) unter einen vordefinierten Schwellenwert senkt, wodurch eine aerodynamische Bremswirkung erzielt wird, indem der Strömungswiderstand des Fahrzeugs erhöht wird.
• 9 ist ein Fließdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Segelmanövern eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Ein erster Schritt des Verfahren sieht vor, zu prüfen, ob sich das Fahrzeug 105 im Segelmodus befindet (Block 800).
• Da im Segelmodus der Antriebsstrang 515 vom Motor 110 entkoppelt ist und sich der Motor 110 entweder im Leerlauf oder in einer Stopp-Phase befindet, kann das ECM 450 einen Segelmodus feststellen, indem es die Tatsache registriert, dass die elektrisch betätigte Kupplung 510 ausgekuppelt ist und sich der Motor im Leerlauf befindet oder ausgeschaltet wurde. Es können auch andere Verfahren zur Feststellung eines Segelmodus verwendet werden, wie sie im Fachgebiet bekannt sind.
• Wenn sich der Motor 110 nicht im Segelmodus befindet, sind die Belüftungsregelklappen offen (Block 810), wodurch eine aerodynamische Bremswirkung erzielt wird, indem der Strömungswiderstand des Fahrzeugs 105 erhöht wird, wobei aber gleichzeitig ein Luftstrom zum Kühler des Fahrzeugs 105 erzielt wird.
• Wenn sich der Motor 110 im Segelmodus befindet, wird eine Überprüfung durchgeführt, um festzustellen, ob das vom Lenker angeforderte Drehmoment Treq höher als das Gegenmoment T*res ist, das durch die Trägheit des Kraftfahrzeugs 105 mit geschlossenen Belüftungsregelklappen 700, den Fahrwiderstand auf der Straße und die Neigung der Straße hervorgerufen wird (Block 820).
• Wenn die Antwort auf diese Überprüfung ja lautet, prüft das Verfahren, ob Aktivierungsbedingungen für das Schließen der Belüftungsregelklappen verifiziert wurden (Block 830).
• Wenn die Aktivierungsbedingungen verifiziert wurden, werden die Belüftungsregelklappen geschlossen (Block 840).
• Eine Reihe von Aktivierungsbedingungen kann vordefiniert und in dem Datenträger 460 gespeichert werden, der mit dem ECM 450 verbunden ist, das den Motor 110 steuert.
• Eine erste Aktivierungsbedingung kann lauten, dass die Temperatur des Motorkühlmittels niedriger als ein vordefinierter Temperaturschwellenwert ist.
• Eine zweite Aktivierungsbedingung kann lauten, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein vordefinierter Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
• Eine dritte Aktivierungsbedingung kann lauten, dass die Klimaanlage deaktiviert ist.
• 8 zeigt eine Kurve der Geschwindigkeit eines von dem Antriebssystem von 1–4 angetriebenen Fahrzeugs in verschiedenen Betriebsmodi.
• Aus der Kurve von 8 wird insbesondere ersichtlich, dass die Segelzeit verlängert wird, wenn im Segelmodus die Belüftungsregelklappen 700 geschlossen sind.
• Durch die Anwendung der oben beschriebenen Strategie kann somit die Segelzeit während normaler Segelvorgänge maximiert werden.
• In der vorstehenden Zusammenfassung und genauen Beschreibung wurde wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt; es sollte jedoch beachtet werden, dass es eine große Anzahl von Abänderungsmöglichkeiten gibt. Es sollte auch beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder den Aufbau in welcher Weise auch immer einzuschränken. Vielmehr wird die vorstehende Zusammenfassung und genaue Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Umsetzung von wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform bieten, wobei es sich von selbst versteht, dass verschiedene Abänderungen bei den Funktionen und Anordnungen der anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen und ihren rechtlichen Äquivalenten definiert ist.
• Bezugszeichenliste

100

Antriebssystem

105

Kraftfahrzeug

110

Verbrennungsmotor (ICE)

120

Motorblock

125

Zylinder

130

Zylinderkopf

135

Nockenwelle

140

Kolben

145

Kurbelwelle

150

Verbrennungsraum

155

Nockenwellenverstellsystem

160

Kraftstoffinjektor

170

Kraftstoffrohr

180

Kraftstoffpumpe

190

Kraftstoffquelle

200

Einlasskrümmer

205

Lufteinlassleitung

210

Lufteinlass

215

Ventile des Zylinders

220

Abgasauslass

225

Auslasskrümmer

230

Turbolader

240

Kompressor

250

Turbine

260

Intercooler

270

Abgasnachbehandlungssystem

275

Abgasrohr

280

Abgasnachbehandlungsvorrichtung

290

VGT-Aktuator

300

Abgasrückführungssystem (EGR)

310

EGR-Kühler

320

EGR-Ventil

330

Drosselklappe

340

Massenfluss- und Temperatursensor für die Luft

350

Sensor für Krümmerdruck und -temperatur

360

Verbrennungsdrucksensor

380

Sensoren für Kühlflüssigkeits- und Öltemperatur und den zugehörigen Füllstand

400

Kraftstoffleistendrucksensor

410

Nockenwellenpositionssensor

420

Kurbelwellenpositionssensor

430

Sensor für Druck und Temperatur der Abgase

435

Abgasmassenstromsensor

445

Gaspedalpositionssensor

450

elektronisches Steuergerät (ECM)

460

Datenträger

510

Kupplung

511

Kupplungssteuerung

512

Aktuator der Kupplung

515

Antriebsstrang

700

Belüftungsregelklappen

705

Fahrzeugkörper

710

Öffnung

715

Kühler

800

Block

810

Block

820

Block

830

Block

840

Block

• 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 202014000919 [0005, 0054]

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug (105), umfassend einen Verbrennungsmotor (110), Belüftungsregelklappen (700) zum Öffnen und Schließen einer Öffnung (710) eines Fahrzeugkörpers (705) vor einem Kühler (715) und ein elektronisches Steuergerät (450), das dafür ausgelegt ist: – einen Wert (Treq) eines Drehmoments zu bestimmen, das der Motor (110) erzeugen soll; – einen Wert (Tfr) eines Reibmoments zu ermitteln, das auf die Reibungswiderstände des Motors zurückzuführen ist; – einen ersten Wert (Tres) eines Gegenmoments zu ermitteln, das auf das Kraftfahrzeug (105) einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen (700) offen sind; – einen zweiten Wert (T*res) eines Gegenmoments zu ermitteln, das das auf das Kraftfahrzeug (105) einwirkt, wenn die Belüftungsregelklappen (700) geschlossen sind; – einen Segelmodus des Kraftfahrzeugs zu aktivieren, wenn das angeforderte Drehmomentwert (Treq) zwischen dem Reibmomentwert (Tfr) und dem ersten Wert (Tres) des Gegenmoments liegt; und – die Belüftungsregelklappen (700) zu schließen, wenn der Segelmodus aktiviert ist und der angeforderte Drehmomentwert (Treq) größer als der zweite Wert (T*res) des Gegenmoments ist.
2. Kraftfahrzeug (105) nach Anspruch 1, wobei der erste Wert (Tres) des Gegenmoments mithilfe einer ersten Gleichung berechnet wird:

   

   wobei: v = Fahrzeuggeschwindigkeit m = Fahrzeugmasse g = Schwerkraftbeschleunigung tanα = Neigung der Straße ω_w = Winkelgeschwindigkeit der Räder, und F₀, F₁, F₂ = Geschwindigkeitskoeffizienten mit offenen Belüftungsregelklappen (700).
3. Kraftfahrzeug (105) nach Anspruch 2, wobei die Geschwindigkeitskoeffizienten F₀, F₁, F₂ und die Fahrzeugmasse m berechnet werden, indem ein System linearer Gleichungen gelöst wird, das aus vier Gleichungen besteht, welche die Geschwindigkeitskoeffizienten F₀, F₁, F₂ und die Fahrzeugmasse m als Variablen aufweisen, wobei die vier Gleichungen zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten von der ersten Gleichung abgeleitet werden.
4. Kraftfahrzeug (105) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der zweite Wert (T*res) des Gegenmoments mithilfe einer zweiten Gleichung berechnet wird: T*_res = T_res – T_aeroshutters wobei der Ausdruck T_aeroshutters mithilfe einer dritten Gleichung berechnet wird:

   

   wobei F'₀, F'₁ und F'₂ Geschwindigkeitskoeffizienten mit geschlossenen Belüftungsregelklappen (700) sind.
5. Kraftfahrzeug (105) nach Anspruch 4, wobei die Geschwindigkeitskoeffizienten F'₀, F'₁, F'₂ berechnet werden, indem ein System linearer Gleichungen gelöst wird, das aus vier Gleichungen besteht, welche die Geschwindigkeitskoeffizienten F'₀, F'₁, F'₂ und die Fahrzeugmasse m als Variablen aufweisen, wobei die vier Gleichungen zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten von der ersten Gleichung abgeleitet werden.

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