EP3530919B1 - Antriebssystem, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben eines antriebssystems - Google Patents

Antriebssystem, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben eines antriebssystems

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EP3530919B1
EP3530919B1 EP19159018.1A EP19159018A EP3530919B1 EP 3530919 B1 EP3530919 B1 EP 3530919B1 EP 19159018 A EP19159018 A EP 19159018A EP 3530919 B1 EP3530919 B1 EP 3530919B1
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internal combustion
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Daniel Leineweber
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
  • Moderne Kraftfahrzeuge mit einer Verbrennungskraftmaschine weisen zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine ein Motorsteuerungsgerät mit einer Betriebsartenkoordinationsvorrichtung auf. Mittels der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung sind Betriebsarten der Verbrennungskraftmaschine steuerbar. Somit sind beispielsweise ein Kraftstoffgemisch, der Einspritzdruck des Kraftstoffs, die Einspritzdauer des Einspritzens des Kraftstoffs oder dergleichen gezielt steuerbar. Neben diesen direkt die Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine bestimmenden Parametern wird eine Vielzahl weiterer Aufgaben, wie z.B. Diagnosen, Adaptionen und sonstige Funktionen, zur Gewährleistung eines bestimmungsgemäßen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt. Diese Aufgaben werden auch als Sekundärfunktionen bezeichnet. Bei den Sekundärfunktionen wird zwischen aktiven Sekundärfunktionen und passiven Sekundärfunktionen unterschieden. Aktive Sekundärfunktionen haben einen direkten Einfluss auf die Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine, während die Betriebsart von passiven Sekundärfunktionen unberührt bleibt.
  • Da zumindest einige Sekundärfunktionen nur unter besonderen Bedingungen, also nur bei bestimmten Betriebsarten, ausführbar sind, kann es vorkommen, dass für eine erste Sekundärfunktion geeignete Betriebsarten für eine zweite Sekundärfunktion ungeeignet sind und umgekehrt. In diesem Fall spricht man von konkurrierenden Sekundärfunktionen. Zum Beispiel hat eine Tankentlüftung eine direkte Auswirkung auf das Kraftstoffgemisch im Einspritztrakt und sollte daher nicht gleichzeitig mit einer Diagnose der Lambda-Sonde durchgeführt werden.
  • DE 199 06 378 A1 offenbart ein Antriebssystem gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Aus der DE 10 2013 223 319 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Ausführung einer Mehrzahl von Funktionen in einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Funktionen werden auf Basis einer Basispriorität sowie eines von der Funktion ausgegebenen Bedürfnisindikators priorisiert und gemäß ihrer Priorität freigegeben. Die DE 10 2011 078 484 B4 offenbart ein System zur Steuerung eines Verbrennungszustands einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem eine Priorisierung von Funktionen in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Die DE 10 2005 018 270 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei Betriebsarten der Verbrennungskraftmaschine mittels eines Betriebsartenkoordinators festlegbar sind. Der Betriebsartenkoordinator ist ausgebildet, aus einer Mehrzahl von Betriebsartenanforderungen eine Betriebsart zu wählen, welche eine hohe Priorisierung aufweist und nicht durch weitere angeforderte Betriebsarten ausgeschlossen ist.
  • Die voranstehend beschriebenen, bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, dass die Ausführungsanforderungen der auszuführenden Funktionen stets direkt an die Betriebsartenkoordinationseinheit übermittelt werden, welche für die Festlegung der Betriebsarten verantwortlich ist. Somit hat die Betriebsartenkoordinationseinheit die zusätzliche Aufgabe, die Betriebsarten in Abhängigkeit der Ausführungsanforderungen festzulegen. Hierfür ist eine hochkomplexe Software erforderlich, welche genau auf die Sekundärfunktionen sowie die möglichen Betriebsarten abgestimmt ist. Zudem kann es bei bestehenden Antriebssystemen vorkommen, dass Sekundärfunktionen durch höher priorisierte Sekundärfunktionen blockiert oder abgebrochen werden, sodass eine bestimmungsgemäße Ausführung der Sekundärfunktionen nicht gesichert ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Antriebssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweisen oder zumindest teilweise nicht aufweisen. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu schaffen, mit denen eine Durchführung konkurrierender Sekundärfunktionen auf einfache Weise sowie kostengünstig verbessert ist.
  • Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1, durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem gemäß Anspruch 7 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Antriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine und eine Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zum Bestimmen und Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine auf. Erfindungsgemäß weist das Antriebssystem eine Funktionskoordinationsvorrichtung zum Koordinieren von Sekundärfunktionen des Antriebssystems auf. Die Funktionskoordinationsvorrichtung ist ausgebildet, auf Basis der Koordination der Sekundärfunktionen eine Betriebsartanforderung für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zum Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine als Betriebsartstrategie mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Betriebsarten zu generieren und an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zu übermitteln. Die Funktionskoordinationsvorrichtung ist zudem ausgebildet, als Sekundärfunktion eine Adaptionsfunktion einer Grundfunktion der Verbrennungskraftmaschine zu koordinieren, wobei die Adaptionsfunktion Auswirkungen von Verschleiß durch Anpassen von Betriebsparametern kompensiert.
  • Die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung ist zum Auswählen und Steuern der Betriebsarten bzw. der Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Vorzugsweise weist das Antriebssystem mindestens einen Sensor, mindestens ein Ventil, mindestens eine Pumpe, mindestens einen Kraftstofftank, mindestens einen Spülbypass des Kraftstofftanks, mindestens eine Abgasreinigungsvorrichtung oder dergleichen gemäß einem herkömmlichen Antriebssystem auf.
  • Die Funktionskoordinationsvorrichtung ist zum Koordinieren von Sekundärfunktionen des Antriebssystems ausgebildet. Sekundärfunktionen umfassen im Rahmen der Erfindung beispielsweise Diagnosen, Adaptionen und sonstige Funktionen, welche zur Gewährleistung eines bestimmungsgemäßen Betriebs oder zur Optimierung des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt werden.
  • Im Rahmen einer Diagnose kann beispielsweise ermittelt werden, ob ein Sensor, wie z.B. eine Lambda-Sonde zum Vergleichen des Restsauerstoffgehalts im Abgas mit dem Sauerstoffgehalt der aktuellen Atmosphärenluft oder ein Hochdrucksensor zum Ermitteln eines Raildrucks in einer Einspritzleitung, ein Ventil, wie z.B. ein Spülventil eines Spülkreislaufs zum Entlüften eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs, eine Pumpe, wie z.B. eine Spülpumpe zum Fördern des Entlüftens des Kraftstofftanks, oder dergleichen bestimmungsgemäß funktioniert oder defekt ist bzw. nicht mehr bestimmungsgemäß funktioniert. Ein Sensor kann beispielsweise verschmutzen oder erodieren und somit falsche Messergebnisse produzieren. Ein Ventil kann aufgrund von Verschmutzung und/oder Abnutzung beispielsweise nicht mehr vollständig schließen oder kann eine höhere Trägheit aufweisen. Ebenso können Verschmutzung und Verschleiß dazu führen, dass die Leistung einer Pumpe abnimmt und somit geringere Maximaldrücke sowie ein geringerer Fördermassenstrom erzeugbar sind.
  • Unter Adaption wird beispielsweise eine Anpassung an veränderte Rahmenbedingungen verstanden. Ein Beispiel hierfür ist die Mengengleichstellung des Kraftstoffes für die einzelnen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine. Dies ist erforderlich, da der Raildruck in einzelnen Einspritzleitungen aufgrund von Verschleiß geringer sein kann als in anderen Einspritzleitungen. Dies ist im Rahmen einer Mengengleichstellungsdiagnose unter Verwendung von Drucksensoren ermittelbar. Wird ein lokaler Druckabfall registriert, kann dieser im Rahmen der Adaption wieder ausgeglichen werden.
  • Eine sonstige Funktion ist im Rahmen der Erfindung beispielsweise die Tankentlüftung. Hierfür weisen Kraftfahrzeuge beispielsweise einen Entlüftungskanal auf, welcher einen Luftraum des Kraftstofftanks mit einem Lufteinlasskanal der Verbrennungskraftmaschine fluidkommunizierend verbindet. Über ein Spülventil, welches auch als Purge-Valve bezeichnet wird, und/oder eine Spülpumpe, welche auch als Purge-Pump bezeichnet wird, ist ein durch den Entlüftungskanal strömender Fluidmassenstrom steuerbar.
  • Vorzugsweise weist das Antriebssystem eine Speichervorrichtung auf, in welcher Daten der Sekundärfunktionen sowie der zur Durchführung der jeweiligen Sekundärfunktion erforderlichen Betriebsarten abgespeichert und von der Funktionskoordinationsvorrichtung auslesbar sind. Mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung sind Betriebszustände des Antriebssystems ermittelbar. Hierfür ist die Funktionskoordinationsvorrichtung vorzugsweise mit einer Sensorik des Antriebsstrangs und/oder mit Stellgebern oder dergleichen gekoppelt, um den jeweils aktiven Betriebszustand im Rahmen einer IST-Abfrage schnell zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, Anfragen von Sekundärfunktionen zu empfangen und zu koordinieren. Auf Basis dieser Koordination ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, eine Betriebsartanforderung zu generieren, welche beispielsweise einem aktuellen Betriebszustand und/oder der erforderlichen Anpassung des Betriebszustands zum Durchführen einer spezifischen Sekundärfunktion gerecht wird bzw. diese berücksichtigt. Die Betriebsartanforderung ist als Betriebsartstrategie mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Betriebsarten ausgebildet. Schließlich ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, die generierte Betriebsartanforderung an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung weiterzuleiten. Die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung ist ausgebildet, eine Betriebsart auf Basis der erhaltenen Betriebsartanforderung auszuwählen.
  • Vorzugsweise sind die Funktionskoordinationsvorrichtung und die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung als Teil einer Motorsteuerungsvorrichtung zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet.
  • Ferner ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, als Sekundärfunktion eine Adaptionsfunktion einer Grundfunktion der Verbrennungskraftmaschine zu koordinieren. Bei einer Adaptionsfunktion werden Auswirkungen von Verschleiß durch Anpassen von Betriebsparametern kompensiert. Bei einem verschlissenen Ventil, welches in einer definierten Stellung aufgrund des Verschleißes einen geringeren Durchsatz zulässt, kann im Rahmen der Adaptionsfunktion die Ventilstellung derart verändert werden, dass der Durchsatz wieder den SOLL-Wert erreicht. Das Koordinieren von Adaptionsfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung hat den Vorteil, dass eine Ausführung konkurrierender Adaptionsfunktionen und/oder sonstiger Sekundärfunktionen, wie z.B. Diagnosefunktionen oder dergleichen, verbessert ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Antriebssystem hat gegenüber herkömmlichen Antriebssystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Ausführung von Sekundärfunktionen verbessert ist. Durch das Koordinieren unterschiedlicher aktiver Sekundärfunktionen sowie passiver Sekundärfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung ist eine konkrete Betriebsartanforderung an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung weiterleitbar, sodass ein Datenfluss zur Betriebsartenkoordinationsvorrichtung erheblich reduziert ist. Anfragen konkurrierender Sekundärfunktionen können mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung leicht identifiziert und beim Generieren der Betriebsartanforderung berücksichtigt werden. Auf diese Weise ist eine Zuverlässigkeit der Ausführung von Sekundärfunktionen verbesserbar. Zudem ist ein frühzeitiges Abbrechen einer Sekundärfunktion aufgrund einer Betriebsartanfrage einer konkurrierenden Sekundärfunktion besser vermeidbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet ist, Sekundärfunktionen und Betriebsarten der Verbrennungskraftmaschine zu priorisieren. Beim Priorisieren werden Sekundärfunktionen vorzugsweise miteinander verglichen und die Wichtigkeit des Ausführens der jeweiligen Sekundärfunktionen vorzugsweise gewichtet. Hierbei kann beispielsweise ein potenzieller Ausführungszeitraum von Sekundärfunktionen berücksichtigt werden, also ein Zeitraum, innerhalb dessen die jeweilige Sekundärfunktion ausgeführt werden sollte, um einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Antriebssystems sicherzustellen. Die Funktionskoordinationsvorrichtung ist vorzugsweise ausgerichtet, die Betriebsartanforderung für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung auf Basis der Priorisierung zu generieren und an diese weiterzuleiten. Somit kann sichergestellt werden, dass besonders wichtige Sekundärfunktionen innerhalb eines vordefinierten Zeitrahmens ausgeführt und weniger wichtige Sekundärfunktionen entweder zu einem späteren Zeitpunkt initiiert oder in Abhängigkeit einer zu erwartenden Laufzeit der jeweiligen weniger wichtigen Sekundärfunktion zunächst abgeschlossen werden.
  • Vorzugsweise ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, als Sekundärfunktion eine Diagnosefunktion des Antriebssystems zu verwenden. Die Diagnosefunktion kann aktiv, also eine Veränderung der Betriebsart bewirken, oder passiv sein, also im Normalbetrieb bei einer oder mehreren Betriebsarten des Antriebssystems funktionieren. Diagnosefunktionen sind für den bestimmungsgemäßen Betrieb des Antriebssystems erforderlich, um beispielsweise den Defekt eines Bauteils zu ermitteln, den Wirkungsgrad einer Baueinheit zu kontrollieren oder dergleichen. Durch eine Koordinierung von Diagnosefunktionen durch die Funktionskoordinationsvorrichtung wird eine Stabilität sowie Zuverlässigkeit der Diagnosen mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig verbessert.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet ist, als Diagnosefunktion eine Sensordiagnose eines Sensors eines Katalysators des Kraftfahrzeugs und/oder eine Sensordiagnose eines Sensors einer Einspritzleitung und/oder eine Spülsystemdiagnose eines Spülsystems eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs zu koordinieren. Über die Diagnose des Sensors des Katalysators, insbesondere der Lambda-Sonde, kann sichergestellt werden, dass der Katalysator auch bestimmungsgemäß betrieben wird und ein möglichst optimales Herausfiltern von Schadstoffen, wie z.B. NOx, leistet. Über die Diagnose des Sensors der Einspritzleitung, insbesondere eines Drucksensors zum Messen eines Drucks in der Einspritzleitung, kann sichergestellt werden, dass die Zylinder gleichmäßig sowie bestimmungsgemäß mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch beaufschlagt werden. Über die Spülsystemdiagnose des Spülsystems des Kraftstofftanks, insbesondere eines Drucksensors zum Messen eines Drucks in einer Spülleitung, eines Spülventils zum Öffnen sowie Verschließen der Spülleitung und einer Spülpumpe zum Pumpen des Fluids durch die Spülleitung, kann sichergestellt werden, dass eine bestimmungsgemäße Tankentlüftung erfolgt.
  • Vorzugsweise ist die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet, als Adaptionsfunktion der Grundfunktion der Verbrennungskraftmaschine eine Mengengleichstellung für Zylinder der Verbrennungskraftmaschine zu koordinieren. Bei der Mengengleichstellung werden Drücke in den Einspritzleitungen der Zylinder miteinander verglichen und Druckabfälle bei einzelnen Zylindern erfasst sowie durch die Adaptionsfunktion wieder auf das Normalniveau angepasst. Das Koordinieren von Adaptionsfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung hat den Vorteil, dass eine Ausführung konkurrierender Adaptionsfunktionen und/oder sonstiger Sekundärfunktionen, wie z.B. Diagnosefunktionen oder dergleichen, verbessert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet ist, als Sekundärfunktion eine Entlüftung eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs und/oder eine Gemischadaption und/oder eine Katalysatorbeheizung und/oder Partikelfilterbeheizung und/oder eine Partikelfilterregeneration und/oder Überprüfung des Kraftstoffsystems und/oder eine Überwachung von Lambdaregelabweichungen zu koordinieren. Die Entlüftung des Kraftstofftanks und die Gemischadaption sind konkurrierende Sekundärfunktionen, welche sinnvollerweise nicht gleichzeitig ausgeführt werden sollen. Auch die übrigen Sekundärfunktionen können sich gegenseitig beeinflussen und sollten daher grundsätzlich nicht gleichzeitig ausgeführt werden. Durch die gemeinsame Koordinierung von Entlüftung des Kraftstofftanks und Gemischadaption mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung wird sichergestellt, dass diese Sekundärfunktionen möglichst zuverlässig ausführbar sind. Zudem können diese Sekundärfunktionen mit konkurrierenden Sekundärfunktionen, wie z.B. Diagnosen oder Adaptionen, mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung koordiniert werden, sodass eine Zuverlässigkeit des Antriebssystems verbessert ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem gelöst. Das Antriebssystem ist gemäß einem erfindungsgemäßen Antriebssystem ausgebildet und weist somit zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und eine Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zum Bestimmen und Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine auf. Ferner weist das Antriebssystem des Kraftfahrzeugs eine Funktionskoordinationsvorrichtung zum Koordinieren von Sekundärfunktionen des Antriebssystems auf, wobei die Funktionskoordinationsvorrichtung ausgebildet ist, auf Basis der Koordination der Sekundärfunktionen eine Betriebsartanforderung für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zum Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine zu generieren und an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung zu übermitteln.
  • Bei dem beschriebenen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Antriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Ausführung von Sekundärfunktionen verbessert ist. Durch das Koordinieren unterschiedlicher aktiver Sekundärfunktionen sowie passiver Sekundärfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung ist eine konkrete Betriebsartanforderung an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung weiterleitbar, sodass ein Datenfluss zur Betriebsartenkoordinationsvorrichtung erheblich reduziert ist. Anfragen konkurrierender Sekundärfunktionen können mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung leicht identifiziert und beim Generieren der Betriebsartanforderung berücksichtigt werden. Auf diese Weise ist eine Zuverlässigkeit der Ausführung von Sekundärfunktionen verbesserbar. Zudem ist ein frühzeitiges Abbrechen einer Sekundärfunktion aufgrund einer Betriebsartanfrage einer konkurrierenden Sekundärfunktion besser vermeidbar.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • Bestimmen einer Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine mittels der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung,
    • Ermitteln der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung,
    • Ermitteln von auszuführenden Sekundärfunktionen des Antriebssystems mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung,
    • Priorisieren der ermittelten Sekundärfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung,
    • Generieren einer Betriebsartanforderung für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung auf Basis der Priorisierung als Betriebsartstrategie mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Betriebsarten,
    • Weiterleiten der Betriebsartanforderung an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung,
    • Umsetzen der Betriebsartanforderung durch die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung, und
    • Freigabe der Ausführung mindestens einer Sekundärfunktion in Abhängigkeit der Priorisierung und der aktuellen Betriebsart des Antriebssystems durch die Funktionskoordinationsvorrichtung.
  • Die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung ist zur Auswahl sowie Vorgabe der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine bzw. des Antriebssystems ausgebildet. Das Bestimmen der Betriebsart kann demnach zeitgleich mit der Festlegung der Betriebsart erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestimmen der Betriebsart durch eine Sensorik ermittelt werden. Die aktuell festgelegte Betriebsart wird von der Funktionskoordinationsvorrichtung ermittelt, beispielsweise durch Abfragen der Sensorik und/oder Kommunikation mit der Funktionskoordinationsvorrichtung. Ferner werden mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung auszuführende Sekundärfunktionen des Antriebssystems ermittelt. Dies kann beispielsweise durch eine aktive Abfrage durch die Funktionskoordinationsvorrichtung bei den jeweiligen Sekundärfunktionen und/oder gemäß eines vordefinierten Funktionsplans erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können die Sekundärfunktionen ausgebildet sein, einen aktuellen Ausführungswunsch an die Funktionskoordinationsvorrichtung zu übermitteln. Anschließend führt die Funktionskoordinationsvorrichtung eine Priorisierung der ermittelten Sekundärfunktionen durch, um besonders wichtige oder dringend erforderliche Sekundärfunktionen zu identifizieren. Auf Basis dieser Priorisierung generiert die Funktionskoordinationsvorrichtung die Betriebsartanforderung für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung und leitet diese an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung weiter. Die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung wird diese Betriebsartanforderung vorzugsweise unverzüglich umsetzen, um eine bestimmungsgemäße Ausführung der Sekundärfunktionen nicht zu verhindern. Nach erfolgter Umsetzung der Betriebsartanforderung erteilt die Funktionskoordinationsvorrichtung den jeweiligen Sekundärfunktionen, welche bei der Betriebsart durchführbar sind und sich nicht gegenseitig ausschließen, eine Freigabe. Die Freigabe konkurrierender Sekundärfunktionen erfolgt vorzugsweise derart zeitversetzt, dass diese Sekundärfunktionen nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
  • Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Antriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie dem Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Ausführung von Sekundärfunktionen verbessert ist. Durch das Koordinieren unterschiedlicher aktiver Sekundärfunktionen sowie passiver Sekundärfunktionen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung ist eine konkrete Betriebsartanforderung an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung weiterleitbar, sodass ein Datenfluss zur Betriebsartenkoordinationsvorrichtung erheblich reduziert ist. Anfragen konkurrierender Sekundärfunktionen können mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung leicht identifiziert und beim Generieren der Betriebsartanforderung berücksichtigt werden. Auf diese Weise ist eine Zuverlässigkeit der Ausführung von Sekundärfunktionen verbesserbar. Zudem ist ein frühzeitiges Abbrechen einer Sekundärfunktion aufgrund einer Betriebsartanfrage einer konkurrierenden Sekundärfunktion besser vermeidbar.
  • Vorzugsweise erfolgt das Priorisieren der Sekundärfunktionen in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsart und/oder einer prognostizierten Betriebsart. Das ist insbesondere für Sekundärfunktionen von Bedeutung, welche grundsätzlich als gleichwertig eingestuft werden und somit eine etwa gleiche Priorisierung erhalten würden. Auf diese Weise kann eine Freigabe von Sekundärfunktionen begünstigt werden, bei denen ein Eingriff in die Betriebsarten des Antriebssystems nicht erforderlich ist. Die Berücksichtigung prognostizierter Betriebsarten, beispielsweise ermittelt durch Kommunikation zwischen der Funktionskoordinationsvorrichtung und der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung, können Sekundärfunktionen eine höhere Priorisierung erhalten, wenn diese bei der anstehenden, prognostizierten Betriebsart durchführbar sind. Auch in diesem Fall ist ein zusätzlicher Eingriff in die Betriebsarten vermeidbar.
  • Es kann erfindungsgemäß bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass beim Generieren der Betriebsartenanforderungen mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung potenzielle Betriebsarten zum Ausführen der priorisierten Sekundärfunktionen miteinander verglichen werden und eine Betriebsartenanforderung generiert wird, welche auch die Ausführung niedriger priorisierter Sekundärfunktionen berücksichtigt. Mit anderen Worten wird die Betriebsartenanforderung derart generiert, dass eine möglichst umfangreiche Ausführung von Sekundärfunktionen möglich ist. Wenn beispielsweise eine am höchsten priorisierte Sekundärfunktion bei den Betriebsarten A bis C, eine niedriger priorisierte Sekundärfunktion nur bei der Betriebsart D und eine noch niedriger priorisierte Sekundärfunktion lediglich bei der Betriebsart C durchführbar ist, würde der Betriebsartenanforderung die Betriebsart C zugrunde gelegt werden, um die parallele Durchführung zumindest zweier Sekundärfunktionen zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Durchführung auch von niedriger priorisierten Sekundärfunktionen gewährleistet werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Antriebssystem, ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
    • Figur 1
    eine Struktur einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
    Figur 2
    in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
    Figur 3
    in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 1 ist eine Struktur einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 schematisch dargestellt. Das Antriebssystem 1 weist eine Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 zum Weiterleiten eines Betriebsartsteuerbefehls 14 an Betriebsartsteller 15 des Antriebssystems 1 auf. Über die Betriebsartsteller 15 sind die Betriebsarten des Antriebsystems 1 einstellbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 ausgebildet, die aktuelle Betriebsart des Antriebssystems 1 an eine Funktionskoordinationsvorrichtung 5 des Antriebssystems 1 durch eine Betriebsdatenübermittlung 13 weiterzuleiten. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionskoordinationsvorrichtung 5 zur eigenständigen Ermittlung der Betriebsart, z. B. über direkte Anbindung an eine Sensorik und/oder mindestens einen Betriebsartsteller 15 des Antriebssystems 1, ausgebildet sein. Im Antriebssystem 1 sind mehrere Sekundärfunktionen 6, wie z. B. Diagnosefunktionen 8, Adaptionsfunktionen 9 oder sonstige Sekundärfunktionen 10, ausführbar. Die Sekundärfunktionen 6 sind ausgebildet, eine Anfrage 11 zur gewünschten Ausführung der jeweiligen Sekundärfunktion 6 an die Funktionskoordinationsvorrichtung 5 weiterzuleiten. Die Funktionskoordinationsvorrichtung 5 ist zum Koordinieren der Anfragen 11 sowie zum Generieren einer Betriebsartanforderung 7, auf Basis des Koordinierens der Anfragen 11, ausgebildet. Zudem ist die Funktionskoordinationsvorrichtung 5 zum Weiterleiten der Betriebsartanforderung 7 an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 ausgebildet. Ferner ist die Funktionskoordinationsvorrichtung 5 ausgebildet, in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsart sowie der Koordination der Anfragen 11 eine Freigabe 12 an die entsprechenden Sekundärfunktionen 6 zu übermitteln, sodass die jeweilige Sekundärfunktion 6 ausführbar ist.
  • In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Antriebssystem 1 weist eine Verbrennungskraftmaschine 3 sowie eine Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 und eine Funktionskoordinationsvorrichtung 5 auf.
  • Fig. 3 zeigt in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird eine Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine 3 mittels der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 bestimmt. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird die Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine 3 mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 ermittelt, z. B. durch Kommunikation mit der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 und/oder Abfrage von Sensoren bzw.
  • Betriebsartstellern 15. In einem dritten Verfahrensschritt 300 werden mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 auszuführende Sekundärfunktionen 6 des Antriebssystems 1 ermittelt, z.B. durch Entgegennahme einer Anfrage 11 der Sekundärfunktion 6 und/oder nach einem vorgegebenen Sekundärfunktionsplan. In einem vierten Verfahrensschritt 400 werden mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 die ermittelten Sekundärfunktionen 6 priorisiert, z.B. in Abhängigkeit einer Wichtigkeit der Sekundärfunktion 6 und/oder einer Ausführbarkeit bei aktueller Betriebsart. In einem fünften Verfahrensschritt 500 wird mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 auf Basis der Priorisierung eine Betriebsartanforderung 7 für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 generiert. In einem sechsten Verfahrensschritt 600 wird mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 die Betriebsartanforderung 7 an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 weitergeleitet. In einem siebten Verfahrensschritt 700 wird mittels der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung 4 die Betriebsartanforderung 7 umgesetzt. In einem achten Verfahrensschritt 800 wird mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung 5 eine Freigabe 12 der Ausführung mindestens einer Sekundärfunktion 6 in Abhängigkeit der Priorisierung und der aktuellen Betriebsart des Antriebssystems 1 erteilt und an die jeweilige Sekundärfunktion 6 übermittelt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebssystem
    2
    Kraftfahrzeug
    3
    Verbrennungskraftmaschine
    4
    Betriebsartenkoordinationsvorrichtung
    5
    Funktionskoordinationsvorrichtung
    6
    Sekundärfunktion
    7
    Betriebsartanforderung
    8
    Diagnosefunktion
    9
    Adaptionsfunktion
    10
    sonstige Sekundärfunktion
    11
    Anfrage
    12
    Freigabe
    13
    Betriebsartübermittlung
    14
    Betriebsartsteuerbefehl
    15
    Betriebsartsteller

Claims (10)

  1. Antriebssystem (1) zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs (2), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (3) und eine Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4) zum Bestimmen und Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (3),
    wobei das Antriebssystem (1) eine Funktionskoordinationsvorrichtung (5) zum Koordinieren von Sekundärfunktionen (6) des Antriebssystems (1) aufweist, wobei die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, auf Basis der Koordination der Sekundärfunktionen (6) eine Betriebsartanforderung (7) für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4) zum Steuern der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (3) als Betriebsartstrategie mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Betriebsarten zu generieren und an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4) zu übermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, als Sekundärfunktion (6) eine Adaptionsfunktion (9) einer Grundfunktion der Verbrennungskraftmaschine (3) zu koordinieren, wobei die Adaptionsfunktion (9) Auswirkungen von Verschleiß durch Anpassen von Betriebsparametern kompensiert.
  2. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, Sekundärfunktionen (6) und Betriebsarten der Verbrennungskraftmaschine (3) zu priorisieren.
  3. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, als Sekundärfunktion (6) eine Diagnosefunktion (8) des Antriebssystems (1) zu koordinieren.
  4. Antriebssystem (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, als Diagnosefunktion (8) eine Sensordiagnose eines Sensors eines Katalysators des Kraftfahrzeugs (2) und/oder eine Sensordiagnose eines Sensors einer Einspritzleitung und/oder eine Spülsystemdiagnose eines Spülsystems eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs (2) zu koordinieren.
  5. Antriebssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, als Adaptionsfunktion (9) der Grundfunktion der Verbrennungskraftmaschine (3) eine Mengengleichstellung für Zylinder der Verbrennungskraftmaschine (3) zu koordinieren.
  6. Antriebssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionskoordinationsvorrichtung (5) ausgebildet ist, als Sekundärfunktion (6) eine Entlüftung eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs (2) und/oder eine Gemischadaption und/oder eine Katalysatorbeheizung und/oder Partikelfilterbeheizung und/oder eine Partikelfilterregeneration und/oder Überprüfung des Kraftstoffsystems und/oder eine Überwachung von Lambdaregelabweichungen zu koordinieren.
  7. Kraftfahrzeug (2), aufweisend ein Antriebssystem (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) eines Kraftfahrzeugs (2) nach Anspruch 7, aufweisend die folgenden Schritte:
    - Bestimmen einer Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (3) mittels der Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4),
    - Ermitteln der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (3) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5),
    - Ermitteln von auszuführenden Sekundärfunktionen (6) des Antriebssystems (1) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5),
    - Priorisieren der ermittelten Sekundärfunktionen (6) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5),
    - Generieren einer Betriebsartanforderung (7) für die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5) auf Basis der Priorisierung als Betriebsartstrategie mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Betriebsarten,
    - Weiterleiten der Betriebsartanforderung (7) an die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5),
    - Umsetzen der Betriebsartanforderung (7) durch die Betriebsartenkoordinationsvorrichtung (4), und
    - Freigabe (12) der Ausführung mindestens einer Sekundärfunktion (6) in Abhängigkeit der Priorisierung und der aktuellen Betriebsart des Antriebssystems (1) durch die Funktionskoordinationsvorrichtung (5).
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Priorisieren der Sekundärfunktionen (6) in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsart und/oder einer prognostizierten Betriebsart erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beim Generieren der Betriebsartenanforderungen (7) mittels der Funktionskoordinationsvorrichtung (5) potenzielle Betriebsarten zum Ausführen der priorisierten Sekundärfunktionen (6) miteinander verglichen werden und eine Betriebsartenanforderung (7) generiert wird, welche auch die Ausführung niedriger priorisierter Sekundärfunktionen (6) berücksichtigt.
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