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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Antriebseinheit, insbesondere eines Fahrzeugs, bei denen Verluste einer Ausgangsgröße der Antriebseinheit, insbesondere eines Drehmoments, während mindestens einer Betriebsphase, insbesondere einer Leerlaufbetriebsphase, der Antriebseinheit adaptiert werden, wurden beispielsweise aus einer mittels der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 005 701 A1 nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung bekannt.
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Des Weiteren offenbart die
DE 199 583 85 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit, durch das ohne zusätzlichen Hardwareaufwand ein defekter Temperatursensor oder/und ein defekter Kühlwasserthermostat sicher diagnostiziert werden kann. Aus der Druckschrift
DE 699 119 03 T2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit bekannt. Es erfolgt eine Adaption während mindestens einer Betriebsphase der Antriebseinheit. Dabei beispielsweise eine Bremsbestätigungsvariable gelernt, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und festgestellt wird, dass die Bremsbetätigungseinrichtung bedient wird. Aus der
US 2004/0015285 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit bekannt. Während einer Betriebsphase der Antriebseinheit findet eine Adaption statt. Diese Adaption kann beispielsweise eine Steuergröße sein. Als Beispiele sind hier ein Verhältnis für einen aktuellen Wert und einen Zielwert für eine eingelassene Luftmassenmenge aufgeführt. Darüber hinaus wird auf die nachveröffentlichte Druckschrift
DE 10 2004 049 345 A1 verwiesen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass mit Abschluss einer erfolgreichen Adaption ein Abstellen der Antriebseinheit freigegeben wird. Auf diese Weise lässt sich die Antriebseinheit auch in einer Betriebsphase abstellen, in der zuvor erfolgreich die Verluste der Ausgangsgröße adaptiert wurden. Die Verlustadaption und das Abstellen der Antriebseinheit können somit in ein und derselben Betriebsphase miteinander koordiniert werden und stehen nicht mehr im Widerspruch zueinander.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine erfolgreiche Adaption dann erkannt wird, wenn die Adaption der Verluste auf einen stationären Zielwert eingeschwungen ist. Dies stellt eine besonders einfache und wenig aufwendige Möglichkeit zur Detektion einer erfolgreichen Adaption dar.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn mit Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit eine erneute Adaption der Verluste gesperrt wird. Auf diese Weise wird eine Adaption der Verluste während der Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit verhindert. Auch auf diese Weise wird ein Konflikt zwischen einem Wunsch nach Abstellen der Antriebseinheit und einem Wunsch nach erneuter Adaption der Verluste vermieden.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit mindestens für die Betriebsphase erfolgt, in der die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde. Auf diese Weise wird es überhaupt erst ermöglicht, in der Betriebsphase, in der die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde, nach Abschluss der erfolgreichen Adaption auch das Abstellen der Antriebseinheit zu ermöglichen. Die Zeitdauer einer Blockade des Absperrens der Antriebseinheit in einer solchen Betriebsphase kann somit minimiert werden. Dies ist besonders bei Hybrid-Antriebseinheiten, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfassen, von Vorteil, weil dort im Vergleich zu einem reinen Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor viel häufiger abgestellt werden soll und damit viel weniger Leerlaufphasen mit laufendem Verbrennungsmotor vorhanden sind. Dasselbe gilt für Start-Stopp-Antriebseinheiten zum Antrieb von Fahrzeugen, die bei einem Fahrzeugstillstand, statt des Leerlaufbetriebszustandes einzuschalten, die Antriebseinheit abstellen. In beiden Fällen wird durch die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit mit Abschluss einer erfolgreichen Adaption ein Abstellen der Antriebseinheit, insbesondere des Verbrennungsmotors, auch in den Betriebsphasen, insbesondere in den Leerlaufbetriebsphasen, ermöglicht, die für die Durchführung der Adaption der Verluste vorgesehen sind.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit mindestens bis zum Ende des Fahrzyklus erfolgt, in dem die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde. Auf diese Weise wird die Anzahl derjenigen Betriebsphasen der Antriebseinheit, die für die Adaption der Verluste vorgesehen sind, minimiert, ohne dass dies die Genauigkeit des aktuell vorliegenden Adaptionsergebnisses wesentlich beeinträchtigt. Insofern kann auch von einer Optimierung der Anzahl der fiir die Adaption der Verluste vorgesehenen Betriebsphasen der Antriebseinheit gesprochen werden.
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Diese kann noch weiter minimiert bzw. optimiert werden, wenn die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit nach einer erfolgreichen Adaption in einem Fahrzyklus der Antriebseinheit mindestens bis zum Ende einer vorgegebenen Anzahl nachfolgender Fahrzyklen der Antriebseinheit erfolgt.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn die vorgegebene Anzahl abhängig von einer zeitlichen Änderung interner Verluste, insbesondere abhängig von einer Änderung der Viskosität des Motoröls, bestimmt wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Adaptionsergebnis auch bis zum Ende der vorgegebenen Anzahl nachfolgender Fahrzyklen der Antriebseinheit im Wesentlichen seine Gültigkeit behält.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn während der Adaption ein Abstellen der Antriebseinheit gesperrt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Adaption der Verluste in einer dafür vorgesehenen Betriebsphase der Antriebseinheit erfolgreich abgeschlossen werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Aufhebung der Sperrung der Adaption der Verluste erfolgt, wenn eine Zustandsänderung eines Verbrauchers oder Nebenaggregats detektiert wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Adaption der Verluste schnellstmöglich nach einer Zustandsänderung eines Verbrauchers oder Nebenaggregats aktualisiert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn mindestens zwei zeitlich zurückliegende Adaptionsergebnisse für unterschiedliche Verluste, die sich in mindestens einer Verlustquelle unterscheiden, miteinander verglichen werden und dass abhängig vom Vergleichsergebnis der der mindestens einen Verlustquelle zugeordnete Anteil der Adaption ermittelt wird. Auf diese Weise wird eine gezielte Verlustmomentenkompensation allein aufgrund der Kenntnis einer zugeschalteten Verlustquelle möglich.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- 1 ein Blockschaltbild einer als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebseinheit,
- 2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
- 3 einen Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 eine Antriebseinheit. Die Antriebseinheit 1 umfasst eine Brennkraftmaschine bzw. einen Verbrennungsmotor 45, dem über eine Luftzufuhr 25 Frischluft zugeführt ist. Der Verbrennungsmotor 45 kann beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass der Verbrennungsmotor 45 als Ottomotor ausgebildet ist. Die Strömungsrichtung der Frischluft in der Luftzufuhr 25 ist in 1 durch Pfeile gekennzeichnet. In der Luftzufuhr 25 ist eine Drosselklappe 35 angeordnet, durch deren Position der Luftmassenstrom zum Verbrennungsmotor 45 beeinflusst wird. Die Position der Drosselklappe 35 wird von einer Motorsteuerung 97 eingestellt. Für den Fall, dass die Antriebseinheit 1 ein Fahrzeug antreibt, kann dabei die Motorsteuerung 97 in dem Fachmann bekannter Weise die Position der Drosselklappe 35 abhängig von der Stellung eines Fahrpedals einstellen. Ferner umfasst die Drosselklappe 35 eine in 1 nicht explizit dargestellte Lagerückmeldungsvorrichtung, beispielsweise in Form eines Drosselklappenpotentiometers, das die Position der Drosselklappe 35 misst und ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 97 überträgt. Stromauf der Drosselklappe 35 ist in der Luftzufuhr 25 optional ein Luftmassenmesser 30 angeordnet. Der Luftmassenmesser 30 kann beispielsweise als Heißfilmluftmassenmesser oder als Ultraschallluftmassenmesser ausgebildet sein und misst den dem Verbrennungsmotor 45 über die Luftzufuhr 25 zugeführten Luftmassenstrom. Ein entsprechendes Messsignal wird vom Luftmassenmesser 30 an die Motorsteuerung 97 übertragen. Der Luftmassenmesser 30 ist alternativ oder zusätzlich zum Drosselklappenpotentiometer vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ zum Drosselklappenpotentiometer oder zum Luftmassenmesser 30 ist stromab der Drosselklappe 35 ein Drucksensor 40 in einem Saugrohr 95 der Antriebseinheit 1 angeordnet, der den Druck im Saugrohr 95 misst und ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 97 weiterleitet. Dabei wird der Abschnitt der Luftzufuhr, der sich stromab der Drosselklappe 35 befindet, als Saugrohr bezeichnet. Einem nicht näher in 1 dargestellten Brennraum des Verbrennungsmotors 45 wird über ein Einspritzventil 60 Kraftstoff zugeführt. Das Einspritzventil 60 wird dabei von der Motorsteuerung 97 beispielsweise zur Einstellung eines vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses angesteuert.
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Im Falle eines Dieselmotors kann die Motorsteuerung 97 das Einspritzventil 60 auch abhängig von der Fahrpedalstellung zur Einspritzung einer entsprechenden Kraftstoffmenge ansteuern, wenn die Antriebseinheit 1 ein Fahrzeug antreibt. Ferner ist im Falle des als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungsmotors 45 eine Zündkerze 65 vorgesehen, die das im Brennraum des Verbrennungsmotors 45 befindliche Luft-/Kraftstoffgemisch zündet. Dabei ist die Zündkerze 65 von der Motorsteuerung 97 angesteuert. Die Ansteuerung kann beispielsweise zur Einstellung einer vorgegebenen Momentenreserve oder zur Aufheizung eines in 1 nicht dargestellten Katalysators in einem Abgasstrang 70 der Antriebseinheit 1 erfolgen. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses im Brennraum des Verbrennungsmotors 45 erzeugte Abgas wird in den Abgasstrang 70 ausgestoßen. Ein Drehzahlsensor 55 im Bereich des Verbrennungsmotors 45 ermittelt in dem Fachmann bekannter Weise die Drehzahl des Verbrennungsmotors 45 und überträgt ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 97. Ferner ist optional auch ein Temperatursensor 50 vorgesehen, der eine Temperatur der Antriebseinheit 1, insbesondere des Verbrennungsmotors 45, misst und ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 97 überträgt. Dabei kann die Temperatur des Verbrennungsmotors 45 beispielsweise als Motoröltemperatur oder als Kühlwassertemperatur vom Temperatursensor 50 gemessen werden.
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Für die Steuerung der Stellgrößen zur Einstellung der Position der Drosselklappe 35, der Einspritzmenge und des Einspritzbeginns des Einspritzventils 60 sowie des Zündzeitpunktes der Zündkerze 65 ist es erforderlich, dass die Motorsteuerung 97 die Verluste einer Ausgangsgröße der Antriebseinheit 1 kennt. Die Ausgangsgröße der Antriebseinheit 1 kann dabei beispielsweise ein Drehmoment oder eine Leistung oder eine von Drehmoment und/oder Leistung abgeleitete Größe sein. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass es sich bei der Ausgangsgröße um ein Drehmoment, insbesondere das vom Verbrennungsmotor 45 abgegebene Drehmoment handelt.
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Weitere Komponenten der Antriebseinheit, wie beispielsweise ein Elektromotor im Falle eines Hybrid-Antriebskonzeptes sind in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt und für das Verständnis und die Funktion der Erfindung auch nicht unbedingt erforderlich, auch wenn sich das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung in besonderer Weise für ein solches hybrides Antriebskonzept eignet, weil ein solches hybrides Antriebskonzept oder auch ein Start-Stopp-Antriebskonzept nur wenig oder gar keine Leerlaufbetriebsphasen aufweist im Vergleich zu einer herkömmlichen Antriebseinheit, die ausschließlich einen Verbrennungsmotor als Antriebsmotor umfasst.
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Bei den Verlusten des Drehmoments der Antriebseinheit, die im Folgenden auch als Verlustmomente bezeichnet werden, gibt es im Wesentlichen zwei unterschiedliche Gruppen, nämlich die externen Verlustmomente und die internen Verlustmomente. Die externen Verlustmomente entstehen durch das Zuschalten von Nebenaggregaten, wie beispielsweise Klimaanlage, Servoaggregate, Autoradio, usw. Die internen Verlustmomente entstehen beispielsweise durch die Motorreibung und durch Ladungswechselverluste. Die externen Verlustmomente lassen sich beispielsweise vom Hersteller der Nebenaggregate abhängig vom jeweiligen Betriebspunkt der Antriebseinheit 1, insbesondere hinsichtlich Motordrehzahl und Motorlast vorgeben und mittels einer Vorsteuerung berücksichtigen. Die Motorlast kann dabei beispielsweise aus der eingespritzten Kraftstoffmenge oder dem Luftmassenstrom, insbesondere in Form der Brennraumfüllung, in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt werden. Aufgrund von Alterungserscheinungen, Abnutzung bzw. Verschleiß der Nebenaggregate sind die externen Verlustmomente jedoch Änderungen unterworfen und müssen daher korrigiert werden. Entsprechend sind die internen Verlustmomente Schwankungen unterworfen, die ebenfalls kompensiert werden müssen, um die aktuellen Verlustmomente bei der Steuerung der Antriebseinheit möglichst genau berücksichtigen zu können. Die Schwankungen der internen Verlustmomente ergeben sich beispielsweise durch unterschiedliche Motorölqualitäten im Hinblick auf die Motorreibung bzw. im Hinblick auf unterschiedliche Ladungswechselverluste abhängig vom aktuellen Saugrohrdruck, von der aktuellen Drosselklappenposition oder vom aktuellen Luftmassenstrom. So geht beispielsweise beim Schließen der Drosselklappe 35 der Saugrohrdruck nach unten in Richtung zur Erzeugung eines größeren Unterdruckes, wodurch höhere Ladungswechselverluste bedingt sind. Bislang wurde die Korrektur bzw. Adaption des Verlustmomente, also sowohl der internen als auch der externen Verlustmomente, während eines Leerlaufbetriebszustandes der Antriebseinheit 1 bei warmem Motor und stehendem Fahrzeug durchgeführt. Das bedeutet, dass es bislang keine Leerlaufbetriebszustände oder Leerlaufbetriebsphasen der Antriebseinheit ohne aktive Adaption der Verlustmomente gab.
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In der Verlustmomentenadaption wird zwischen verschiedenen Adaptionsbereichen unterschieden, die durch die aktuelle Konfiguration der Antriebseinheit bzw. durch die gerade aktiven Verlustmomente bestimmt sind. Als Beispiele hierfür lässt sich ein erster Adaptionsbereich anführen, bei dem der Motor aktiv und eine Klimaanlage nicht aktiv ist. In einem zweiten Adaptionsbereich sind Motor und Klimaanlage aktiv. Weitere Adaptionsbereiche können zusätzlich oder alternativ zur Klimaanlage einen oder mehrere weitere aktive oder nicht aktive Verbraucher bzw. Nebenaggregate vorsehen, wie zum Beispiel Servolenkung, Autoradio, elektrische Fensterheber, elektrisches Schiebedach, usw.
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Für Antriebssysteme oder -konzepte, bei denen der Leerlaufbetriebszustand vergleichsweise selten eingestellt wird, wie beispielsweise bei den beschriebenen Hybrid-Antriebssystemen oder Start-Stopp-Antriebskonzepten, ist eine Adaption der Verlustmomente während der Leerlaufbetriebsphasen der Antriebseinheit 1 problematisch.
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Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, mit Abschluss einer erfolgreichen Adaption der Verluste der Antriebseinheit während einer dafür geeigneten Betriebsphase, beispielsweise einer Leerlaufbetriebsphase, ein Abstellen der Antriebseinheit 1 freizugeben. Dies eignet sich sowohl für Antriebseinheiten, die als Antriebsmotor lediglich den Verbrennungsmotor 45 umfassen, als auch besonders für die beschriebenen Hybrid-Antriebssysteme und Start-Stopp-Antriebskonzepte. Auf diese Weise müssen nicht eigens, zum Beispiel bei stillstehendem Fahrzeug und warmen Motor, Leerlaufbetriebsphasen der Antriebseinheit 1 eingestellt werden, um die Verlustmomentenadaption durchzuführen, wobei ein Abstellen der Antriebseinheit 1 während dieser Leerlaufbetriebsphase verhindert wird. Vielmehr wird auch für eine zur Verlustmomentenadaption vorgesehene Leerlaufbetriebsphase ein Abstellen der Antriebseinheit 1 freigegeben, sobald die Adaption erfolgreich abgeschlossen wurde. Somit lässt sich der Einsatz einer Leerlaufbetriebsphase zur Verlustmomentenadaption auf das erforderliche zeitliche Minimum reduzieren und ein Kompromiss zwischen einem Verlustmomentenadaptionswunsch einerseits und einem Abstellwunsch der Antriebseinheit andererseits erzielen.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 15 in Form eines Funktionsdiagramms dargestellt, das auch zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Die Vorrichtung 15 kann dabei beispielsweise software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 97 implementiert oder mit dieser identisch sein, wobei weitere Komponenten der Motorsteuerung, die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, nicht dargestellt sind. Die Vorrichtung 15 umfasst ein Kennfeld 5, dem beispielsweise vom Saugrohrdrucksensor 40 der gemessene Saugrohrdruck und vom Drehzahlsensor 55 die gemessene Motordrehzahl als Eingangsgrößen zugeführt werden. Der Saugrohrdruck stellt dabei eine die Motorlast kennzeichnende Betriebsgröße der Antriebseinheit 1 dar. Alternativ kann auch eine andere Betriebsgröße der Antriebseinheit als die Motorlast kennzeichnende Betriebsgröße verwendet werden, beispielsweise der vom Luftmassenmesser 30 gemessene Luftmassenstrom. Allein aus Motordrehzahl und Motorlast lässt sich mit Hilfe des Kennfeldes 5 das gesamte Verlustmoment der Antriebseinheit 1, also sowohl die internen als auch die externen Verlustmomente, modellieren. Das Kennfeld 5 kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen in dem Fachmann bekannter Weise und unter Zuhilfenahme der Hinweise der Hersteller zu den betriebspunktabhängigen Verlustmomenten der Nebenaggregate appliziert werden. Der vom Kennfeld 5 gelieferte Wert für das gesamte Verlustmoment kann somit als Vorsteuerwert verwendet werden. Dieser Vorsteuerwert wird mit den aktuell ermittelten Verlustmomenten, die am Triebstrang wirken, verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses wird das Kennfeld 5 und damit das mittels des Kennfeldes 5 ermittelte gesamte Verlustmoment adaptiert. Das Verlustmoment kann alternativ auch auf andere dem Fachmann bekannte Weise ermittelt bzw. adaptiert werden.
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Das so adaptierte gesamte Verlustmoment am Ausgang des Kennfeldes 5 ist über einen gesteuerten Schalter 20 einer Prüfeinheit 105 zufiihrbar. Die Prüfeinheit 105 prüft, ob die Adaption des gesamten Verlustmomentes erfolgreich abgeschlossen wurde. Dies kann dadurch erfolgen, dass geprüft wird, ob die Adaption der Verluste bzw. des gesamten Verlustmomentes auf einen stationären Zielwert eingeschwungen ist. Dies kann wiederum dadurch geprüft werden, ob sich das empfangene adaptierte gesamte Verlustmoment innerhalb einer vorgegebenen Zeit betragsmäßig nicht mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert ändert, wobei sowohl die vorgegebene Zeit als auch der vorgegebene Toleranzwert auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden können. Dazu sollten die vorgegebene Zeit groß genug und der vorgegebene Toleranzwert betragsmäßig klein genug sein, um sicherzustellen, dass das adaptierte gesamte Verlustmoment tatsächlich auf einen stationären Zielwert eingeschwungen ist. Andererseits sollte die vorgegebene Zeit möglichst klein und der vorgegebene Toleranzwert möglichst groß gewählt werden, um möglichst schnell einen erfolgreichen Abschluss der Adaption detektieren zu können. Es muss also ein Kompromiss zwischen Schnelligkeit der Adaption einerseits und Genauigkeit der Adaption andererseits durch die Applikation der vorgegebenen Zeit und des vorgegebenen Toleranzwertes erzielt werden.
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Sobald die Prüfeinheit 105 in der beschriebenen Weise detektiert, dass das empfangene adaptierte gesamte Verlustmoment auf einen stationären Zielwert eingeschwungen ist, veranlasst sie, dass ein nachfolgender erster Speicher 106 seinen gespeicherten Wert, der dem bei der vorhergehenden Adaption ermittelten adaptierten gesamten Verlustmoment entspricht, einem zweiten Speicher 100 zugeführt wird und diesen überschreibt, während der erste Speicher 106 mit dem aktuell ermittelten stationär eingeschwungenen adaptierten gesamten Verlustmoment überschrieben wird. Sowohl der Inhalt des ersten Speichers 106 als auch der Inhalt des zweiten Speichers 100 werden einer Vergleichseinheit 90 zugeführt, die somit den aktuell ermittelten eingeschwungenen adaptierten gesamten Verlustmomentenwert mit dem bei der vorhergehenden Adaption ermittelten eingeschwungenen adaptierten gesamten Verlustmomentenwert vergleicht und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses, beispielsweise der Differenz, ein entsprechendes Vergleichssignal oder -ergebnis V abgibt. Der beschriebene Vergleich der Adaptionswerte ist dabei jedoch optional.
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Die Prüfeinheit 105 erzeugt mit Abschluss der erfolgreichen Adaption ein Freigabesignal F und leitet dieses an eine erste Freigabeeinheit 85 weiter. Mit Empfang des Freigabesignals F, beispielsweise in Form eines Setzimpulses, wird die erste Freigabeeinheit 85 dazu veranlasst, ein Abstellen der Antriebseinheit 1 freizugeben. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Setzsignals am Ausgang der ersten Freigabeeinheit 85. Dabei wird das Ausgangssignal der ersten Freigabeeinheit 85 mit Empfang des Freigabesignals F, also beispielsweise der positiven Flanke des Setzimpulses des Freigabesignals F, gesetzt und erst dann wieder zurückgesetzt, wenn die erste Freigabeeinheit 95 ein Sperrsignal S erhält. Solange das Ausgangssignal der ersten Freigabeeinheit 85 gesetzt ist, ist eine Abschaltung oder ein Abstellen der Antriebseinheit 1 freigegeben und wird umgesetzt, sobald ein Abstellwunsch vorliegt.
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Das Freigabesignal F wird außerdem einer zweiten Freigabeeinheit 110 zugeführt, die wiederum den gesteuerten Schalter 20 ansteuert. Mit Empfang des Freigabesignals F, also beispielsweise der positiven Flanke des entsprechenden Setzimpulses, veranlasst die zweite Freigabeeinheit 110 das Öffnen des gesteuerten Schalters 20 mit der Folge, dass der Ausgang des Kennfeldes 5 vom Eingang der Prüfeinheit 105 getrennt und damit sozusagen die Adaption des gesamten Verlustmomentes gesperrt wird.
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Somit wird mit der Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit 1 auch eine erneute Adaption des gesamten Verlustmomentes gesperrt.
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Es ist nun ferner eine Verbraucherdetektionseinheit 120 vorgesehen, die mit einem oder mehreren Verbrauchern oder Nebenaggregaten 10, 80 verbunden ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Verbraucherdetektions-einheit 120 mit zwei Verbrauchern 10, 80 verbunden, beispielsweise einer Klimaanlage und einem Servoaggregat. Mit Aktivierung eines ersten Verbrauchers 10, beispielsweise der Klimaanlage, sendet der erste Verbraucher 10 ein Setzsignal an die Verbraucherdetektionseinheit 120, das mit Deaktivierung des ersten Verbrauchers 10 wieder zurückgesetzt wird. Somit wird die positive Flanke des Setzsignals von der Verbraucherdetektions-einheit 120 dahingehend interpretiert, dass der erste Verbraucher 10 aktiviert wurde und die negative Flanke des Setzsignals wird von der Verbraucherdetektionseinheit 120 dahingehend detektiert, dass der erste Verbraucher 10 deaktiviert wurde. Entsprechend wertet die Verbraucherdetektionseinheit 120 ein Setzsignal von einem zweiten Verbraucher 80, beispielsweise einem Servoaggregat, aus. Stellt die Verbraucherdetektionseinheit 120 anhand der von den Verbrauchern 10, 80 empfangenen Signale fest, dass einer der beiden Verbraucher 10, 80 aktiviert oder deaktiviert wurde, so sendet sie ein Freigabesignal FS, beispielsweise in Form eines Setzimpulses, an die zweite Freigabeeinheit 110. Mit Empfang eines solchen Freigabesignals FS, das beispielsweise anhand der positiven Flanke des Setzimpulses detektiert werden kann, stellt die zweite Freigabeeinheit 110 fest, dass sich das adaptierte gesamte Verlustmoment geändert haben könnte und deshalb neu adaptiert werden muss und veranlasst zu diesem Zweck ein Schließen des gesteuerten Schalters 20 zur Verbindung des Ausgangs des Kennfeldes 5 mit dem Eingang der Prüfeinheit 105 und zwar frühestens dann, wenn die zweite Freigabeeinheit 110 von einer Detektionseinheit 115 den Beginn eines neuen Leerlaufbetriebszustandes mitgeteilt bekommt. Somit wird die Adaption aufgrund einer Zustandsänderung eines Verbrauchers oder Nebenaggregats 10, 80 in Form seiner Aktivierung oder Deaktivierung freigegeben, eine gegebenenfalls vorhandene Sperrung der Adaption in Form eines geöffneten Schalters 20 entsprechend aufgehoben. War die Adaption zuvor schon freigegeben und der Schalter 20 geschlossen, so ändert sich daran aufgrund der Zustandsänderung eines der Verbraucher 10, 80 nichts.
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Die Detektionseinheit 115 gibt ein Setzsignal ab, solange sich die Antriebseinheit 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Leerlaufbetriebszustand befindet. Dazu kann die Detekti-onseinheit 115 in dem Fachmann bekannter und in der 2 nicht dargestellter Weise beispielsweise den Zustand eines Leerlaufschalters prüfen. Empfängt die zweite Freigabeeinheit 110 den Setzimpuls des Freigabesignals F der Prüfeinheit 105 bei gesetztem Ausgangssignal der Detektionseinheit 115 und damit während eines Leerlaufbetriebszustandes, so gibt sie an einem zweiten Ausgang, der mit der ersten Freigabeeinheit 85 verbunden ist, kein Signal oder den Signalwert Null ab. Sobald jedoch nach Empfang des Freigabesignals F die zweite Freigabeeinheit 110 feststellt, dass das von der Detektionseinheit 115 empfangene Signal zurückgesetzt wurde und damit der Leerlaufbetriebszustand beendet wurde, sendet die zweite Freigabeeinheit 110 ein Sperrsignal S in Form eines Setzimpulses an die erste Freigabeeinheit 85. Mit Empfang des Sperrsignals S, das beispielsweise durch Detektion der positiven Flanke des zugeordneten Setzimpulses in der ersten Freigabeeinheit 85 erkannt wird, sperrt die erste Freigabeeinheit 85 das Abstellen der Antriebseinheit 1. Die Antriebseinheit 1 kann dann solange nicht mehr abgestellt werden, bis die erste Freigabeeinheit 85 wieder ein Freigabesignal F von der Prüfeinheit 105 in Form des Setzimpulses empfängt. Im Übrigen erzeugt die zweite Freigabeeinheit 110 das Sperrsignal S auch dann, wenn sie von der Verbraucherdetektionseinheit 120 das Freigabesignal FS empfängt und zwar spätestens dann, wenn die zweite Freigabeeinheit 110 von der Detektionseinheit 115 den Beginn eines neuen Leerlaufbetriebszustandes mitgeteilt bekommt. Mit anderen Worten wird während der Adaption des gesamten Verlustmomentes ein Abstellen der Antriebseinheit 1 gesperrt. Durch das Sperrsignal S der zweiten Freigabeeinheit 110 infolge der Beendigung des Leerlaufbetriebszustandes nach erfolgreichem Abschluss der Adaption des gesamten Verlustmomentes erfolgt die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit 1 also nur für die Leerlaufbetriebsphase, in der die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde.
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Alternativ kann es gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch vorgesehen sein, dass die Detektionseinheit 115 nicht das Vorliegen eines Leerlaufbetriebszustandes detektiert, sondern das Vorliegen eines aktiven Fahrzyklus. Solange der aktuelle Fahrzyklus aktiv ist, also beispielsweise solange die Zündung des von der Antriebseinheit 1 angetriebenen Fahrzeugs nicht abgestellt ist, erzeugt die Detektionseinheit 115 ein Setzsignal an ihrem Ausgang und sendet es der zweiten Freigabeeinheit 110 zu. In diesem Fall ist die Detektionseinheit 115 beispielsweise mit einem Zündschalter oder einem Zündschloss zur Detektion des aktivierten Fahrzyklus verbunden. Solange die zweite Freigabeeinheit 110 nach Empfang des Freigabesignals F von der Prüfeinheit 105 das Setzsignal der Detektionseinheit 115 empfängt, unterbleibt das Senden des Sperrsignals S an die erste Freigabeeinheit 85. Erst wenn nach Empfang des Freigabesignals F die zweite Freigabeeinheit 110 ein Rücksetzen des Setzsignals der Detektionseinheit 115 erkennt und damit das Ende des aktiven aktuellen Fahrzyklus, erzeugt sie das Sperrsignal S in der beschriebenen Weise, um das Abstellen der Antriebseinheit 1 zu sperren. In diesem Fall erfolgt die Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit 1 nach Empfang des Freigabesignals F nicht nur bis zum Ende des aktuellen Leerlaufbetriebszustandes, sondern darüber hinaus bis zum Ende des aktuellen Fahrzyklus, in dem die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde, jedoch nicht über das Ende dieses Fahrzyklus hinaus. Nur für den Fall, in dem der aktuelle Fahrzyklus gleichzeitig wie der aktuelle Leerlaufbetriebszustand, in dem die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde, endet, ergibt sich dabei für die Dauer der Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit 1 im Vergleich zum vorherigen ersten Ausführungsbeispiel kein Unterschied.
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Detektiert die Detektionseinheit 115 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen erneuten nachfolgenden Leerlaufbetriebszustand, so wird das Ausgangssignal der Detektionseinheit 115 wieder gesetzt. Daraufhin veranlasst die zweite Freigabeeinheit 110 ein Schließen des Schalters 20 und das Erzeugen eines Sperrsignals S zum Sperren der Freigabe des Abstellens der Antriebseinheit 1. Entsprechend gilt für das zweite Ausführungsbeispiel, dass die zweite Freigabeeinheit 110 bei erneutem Setzen des Ausgangssignals der Detektionseinheit 115 einen nachfolgenden Fahrzyklus erkennt. Wird dann zusätzlich in diesem nachfolgenden Fahrzyklus erneut der Leerlaufbetriebszustand erreicht, was durch eine Detektionseinheit wie im zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel von der zweiten Freigabeeinheit 110 erkannt werden kann, so veranlasst die zweite Freigabeeinheit 110 das Schließen des Schalters 20 und gleichzeitig das Erzeugen des Sperrsignals S zum Sperren des Abstellens der Antriebseinheit 1. Dabei kann es beim zweiten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal der Detektionseinheit 115 mit dem Auftreten des ersten Leerlaufbetriebszustandes in einem Fahrzyklus gesetzt wird und erst mit dem Ende dieses Fahrzyklus wieder zurückgesetzt wird. Somit wird die Adaption des gesamten Verlustmomentes für den ersten Leerlaufbetriebszustand in einem Fahrzyklus freigegeben, gleichzeitig das Abstellen der Antriebseinheit 1 gesperrt, nach erfolgreicher Adaption das Abstellen der Antriebseinheit 1 bis zum Ende des aktuellen Fahrzyklus freigegeben und die Adaption wieder gesperrt.
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Bei erfolgreicher Verlustmomentenadaption in einem Fahrzyklus wird somit die Adaption des gesamten Verlustmomentes nicht nochmals im selben Fahrzyklus gestartet, das heißt eine Aufhebung der Sperrung des Abstellens der Antriebseinheit 1 bis zum Ende dieses Fahrzyklus kann erfolgen. Diese wird dann lediglich durch ein in der zweiten Freigabeeinheit 110 detektiertes Freigabesignal FS in der beschriebenen Weise beendet.
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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel kann es nun ausgehend vom zweiten Ausfiihrungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Detektionseinheit 115 wieder ein Setzsignal abgibt, solange der aktuelle Fahrzyklus aktiv ist. Beim dritten Ausführungsbeispiel zählt die zweite Freigabeeinheit 110 die seit dem Empfang des Freigabesignals F aktivierten Fahrzyklen anhand der empfangenen Setzsignale der Detektionseinheit 115. Erst wenn eine vorgegebene Anzahl von Fahrzyklen nach Empfang des Freigabesignals F und damit nach einer erfolgreichen Adaption in einem Fahrzyklus der Antriebseinheit 1 detektiert wurde, veranlasst die zweite Freigabeeinheit 110 die Ausgabe des Sperrsignals S an die erste Freigabeeinheit 85 zur Sperrung der Abstellung der Antriebseinheit 1. Mit dem nachfolgenden Empfang eines erneuten Setzsignals der Detektionseinheit 115 wird dann auch der Schalter 20 geschlossen und die Adaption somit freigegeben. Die Sperrung des Abstellens der Antriebseinheit 1 durch die Freigabeeinheit 85 wird dann mit Empfang eines erneuten Freigabesignals F wieder aufgehoben.
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Dabei kann das Sperrsignal S in allen drei Ausführungsbeispielen auch synchron bzw. gleichzeitig mit dem Schließen des Schalters 20 erzeugt werden, so dass nur während der Adaption das Abstellen der Antriebseinheit 1 gesperrt werden muss. Somit wird das Abstellen der Antriebseinheit 1 über das Ende des Leerlaufbetriebszustandes bzw. des Fahrzyklus, in dem die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde, hinaus freigegeben, im dritten Ausführungsbeispiel bis mindestens zum Ende der vorgegebenen Anzahl nachfolgender Fahrzyklen. Dabei kann die vorgegebene Anzahl beispielsweise abhängig von einer zeitlichen Änderung der internen Verluste bestimmt werden, insbesondere abhängig von einer Änderung der Viskosität des Motoröls. Eine Änderung der motorinternen Verlustmomente, zum Beispiel der Reibmomente, ist bei warmem Motor primär abhängig von der Viskosität des Öls aufgrund der Kolbenbewegung und der Motorlagerung. Die Zähigkeit des Öls ist dabei durch die Alterung bzw. Verdünnung über den Brennraum bestimmt, welche nur langsam die Viskosität des Öls ändern. Eine erneute Verlustmomentenadaption in Bezug auf die motorinternen Verlustmomente ist daher nicht in jedem Fahrzyklus erforderlich, sondern es darf eine gewisse Anzahl von Fahrzyklen erfolgen, bevor eine erneute Verlustmomentenadaption angefordert wird. Diese Anzahl von Fahrzyklen kann auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden und entspricht der vorgegebenen Anzahl. Sie sollte einerseits nicht zu groß sein, um sicherzustellen, dass wesentliche Änderungen der motorinternen Verlustmomente aufgrund der Änderung der Viskosität des Motoröls auch erfasst werden, andererseits sollte sie nicht zu klein sein, um die Anzahl der Adaptionen möglichst gering zu halten und somit das Abstellen der Antriebseinheit 1 möglichst selten zu sperren.
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Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Verlustmomentenadaption in einer anderen Betriebsphase der Antriebseinheit 1 freigegeben wird als der Leerlaufbetriebsphase, beispielsweise in einer Phase der Gemischadaption oder in einer Diagnosephase. In diesem Fall und wie in 2 gestrichelt dargestellt, kann optional von einer zweiten Detektionseinheit 125 eine solche von der Leerlaufbetriebsphase verschiedene Betriebsphase, die für eine Verlustmomentenadaption geeignet ist, detektiert werden und ein entsprechendes Freigabesignal FG, beispielsweise in Form eines Setzimpulses, an die zweite Freigabeeinheit 110 gesendet werden, die daraufhin den gesteuerten Schalter 20 für die Verlustmomentadaption schließt, ohne gleichzeitig ein Abstellen der Antriebseinheit 1 zu sperren. Dies deshalb, weil in der hier betrachteten Phase die Gemischadaption oder eine Diagnose bereits das Abstellen der Antriebseinheit sperrt. Wird während dieser Phase ein reproduzierbarer und stabiler Zustand der Antriebseinheit eingestellt, kann in dieser Phase die Verlustmomentenadaption parallel laufen. Nach Abschluss einer solchermaßen initiierten erfolgreichen Verlustmomentenadaption wird dann in der beschriebenen Weise das Freigabesignal F erzeugt und der gesteuerte Schalter 20 wieder geöffnet. Ferner wird im Falle des dritten Ausführungsbeispiels mit Empfang des Freigabesignals F in der zweiten Freigabeeinheit 110 ein Zähler für die Fahrzyklen seit der letzten erfolgreichen Verlustmomentenadaption wieder zurückgesetzt und von neuem die nach Abschluss der erfolgreichen Verlustmomentenadaption aktivierten Fahrzyklen gezählt und mit der vorgegebenen Anzahl verglichen. Erst wenn die vorgegebene Anzahl der Fahrzyklen wieder erreicht wurde, darf eine erneute Verlustmomentenadaption freigegeben und das Abstellen der Antriebseinheit 1 gesperrt werden, es sei denn, die zweite Freigabeeinheit 110 empfängt zuvor ein Freigabesignal FS oder FG. Der Zähler für die Anzahl der Fahrzyklen wird auch nach einer durch das Freigabesignal FS eingeleiteten erfolgreichen Verlustmomentenadaption wieder zurückgesetzt.
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Ändert sich die Adaption des gesamten Verlustmomentes, beispielsweise aufgrund der Aktivierung oder Deaktivierung eines Verbrauchers bzw. Nebenaggregats, so lässt sich der zugeordnete Adaptionsanteil des gesamten Verlustmomentes aus dem Vergleichsergebnis V ableiten. Voraussetzung für eine akzeptable Genauigkeit der dem entsprechenden Verbraucher oder Nebenaggregat, also der entsprechenden Verlustmomentenquelle, zugeordneten Anteil am adaptierten gesamten Verlustmoment sind vergleichbare aktuelle Genauigkeiten der miteinander verglichenen adaptierten gesamten Verlustmomente. Diese Genauigkeiten sind umso vergleichbarer, je kürzer der zeitliche Abstand zwischen den zugeordneten Adaptionen ist bzw. je geringer die Anzahl der Fahrzyklen zwischen den den miteinander verglichenen adaptierten gesamten Verlustmomenten zugeordneten zeitlich zurückliegenden Adaptionsvorgängen ist. Je länger jedoch die beiden Adaptionsvorgänge zum Zeitpunkt des Vergleichs der zugeordneten adaptierten gesamten Verlustmomente zeitlich zurückliegen, desto geringer ist die aktuelle Genauigkeit der Adaptionsergebnisse und desto geringer ist auch die aktuelle Genauigkeit des der aktivierten oder deaktivierten Verlustmomentenquelle zugeordneten Adaptionsanteils. Je geringer also der zeitliche Abstand bzw. die Anzahl der Fahrzyklen zwischen zwei den miteinander verglichenen adaptierten gesamten Verlustmomenten zugeordneten Adaptionsvorgängen ist, desto aussagekräftiger ist das Vergleichsergebnis und je weniger Fahrzyklen die beiden Adaptionsvorgänge zeitlich zurückliegen, die den miteinander verglichenen adaptierten gesamten Verlustmomenten zugeordnet sind, desto aktuell genauer ist das Vergleichsergebnis.
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In 3 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Programms prüft die zweite Freigabeeinheit 110 anhand der Signale der Verbraucherdetektionseinheit 120, der zweiten Detektionseinheit 125 und der ersten Detektionseinheit 115 in der beschriebenen Weise, ob die Adaption freigegeben werden kann. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 235 wird eine Warteschleife, insbesondere von der Dauer eines Rechentakts, durchlaufen. Anschließend wird zu Programmpunkt 200 zurückverzweigt.
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Bei Programmpunkt 205 prüft die zweite Freigabeeinheit 110 anhand der Signale der zweiten Detektionseinheit 125 bzw. der ersten Detektionseinheit 115, ob ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsphase der Antriebseinheit 1, beispielsweise in Form einer Gemischadaptionsbetriebsphase, einer Diagnosebetriebsphase oder einer Leerlaufbetriebsphase, vorliegt, die für die Durchführung der Adaption geeignet sind. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 205 über eine Warteschleife 245, insbesondere der Dauer eines Rechentaktes, zurück verzweigt.
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Bei Programmpunkt 210 veranlasst die zweite Freigabeeinheit 110 ein Schließen des Schalters 20 und das Erzeugen des Sperrsignals S und damit die Freigabe der Adaption und das Sperren des Abstellens der Antriebseinheit 1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 215 prüft die Prüfeinheit 105, ob die Adaption erfolgreich verlaufen ist, das adaptierte gesamte Verlustmoment auf einen stationären Zielwert eingeschwungen ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 210 zurückverzweigt.
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Bei Programmpunkt 220 erzeugt die Prüfeinheit 105 das Freigabesignal F und veranlasst optional den ersten Speicher 106 in der beschriebenen Weise zum Überschreiben des zweiten Speichers 100 mit dem adaptierten gesamten Verlustmomentenwert der vorherigen Adaption, wobei anschließend der erste Speicher 106 mit dem aktuellen Adaptionsergebnis überschrieben wird und die Vergleichseinheit 90 den aktuellen und den vorherigen Adaptionswert zur Bildung des Vergleichsergebnisses oder Vergleichssignals V in der beschriebenen Weise bildet. Durch das Freigabesignal F wird das Abstellen der Antriebseinheit 1 über die erste Freigabeeinheit 85 freigegeben und außerdem der Schalter 20 von der zweiten Freigabeeinheit 110 geöffnet und damit die Adaption gesperrt. Anschließend wir zu einem Programmpunkt 225 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 225 prüft die zweite Freigabeeinheit 110, ob ein Freigabesignal FS von der Verbraucherdetektionseinheit 120 oder ein Freigabesignal FG von der zweiten Detektionseinheit 125 empfangen wurde. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 205 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 240 prüft die zweite Freigabeeinheit 110 anhand des von der ersten Detektionseinheit 115 empfangenen Signals, ob gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der aktuelle Betriebszustand bzw. die aktuelle Betriebsphase der Antriebseinheit 1, in der die erfolgreiche Adaption abgeschlossen wurde, beendet wurde, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, ob der aktuelle Fahrzyklus, in dem die erfolgreiche Adaption durchgeführt wurde, beendet wurde oder gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, ob die vorgegebene Anzahl von Fahrzyklen seit dem Fahrzyklus mit der zuletzt erfolgreichen Adaption erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 205 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 225 zurückverzweigt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich somit die internen und die externen Verlustmomente in Form des adaptierten gesamten Verlustmomentes präzise bestimmen und dies bei minimaler Adaptionshäufigkeit, ohne dass die Freigabe einer Abstellung der Antriebseinheit 1 wesentlich eingeschränkt wird.
