WO2014154560A1 - Verfahren zum vorbereiten eines beschleunigungsvorgangs eines verbrennungsmotors - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for preparing an acceleration operation of an internal combustion engine.
  • the acceleration behavior is an essential part of the driving experience and is an important aspect for potential buyers. tiger factor for a purchase decision.
  • a delayed response and a non-optimal acceleration behavior are contrary to this sporty driving behavior. For example, after a construction site or a speed-limited area on a highway, a driver can perform a spontaneous acceleration operation to quickly return to a high speed. In overhull operations on rural roads, it is of great importance that the motor vehicle has an optimal acceleration behavior to complete the Sprinthohlvorgang as quickly as possible.
  • the overtaking is unnecessarily prolonged, which can pose a major security risk, both for the occupants of the overtaking motor vehicle and the overtaking vehicle and any oncoming traffic represents.
  • ADVANTAGES OF THE INVENTION By detecting a first event indicative of an imminent acceleration event, the engine and other parts involved in the acceleration operation, such as turbocharger and / or transmission, can be prepared in time for the acceleration process and necessary actions can be initiated become.
  • a first variable influencing a drive torque on the at least one wheel is changed in such a way to the first event indicating the acceleration process that an optimal acceleration behavior is achieved.
  • variable influencing the drive torque on the at least one wheel size all the adjustable sizes of the motor vehicle, which influence the drive torque to the wheels and thus ultimately the speed of the motor vehicle, can be selected.
  • the variables can act on all components of the motor vehicle, for example on the internal combustion engine, the transmission, the turbocharger, a clutch, an electric generator or a drive train.
  • the first variable can be set early to values that allow an optimal acceleration behavior.
  • the first size is expediently changed only to the extent that structural protection conditions permit, for example a catalyst temperature, a turbine temperature of the turbocharger, a maximum charge pressure.
  • a second variable influencing a drive torque on the at least one wheel is first of all changed in order to counteract the change in the first variable.
  • the drive torque to the wheels of the motor vehicle is thus initially kept approximately constant as long as the acceleration process is not yet triggered.
  • Size of the internal combustion engine and the other involved in the acceleration process components of the motor vehicle are prepared for the acceleration process. By changing the second size is ensured that the current speed of the motor vehicle or the instantaneous drive torque is initially maintained on the wheels of the motor vehicle.
  • the second variable is changed in such a way that the change in the second size in the course of the first event is at least partially reversed.
  • the change of the first size is now effective and it is immediately the optimal acceleration behavior of the motor vehicle available.
  • a delayed response is avoided in a simple manner, without expensive components or large cost. Since expediently the first and the second variable are changed shortly before the acceleration process, the internal combustion engine and the remaining components of the motor vehicle are operated only for a short time with the changed values of the first and second variables.
  • the inventive method is particularly suitable for use in an internal combustion engine in combination with a turbocharger, a compressor and / or an automatic transmission or semi-automatic transmission.
  • the method according to the invention should not be limited to this specific embodiment, but is suitable for any type of motor vehicle.
  • an engaged gear is changed to the first and / or second event and a suitable gear is engaged.
  • This is particularly suitable for motor vehicles with automatic transmission or semi-automatic transmission. For example, after the first event, first in a lower gear and after the second event in a higher gear.
  • the automatic switching process during an acceleration process can thus be optimized.
  • one or more engine variables are changed as the first variable.
  • a cylinder filling in particular the cylinder filling with air, is increased to a value which is greater than a normal value for the normal operation of the internal combustion engine.
  • a target value of the cylinder charge may be determined as a difference to this normal value or as an absolute value.
  • the cylinder filling for example, by changes in a camshaft phasing, a camshaft stroke adjustment, closing times of Valves and / or valves are influenced in an intake pipe and / or in an exhaust pipe.
  • a turbocharger speed, an exhaust gas mass flow, an exhaust gas enthalpy, a pressure ratio across a throttle valve of the internal combustion engine, and / or the position of a control flap of the compressor can be changed as a first variable.
  • the exhaust gas mass flow can be changed, for example, by means of an exhaust gas recirculation valve with a valve flap. This ensures, in particular, that the boost pressure of the turbocharger is brought to an optimum value.
  • the boost pressure may be further varied, for example, by a pressure ratio across a turbine of the turbocharger or by an exhaust gas temperature.
  • the first size is changed depending on one or more factors.
  • the factors may include, for example, external conditions and current thermodynamic parameters such as an ambient pressure, an ambient temperature, an intake air temperature and / or a component protection temperature, in particular an intake air temperature, the catalyst temperature and / or the turbine temperature of the turbocharger.
  • the factors can also relate to the instantaneous, current driving behavior of the motor vehicle in order to ensure the optimal acceleration behavior starting from the current movement of the motor vehicle.
  • Acceleration and / or a maximum turbocharger speed can be considered as factors.
  • the factors can also be specified by the driver.
  • the driver may set values manually, such as a maximum value, a minimum value, or the setpoint value of engine sizes.
  • the on position can be done for example via an on-board computer or a special actuator.
  • the driver may also specify a driving mode, eg, a normal, sport or fuel economy mode.
  • a firing angle and / or the position of the throttle valve are changed as a second size.
  • the ignition angle is retarded.
  • an injection of individual cylinders can be prevented and the internal combustion engine can only be operated in a partial engine operation.
  • variables of other components of the motor vehicle can be changed as a second size.
  • the coupling can be at least partially opened.
  • an electric machine can be operated as a generator. Power generated by the electric machine can be temporarily stored.
  • a first actuating element is actuated as a first event, for example by the driver.
  • the first actuating element can be designed, for example, as a switch, a lever, a knob or another MMI element in the dashboard area or on the steering wheel. If the driver knows that he wants to accelerate in a short time, for example shortly before the end of a speed limit, before the end of a construction site or before an overhaul, he operates the first actuator. The motor vehicle prepares automatically for the upcoming acceleration process.
  • a delayed response is thus avoided and ensures a sporty driving.
  • the operation of a special actuator thereby achieving a better acceleration performance, increases driving pleasure and gives the driver a sporty driving feel.
  • the overtaking process is unnecessarily prolonged.
  • the driver is already at the beginning of the overtaking process the best possible acceleration of the motor vehicle available and overtaking can be completed as quickly as possible.
  • the first event can also be detected automatically by the motor vehicle.
  • the road can be monitored automatically by means of a video surveillance system which recognizes traffic signs.
  • the detection of a sign indicating an imminent acceleration process such as the detection of a particular traffic sign, eg the end of the speed limit, the end of the construction site, the end of the overbending prohibition, constitutes the first event.
  • the driver can select, for example, which size or sizes of the components of the motor vehicle should be changed as the first size.
  • a multi-stage preparation of the acceleration process is made possible. If the driver selects a first stage, the values of the first and second variables are changed, for example, but the same gear remains engaged or the driver can switch to another gear himself. If the driver selects a second stage, the optimum gear is additionally selected and inserted automatically.
  • the first actuating element can be designed in particular as a toggle switch with two flip-flops or as two different switches or buttons. It is also conceivable that the driver selects the first stage by operating the first actuating element once and by operating the first actuating element twice within a short time interval, e.g. within half or one second, the second stage selects.
  • the change in the position of the accelerator pedal forms the second event.
  • the achievement of a kickdown position or a maximum stop of the accelerator pedal may form the second event.
  • the changes of the first and second sizes are reversed if the second event does not occur within a predetermined time interval after the first event. This ensures that the internal combustion engine and the remaining components of the motor vehicle are not set over a longer period of time with unfavorable, not optimally adjusted Operate sizes, if ultimately no acceleration process takes place. It is advisable to store the values of the first and second size before they are changed after the first event.
  • the predetermined time interval may include, for example, one, five or ten seconds. Thus, a delayed response is avoided without unnecessarily increasing fuel consumption.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control unit of a motor vehicle, is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a control device which is adapted to perform an embodiment of a method according to the invention.
  • Figure 2 shows Schamtisch a preferred embodiment of a method according to the invention as a block diagram.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 in which a piston 2 can be moved up and down in a cylinder 3.
  • a crankshaft 14 is set into a rotational movement, via which ultimately at least one wheel of the motor vehicle is driven with a drive torque.
  • the crankshaft is connected to a drive train, which usually has a gearbox, a clutch, brakes, an electric machine, etc.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, to which via valves 5, an intake pipe 6 and an exhaust pipe 7 are connected.
  • the intake pipe 6 is connected to the exhaust pipe 7 via an exhaust gas recirculation valve 13 with a valve flap 13a as an actuator for external exhaust gas recirculation.
  • the valve flap 13a can be controlled by a signal (EGR) from a control unit (ECU) 16.
  • EGR exhaust gas recirculation valve
  • ECU control unit
  • an injection valve 8 that can be controlled with a signal T 1 and a spark plug 9 that can be activated with a signal ZW are connected to the combustion chamber 4.
  • the internal combustion engine 1 according to FIG. 1 is based on the spark ignition method. It should be understood, however, that the invention is not dependent on the method of ignition of the internal combustion engine and is well suited for self-ignition internal combustion engines.
  • a boost pressure sensor 18 which outputs a signal LD indicating the boost pressure in the intake manifold, and a throttle valve 12 whose rotational position is adjustable by means of a signal DK housed.
  • the intake pipe 6 is further provided with an air mass sensor 10 and the exhaust pipe 7 with a lambda sensor 1 1.
  • the air mass sensor 10 measures the air mass of the fresh air supplied to the intake pipe 6 and generates in dependence thereon from a signal LM.
  • the lambda sensor 1 1 measures the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust pipe 7 and generates a signal lambda ( ⁇ ) in dependence thereon.
  • the lambda probe 1 1 is an exhaust system (not shown) including a catalyst, for example. 3-way catalyst, followed by.
  • the compressor 19 of a turbocharger is arranged in this example in internal combustion engines with turbocharging.
  • the compressor 19, in particular a control flap of the compressor 19, can be controlled by means of a signal KP.
  • the turbine 20 of the turbocharger is installed in internal combustion engines with turbocharging after the lambda probe 1 1, the turbine 20 of the turbocharger is installed.
  • the turbine 20, in particular a rotational speed of the turbine 20, can be controlled by means of a signal TR.
  • controller 16 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal FP indicative of the position of a driver-operable accelerator pedal 17 and thus the engine torque requested by the driver.
  • actuator 15 is present.
  • the actuator 15 is formed in this example as a driver operable button in a dashboard of the motor vehicle. Upon actuation of the button 15, a signal TB is transmitted to the control unit 16.
  • the controller 16 is adapted to perform a preferred embodiment of a method according to the invention, which is shown in Figure 2 as a block diagram to perform.
  • a motor vehicle is operated in a normal mode.
  • the current values of variables of the components of the motor vehicle such as engine sizes or sizes of the turbocharger, thereby represent normal values.
  • the motor vehicle moves at approximately constant speed, ie an approximately constant drive torque on the at least one wheel and performs no significant acceleration processes.
  • a first event indicative of an acceleration event is registered.
  • the driver operates the button 15.
  • the driver is, for example, on a country road and would like to overtake a moving in front of him motor vehicle. The driver recognizes that in the near future no counter traffic will occur and an over-hollowing process is possible and actuates the button 15.
  • step 103 the control unit 16 first stores the current values of a first and second magnitude influencing the drive torque on the at least one wheel.
  • a target value of a cylinder fill forms the first size.
  • the controller 16 increases the desired value to a value that allows an increase in the engine torque and ultimately the drive torque to the at least one wheel.
  • the control unit 16 calculates the correspondingly changed setpoint value as a function of an intake air temperature, an ambient temperature, an ambient pressure and a driving mode set by the driver.
  • control unit 16 changes a firing angle as the second variable and, for example, performs a retardation. Furthermore, the control unit 16 changes a position of the throttle valve 12 as a second quantity and, if necessary, inhibits an injection of individual cylinders 3 of the internal combustion engine 1, which leads to a reduction of the engine torque and ultimately of the drive torque to the at least one wheel.
  • the increase and decrease of the drive torque on the at least one wheel counteract each other, so that the output from the engine 1 to a drive shaft engine torque and thus the drive torque to the at least one wheel remains substantially the same.
  • the changes of the first and the second size are signaled to the driver, for example as an HMI element (human-machine).
  • HMI element human-machine
  • step 104 the control unit 16 checks whether, within a time interval of, for example, five seconds, a second event triggering the acceleration takes place.
  • a time interval of, for example, five seconds a change in the position of the accelerator pedal 17 in the sense that the driver gives more throttle represents the second event. If there is no change in the position of the accelerator pedal 17 within the time interval or the position changes such that the driver uses less gas If the driver gives and / or presses the brake, this means that the driver does not want to carry out an acceleration process.
  • the controller 16 reverses the first and second size changes in step 105 and restores the first and second sizes to the values stored at the beginning of step 103. The aforementioned signaling would be canceled.
  • step 106 the controller 16 reverses the second size change that occurred in step 103.
  • the engine torque of the internal combustion engine is increased due to the changed first size, correspondingly increases the drive torque on at least one wheel and the motor vehicle undergoes an optimal acceleration process.
  • step 107 Once the acceleration process is completed in step 107 and the speed of the motor vehicle no longer increases, the motor vehicle is operated again in the normal mode and the method returns to step 101, indicated by reference numeral 108th

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines Beschleunigungsvorgangs eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei auf ein erstes, den Beschleunigungsvorgang andeutendes Ereignis (102) hin eine erste ein Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad erhöht wird (103), und eine zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad reduziert wird (103), und wobei auf ein zweites, den Beschleunigungsvorgang auslösendes Ereignis hin die zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad erhöht wird (106).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Vorbereiten eines Beschleunigungsvorgangs eines Verbrennungsmotors
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines Beschleunigungsvorgangs eines Verbrennungsmotors.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen kommt eine Vielzahl von Systemen zum Einsatz, die das Fahrverhalten komfortabler gestalten und die den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs senken. Beispielsweise ermöglichen Automatikgetriebe oder Halbautomatikgetriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, schnelle und automatisierte Schaltvorgänge. So kann ein reduzierter Kraftstoffverbrauch erreicht werden, indem das Getriebe automatisch frühzeitig in einen höheren Gang schaltet. Mittels Turbolader können ein maximales Motordrehmoment und eine maximale Motorleistung des Verbrennungsmotors erreicht werden und bieten dem Fahrer ein komfortables und sportliches Fahrgefühl.
Möchte der Fahrer allerdings spontan einen Beschleunigungsvorgang durchführen und wünscht eine schnelle Erhöhung des Motordrehmoments, kann es zu einem verzögerten Ansprechverhalten besagter Systeme kommen. Das System schaltet unter Umständen zunächst in einen niedrigeren Gang, da beispielsweise ein Ladedruck erhöht werden muss, um ein optimales Beschleunigungsverhalten zu gewährleisten.
Insbesondere für Sportfahrzeuge stellt das Beschleunigungsverhalten einen wesentlichen Bestandteil des Fahrgefühls dar und ist für potentielle Käufer ein wich- tiger Faktor für eine Kaufentscheidung. Ein verzögertes Ansprechverhalten und ein nicht optimales Beschleunigungsverhalten stehen diesem sportlichen Fahrverhalten entgegen. Beispielsweise kann ein Fahrer nach einer Baustelle oder einem geschwindig- keitsbegrenzten Bereich auf einer Autobahn einen spontanen Beschleunigungsvorgang durchführen, um schnell wieder eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen. Bei Überhohlvorgängen auf Landstraßen ist es von großer Wichtigkeit, dass das Kraftfahrzeug ein optimales Beschleunigungsverhalten aufweist, um den Überhohlvorgang schnellstmöglich abzuschließen. Tritt allerdings ein verzögertes Ansprechverhalten auf, wird der Überholvorgang unnötig verlängert, was ein großes Sicherheitsrisiko darstellen kann, sowohl für die Insassen des überholenden Kraftfahrzeugs als auch des zu überholenden Kraftfahrzeugs und eventuellen Gegenverkehrs darstellt.
Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit bereitzustellen, um ein verzögertes Ansprechverhalten bei Beschleunigungsvorgängen zu verringern und ein optimales Beschleunigungsverhalten eines Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Vorbereiten eines Beschleunigungsvorgangs eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor angetriebenen wird, mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung Durch eine Erkennung eines ersten Ereignisses, welches auf einen in Kürze bevorstehenden Beschleunigungsvorgang hindeutet, können der Verbrennungsmotor und andere Teile, die an dem Beschleunigungsvorgang beteiligt sind, wie beispielsweise Turbolader und/oder Getriebe, rechtzeitig auf den Beschleunigungsvorgang vorbereitet werden und notwendige Maßnahmen können eingeleitet werden. Eine erste ein Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe wird auf das erste, den Beschleunigungsvorgang andeutende Ereignis hin derart verändert, dass ein optimales Beschleunigungsverhalten erreicht wird.
Als eine das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe können dabei sämtliche einstellbare Größen des Kraftfahrzeugs, die das Antriebsmoment auf die Räder und somit letztendlich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beeinflussen, gewählt werden. Die Größen können dabei auf sämtliche Komponenten des Kraftfahrzeugs wirken, beispielsweise auf den Verbrennungsmotor, das Getriebe, den Turbolader, eine Kupplung, einen elektrischen Generator oder einen Antriebsstrang.
Somit kann die erste Größe frühzeitig auf Werte eingestellt werden, die ein opti- males Beschleunigungsverhalten erlauben. Dabei wird die erste Größe zweckmäßigerweise nur so weit verändert, wie es bauteilschutztechnische Bedingungen erlauben, beispielsweise eine Katalysatortemperatur, eine Turbinentemperatur des Turboladers, ein maximaler Ladedruck. Da der Beschleunigungsvorgang zu dem ersten Ereignis allerdings noch nicht stattfindet, wird zunächst eine zweite ein Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe verändert, um der Veränderung der ersten Größe entgegenzuwirken. Das Antriebsmoment auf die Räder des Kraftfahrzeugs wird somit zunächst näherungsweise konstant gehalten, solange der Beschleuni- gungsvorgang noch nicht ausgelöst wird. Durch die Veränderung der ersten
Größe werden der Verbrennungsmotor und die anderen an dem Beschleunigungsvorgang beteiligen Komponenten des Kraftfahrzeugs auf den Beschleunigungsvorgang vorbereitet. Durch die Veränderung der zweiten Größe wird dafür gesorgt, dass die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bzw. das momentane Antriebsmoment auf die Räder des Kraftfahrzeugs zunächst noch beibehalten wird.
Findet ein zweites Ereignis statt, welches den Beschleunigungsvorgang letztendlich auslöst, wird die zweite Größe derart verändert, dass die Veränderung der zweiten Größe im Zuge des ersten Ereignisses zumindest teilweise rückgängig gemacht wird. Die Veränderung der ersten Größe wird nun wirksam und es steht sofort das optimale Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeugs zur Verfügung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein verzögertes Ansprechverhalten auf einfache Weise vermieden, ohne aufwendige Bauelemente oder großen Kostenaufwand. Da zweckmäßigerweise die erste und die zweite Größe kurz vor dem Beschleunigungsvorgang verändert werden, werden der Verbrennungsmotor und die restlichen Komponenten des Kraftfahrzeugs nur kurze Zeit mit den veränderten Werten der ersten und zweiten Größe betrieben. Somit wird der
Kraftstoffverbrauch nicht unnötig erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Nutzung bei einem Verbrennungsmotor in Kombination mit einem Turbolader, einem Kom- pressor und/oder einem Automatikgetriebe oder Halbautomatikgetriebe. Das erfindungsgemäße Verfahren soll allerdings nicht auf diese spezielle Ausgestaltung beschränkt sein, sondern eignet sich für jegliche Art von Kraftfahrzeugen.
Bevorzugt wird auf das erste und/oder zweite Ereignis hin ein eingelegter Gang verändert wird und ein geeigneter Gang wird eingelegt. Dies eignet sich insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe oder Halbautomatikgetriebe. Beispielsweise kann nach dem ersten Ereignis zunächst in einen niedrigeren Gang geschaltet werden und nach dem zweiten Ereignis in einen höheren Gang. Der automatische Schaltvorgang während eines Beschleunigungsvorgangs kann somit optimiert werden.
Vorteilhafterweise werden eine oder mehrere Motorgrößen, insbesondere Soll- Werte einer oder mehrerer Motorgrößen, als erste Größe verändert. Insbesondere wird eine Zylinderfüllung, insbesondere die Zylinderfüllung mit Luft, auf einen Wert erhöht, der größer als ein Normalwert für den Normalbetrieb des Verbrennungsmotors ist. Ein Soll-Wert der Zylinderfüllung kann beispielsweise als eine Differenz zu diesem Normalwert oder als ein Absolutwert bestimmt werden. Die Zylinderfüllung kann beispielsweise durch Veränderungen einer Nockenwellen- Phasenverstellung, einer Nockenwellen-Hubverstellung, von Schließzeiten von Ventilen und/oder von Klappen in einem Ansaugrohr und/oder in einem Abgas- rohr beeinflusst werden.
Des Weiteren können auch eine Turboladerdrehzahl, ein Abgasmassenstrom, eine Abgasenthalpie, ein Druckverhältnis über einer Drosselklappe des Verbrennungsmotors, und/oder die Stellung einer Regelklappe des Kompressors als erste Größe verändert werden. Der Abgasmassenstrom kann beispielsweise mittels eines Abgasrückführventils mit einer Ventilklappe verändert werden. Somit wird insbesondere gewährleistet, dass der Ladedruck des Turboladers auf einen op- timalen Wert gebracht wird. Der Ladedruck kann des Weiteren beispielsweise durch ein Druckverhältnis über einer Turbine des Turboladers oder durch eine Abgastemperatur verändert werden.
Vorzugsweise wird die erste Größe in Abhängigkeit von einem oder mehreren Faktoren verändert. Die Faktoren können beispielsweise äußere Gegebenheiten und aktuelle thermodynamische Größen wie einen Umgebungsdruck, eine Umgebungstemperatur, eine Ansauglufttemperatur und/oder eine Bauteilschutztemperatur, insbesondere eine Ansauglufttemperatur, die Katalysatortemperatur und/oder die Turbinentemperatur des Turboladers, umfassen. Die Faktoren kön- nen sich auch auf das momentane, aktuelle Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs beziehen, um das optimale Beschleunigungsverhalten ausgehend von der aktuellen Bewegung des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Dabei können z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl des Verbrennungsmotors, eine Stellung eines Gaspedal, ein eingelegter Gang, ein maximal mögliches, aktuelles Motordrehmoment des Verbrennungsmotors, eine maximal mögliche, aktuelle
Beschleunigung und/oder eine maximale Turboladerdrehzahl als Faktoren berücksichtigt werden. Die Faktoren können auch von dem Fahrer vorgegeben werden. Beispielsweise kann der Fahrer Werte manuell einstellen, etwa einen Maximalwert, einen Minimalwert oder den Soll-Wert von Motorgrößen. Die Ein- Stellung kann beispielsweise über einen Bordcomputer oder ein spezielles Betätigungselement erfolgen. Der Fahrer kann auch einen Fahrmodus vorgeben, z.B. einen Normal-, Sport- oder Kraftstoffsparmodus. Bevorzugt werden ein Zündwinkel und/oder die Stellung der Drosselklappe als zweite Größe verändert. Insbesondere wird der Zündwinkel nach spät verstellt. Somit wird ein Zündzeitpunkt bzw. ein Luftanteil des Kraftstoff-Luft-Gemischs verändert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einspritzung einzelner Zylinder unterbunden werden und der Verbrennungsmotor nur in einem Teilmotorbetrieb betrieben werden. Des Weiteren können auch Größen weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs als zweite Größe verändert werden. Beispielsweise kann die Kupplung zumindest teilweise geöffnet werden. Auch kann eine elektrische Maschine generatorisch betrieben werden. Von der elektrischen Maschine dabei erzeugte Leistung kann zwischengespeichert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein erstes Betätigungselement als erstes Ereignis betätigt, beispielsweise durch den Fahrer. Das erste Betätigungselement kann beispielsweise als ein Schalter, ein Hebel, ein Knopf oder ein anderes MMI Element im Armaturenbereich oder auf dem Lenkrad ausgebildet sein. Weiß der Fahrer, dass er in kurzer Zeit einen Beschleunigungsvorgang durchführen möchte, beispielsweise kurz vor dem Ende einer Geschwindigkeitsbegrenzung, vor dem Ende einer Baustellte oder vor einem Überhohlvorgang, betätigt er das erste Betätigungselement. Das Kraftfahrzeug bereitet sich automatisch auf den bevorstehenden Beschleunigungsvorgang vor.
Ein verzögertes Ansprechverhalten wird somit vermieden und ein sportliches Fahrverhalten gewährleistet. Insbesondere das Betätigen eines speziellen Betätigungselements, um dadurch ein besseres Beschleunigungsverhalten zu erreichen, erhöht den Fahrspaß und vermittelt dem Fahrer ein sportliches Fahrgefühl.
Insbesondere bei Überholvorgängen kann die Sicherheit erhöht werden. Beginnt der Fahrer einen Überholvorgang und tritt dabei ein verzögertes Ansprechverhalten auf, wird der Überholvorgang unnötig verlängert. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens steht dem Fahrer bereits zu Beginn des Überholvorgangs die bestmögliche Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung und der Überholvorgang kann schnellstmöglich beendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Ereignis auch automatisch von dem Kraftfahrzeug erkannt werden. Beispielsweise kann der Straßenverlauf mittels eines Videoüberwachungssystems, welches Verkehrsschilder erkennt, automatisch überwacht werden. Die Erkennung eines Anzeichens, das auf einen bevor- stehenden Beschleunigungsvorgang hindeutet, etwa die Erkennung eines bestimmten Verkehrsschilds, z.B. Ende der Geschwindigkeitsbegrenzung, Ende der Baustelle, Ende des Überhohlverbots, bildet das erste Ereignis.
Vorteilhafterweise stehen mittels des ersten Betätigungselements mehrere Aus- Wahlmöglichkeiten zur Verfügung. Der Fahrer kann dabei beispielsweise auswählen, welche Größe oder Größen der Komponenten des Kraftfahrzeugs als erste Größe verändert werden soll. Insbesondere wird ein mehrstufiges Vorbereiten des Beschleunigungsvorgangs ermöglicht. Wählt der Fahrer eine erste Stufe aus, werden beispielsweise die Werte der ersten und zweiten Größe verändert, aber es bleibt derselbe Gang eingelegt bzw. der Fahrer kann selbst in einen anderen Gang schalten. Wählt der Fahrer eine zweite Stufe aus, wird zusätzlich der optimale Gang automatisch ausgewählt und eingelegt. Für dieses mehrstufige Vorbereiten des Beschleunigungsvorgangs kann das erste Betätigungselement insbesondere als ein Kippschalter mit zwei Kippstufen oder als zwei unterschied- liehe Schalter bzw. Knöpfe ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass der Fahrer durch einmaliges Betätigen des ersten Betätigungselements die erste Stufe auswählt und durch zweimaliges Betätigen des ersten Betätigungselements innerhalb eines kurzen Zeitintervalls, z.B. innerhalb einer halben oder einer Sekunde, die zweite Stufe auswählt.
Vorzugsweise bildet die Veränderung der Stellung des Gaspedals das zweite Ereignis. Insbesondere kann das Erreichen einer Kickdownposition bzw. eines maximalen Anschlags des Gaspedals das zweite Ereignis bilden. Bevorzugt werden die Veränderungen der ersten und der zweiten Größe rückgängig gemacht, wenn das zweite Ereignis nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem ersten Ereignis stattfindet. Somit wird gewährleistet, dass der Verbrennungsmotor und die restlichen Komponenten des Kraftfahrzeugs nicht über einen längeren Zeitraum mit ungünstigen, nicht optimal eingestellten Größen betrieben werden, falls letztendlich doch kein Beschleunigungsvorgang stattfindet. Dabei bietet es sich an, die Werte der ersten und zweiten Größe, bevor sie im nach dem ersten Ereignis verändert werden, abzuspeichern. Das vorbestimmte Zeitintervall kann beispielsweise eine, fünf oder zehn Sekunden um- fassen. Somit wird ein verzögertes Ansprechverhalten vermieden, ohne dabei den Kraftstoffverbrauch unnötig zu erhöhen.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungs- gemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhan- den ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dem auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einen Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Figur 2 zeigt schamtisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockdiagramm.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 auf- und abbewegbar ist. Durch den Kolben wird eine Kurbelwelle 14 in eine Drehbewegung versetzt, über die letztendlich wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmoment angetrieben wird. Die Kurbelwelle ist dazu mit einem Antriebsstrang verbunden, der üblicherweise ein Getriebe, eine Kupplung, Bremsen, eine elektrische Maschine usw. aufweist.
Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, an den über Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein Abgasrohr 7 angeschlossen sind. Das Ansaugrohr 6 ist mit dem Abgasrohr 7 über ein Abgasrückführventil 13 mit einer Ventilklappe 13a als Stellglied zur externen Abgasrückführung verbunden. Die Ventilklappe 13a ist mit einem Signal EGR von einem Steuergerät (ECU) 16 ansteuerbar. Des Weiteren sind mit dem Brennraum 4 ein mit einem Signal Tl ansteuerbares Einspritzventil 8 und eine mit einem Signal ZW ansteuerbare Zündkerze 9 verbunden. Der Verbrennungsmotor 1 gemäß Figur 1 beruht auf dem Fremdzündungsverfahren. Es sei jedoch klargestellt, dass die Erfindung nicht vom Zündverfahren des Verbrennungsmotors abhängt und auch für Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung gut geeignet ist.
In dem Ansaugrohr 6 sind ein Ladedrucksensor 18, der ein Signal LD ausgibt, das den Ladedruck im Saugrohr anzeigt, und eine Drosselklappe 12, deren Drehstellung mittels eines Signals DK einstellbar ist, untergebracht. Das Ansaugrohr 6 ist weiterhin mit einem Luftmassensensor 10 und das Abgasrohr 7 mit einem Lambda-Sensor 1 1 versehen. Der Luftmassensensor 10 misst die Luftmasse der dem Ansaugrohr 6 zugeführten Frischluft und erzeugt in Abhängigkeit da- von ein Signal LM. Der Lambda-Sensor 1 1 misst den Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgasrohr 7 und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal Lambda (λ). Der Lambda-Sonde 1 1 ist eine Auspuffanlage (nicht gezeigt) einschließlich eines Katalysators, bspw. 3-Wege-Katalysators, nachgeschlossen.
Zwischen dem Luftmassensensor 10 und der Drosselklappe 12 ist in diesem Beispiel bei Verbrennungsmotoren mit Turboaufladung der Kompressor 19 eines Turboladers angeordnet. Der Kompressor 19, insbesondere eine Regelklappe des Kompressors 19, ist mittels eines Signals KP ansteuerbar. Bei Verbrennungsmotoren mit Turboaufladung ist nach der Lambda-Sonde 1 1 die Turbine 20 des Turboladers verbaut. Die Turbine 20, insbesondere eine Drehzahl der Turbine 20, ist mittels eines Signals TR ansteuerbar.
Des Weiteren ist das Steuergerät 16 mit einem Gaspedalsensor verbunden, der ein Signal FP erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Gaspedals 17 und damit das von dem Fahrer angeforderte Motordrehmoment angibt.
Weiterhin ist Betätigungselement 15 vorhanden. Das Betätigungselement 15 ist in diesem Beispiel als ein von dem Fahrer betätigbarer Knopf in einem Armaturenbereich des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Bei Betätigung des Knopfes 15 wird ein Signal TB an das Steuergerät 16 übertragen.
Das Steuergerät 16 ist dazu eingerichtet eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches in Figur 2 als ein Blockdiagramm dargestellt ist, durchzuführen.
In Schritt 101 wird ein Kraftfahrzeug in einem Normalbetrieb betrieben. Die aktuellen Werte von Größen der Komponenten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Motorgrößen oder Größen des Turboladers, stellen dabei Normalwerte dar. Das Kraftfahrzeug bewegt sich dabei mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit, also einem annähernd konstantem Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad und vollführt keine signifikanten Beschleunigungsvorgänge. In Schritt 102 wird ein erstes, einen Beschleunigungsvorgang andeutendes, Ereignis registriert. In diesem Beispiel betätigt der Fahrer den Knopf 15. Der Fahrer befindet sich beispielsweise auf einer Landstraße und möchte ein vor ihm fahrendes Kraftfahrzeug überholen. Der Fahrer erkennt, dass demnächst kein Ge- genverkehr entgegenkommt und ein Überhohlvorgang möglich ist und betätigt den Knopf 15.
In Schritt 103 speichert das Steuergerät 16 zunächst die aktuellen Werte einer ersten und zweiten das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflus- senden Größe. In diesem Beispiel bildet ein Soll-Wert einer Zylinderfüllung die erste Größe. Das Steuergerät 16 erhöht den Soll-Wert auf einen Wert, der eine Erhöhung des Motordrehmoments und letztendlich des Antriebsmoments auf das wenigstens eine Rad erlaubt. Das Steuergerät 16 berechnet den entsprechend veränderten Soll-Wert in Abhängigkeit von einer Ansauglufttemperatur, einer Umgebungstemperatur, einem Umgebungsdruck und einem vom Fahrer eingestellten Fahrmodus.
Gleichzeitig verändert das Steuergerät 16 als zweite Größe einen Zündwinkel und führt beispielsweise eine Spätverstellung durch. Des Weiteren verändert das Steuergerät 16 eine Stellung der Drosselklappe 12 als zweite Größe und unterbindet, wenn nötig, eine Einspritzung einzelner Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 1 , was zu einer Verringerung des Motordrehmoments und letztendlich des Antriebsmoments auf das wenigstens eine Rad führt. Die Erhöhung und Verringerung des Antriebsmoments auf das wenigstens eine Rad wirken einander ent- gegen, sodass das von dem Verbrennungsmotor 1 an eine Antriebswelle abgegebene Motordrehmoment und somit das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad im Wesentlichen gleich bleibt.
Vorzugsweise werden die Veränderungen der ersten und der zweiten Größe dem Fahrer signalisiert, beispielsweise auf einer als HMI-Element (Human-Machine-
Interface) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Display, Leuchtsignal o.ä. So kann der Fahrer feststelle, ob bei Betätigung des Fahrpedals tatsächlich ein verbessertes Beschleunigungsverhalten zu erwarten ist, und er kann sein Fahrverhalten entsprechend anpassen. In Schritt 104 überprüft das Steuergerät 16, ob innerhalb eines Zeitintervalls von beispielsweise fünf Sekunden ein zweites, den Beschleunigungsvorgang auslösenden, Ereignis stattfindet. In diesem Beispiel stellt eine Änderung der Stellung des Gaspedals 17 in dem Sinne, dass der Fahrer mehr Gas gibt, das zweite Ereignis dar. Erfolgt innerhalb des Zeitintervalls keine Änderung der Stellung des Gaspedals 17 oder ändert sich die Stellung derart, dass der Fahrer weniger Gas gibt und/oder betätigt der Fahrer die Bremse, bedeutet dies, dass der Fahrer keinen Beschleunigungsvorgang durchführen möchte. In diesem Fall macht das Steuergerät 16 in Schritt 105 die Veränderung der ersten und zweiten Größe rückgängig und ändert die erste und zweite Größe wieder auf die Werte, welche zu Beginn von Schritt 103 gespeichert wurden. Die zuvor genannte Signalisierung würde aufgehoben.
Gibt der Fahrer innerhalb des Zeitintervalls mehr Gas, möchte er einen Beschleunigungsvorgang durchführen. In diesem Beispiel eines Überhohlvorgangs gibt der Fahrer nun Gas, um auszuscheren und den Überhohlvorgang zu beginnen. In Schritt 106 macht das Steuergerät 16 die Veränderung der zweiten Größe, die in Schritt 103 stattgefunden hat, rückgängig. Das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors wird aufgrund der veränderten ersten Größe erhöht, entsprechend erhöht sich auch das Antriebsmoment das auf wenigstens eine Rad und das Kraftfahrzeug erfährt einen optimalen Beschleunigungsvorgang.
Sobald der Beschleunigungsvorgang in Schritt 107 beendet ist und sich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht mehr erhöht, wird das Kraftfahrzeug wieder in dem Normalbetrieb betrieben und das Verfahren kehrt zu Schritt 101 zurück, angedeutet durch Bezugszeichen 108.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Vorbereiten eines Beschleunigungsvorgangs eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs von einem Verbrennungsmotor (1 ) angetrieben wird, wobei
auf ein erstes, den Beschleunigungsvorgang andeutendes Ereignis (102) hin eine erste ein Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad erhöht wird (103), und
eine zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad reduziert wird (103), und
auf ein zweites, den Beschleunigungsvorgang auslösendes Ereignis hin die zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe derart verändert wird, dass das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad erhöht wird (106).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei auf das erste, den Beschleunigungsvorgang andeutende Ereignis (102) und/oder auf das zweite den Beschleunigungsvorgang auslösende Ereignis hin ein eingelegter Gang verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine ein Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (1 ) beeinflussende Größe als die erste und/oder die zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe verändert wird (103).
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
eine Zylinderfüllung in einem Brennraum (4) eines Zylinders (3) des Verbrennungsmotors (1 ), ein Druckverhältnis über einer Drosselklappe (12) des Verbrennungsmotors (1 ),
eine Turboladerdrehzahl eines Turboladers (20) des Verbrennungsmotors (1 ),
ein Abgasmassenstrom in einem Abgasrohr (7) des Verbrennungsmotors (1 ).
eine Abgasenthalpie und/oder
eine Stellung einer Regelklappe eines Kompressors (19) des Verbrennungsmotors (1 )
als die erste das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe verändert wird (103).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Faktoren verändert wird:
einem Umgebungsdruck,
einer Umgebungstemperatur,
einer Ansauglufttemperatur,
einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit,
einer Stellung eines Gaspedal (17),
einem maximal möglichen, aktuellen Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (1 ),
einer maximal möglichen, aktuellen Beschleunigung,
einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors (1 ),
einem eingelegten Gang,
einer Bauteilschutztemperatur,
einer maximalen Turboladerdrehzahl eines Turboladers (20) des Verbrennungsmotors (1 ),
einem Fahrmodus und/oder
einem von einem Fahrer eingestellten Wert.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Zündwinkel, eine Stellung der Drosselklappe (12), eine Einspritzung eines Zylinder (3) des Verbrennungsmotors (1 ), ein von einem Elektromotor abgenommenes Drehmoment und/oder eine Kupplungsstellung als die zweite das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussende Größe verändert werden (103). 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Betätigung eines Betätigungselements (15) das erste, einen Beschleunigungsvorgang andeutende, Ereignis ist (102).
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Verände- rung einer Stellung des Gaspedals (17) das zweite, den Beschleunigungsvorgang auslösende, Ereignis ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Veränderungen der ersten und der zweiten das Antriebsmoment auf das wenigstens ei- ne Rad beeinflussende Größe rückgängig gemacht werden (105), wenn das zweite, den Beschleunigungsvorgang auslösende, Ereignis nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem ersten, den Beschleunigungsvorgang andeutenden, Ereignis stattfindet. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Veränderung der ersten ein Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussenden Größe auf das erste, den Beschleunigungsvorgang andeutende Ereignis (102) hin und/oder die Veränderung der zweiten das Antriebsmoment auf das wenigstens eine Rad beeinflussenden Größe auf das erste, den Be- schleunigungsvorgang andeutende Ereignis (102) hin über eine Anzeigeeinrichtung signalisiert wird.
1 1 . Recheneinheit (16), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die eine Recheneinheit (16) veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn sie auf der Recheneinheit (16), insbesondere nach Anspruch 1 1 , ausgeführt werden.
13. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.
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