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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, dass zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen in definierten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs an einem Verbrennungsmotor desselben eine Zylinderabschaltung zum Ausschalten bzw. Deaktivieren einzelner Zylinder des Verbrennungsmotors erfolgt. So ist aus der
EP 1 298 300 B1 ein Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist es von Bedeutung, dass sowohl bei einer Zylinderabschaltung, also beim Ausschalten bzw. Deaktivieren einzelner Zylinder, als auch bei einer nachfolgenden Zylinderzuschaltung, also bei einer nachfolgenden Aktivierung bzw. Einschaltung zuvor ausgeschalteter Zylinder, weder die Zylinderabschaltung noch die Zylinderzuschaltung fahrerseitig an negativ empfunden wird.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Zylinderabschaltung und die Zylinderzuschaltung ausschließlich während einer Schaltungsausführung im automatischen Getriebe zugelassen.
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Mit der Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, die Zylinderabschaltung und die Zylinderzuschaltung ausschließlich während der Schaltungsausführung in einem automatischen Getriebe zuzulassen. Da bei der Ausführung von Gangwechseln Drehmomentschwankungen und Drehzahlschwankungen am Verbrennungsmotor fahrerseitig akzeptiert sind, wirkt sich hierdurch eine Zylinderzuschaltung bzw. Zylinderabschaltung für den Fahrer nicht negativ aus.
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Nach einer ersten Weiterbildung wird dann, wenn eine Zylinderabschaltung oder eine Zylinderzuschaltung motorseitig angefordert wird, die Zylinderabschaltung und die Zylinderzuschaltung solange verzögert, bis getriebeseitig eine Schaltung ausgeführt wird.
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Nach dieser ersten Weiterbildung ist die Ausführung der Schaltung unabhängig von der Zylinderabschaltung sowie Zylinderzuschaltung. Ein sogenannter Schaltpunkt einer auszuführenden Schaltung ist daher fahrerseitig nachvollziehbar. Der Verbrennungsmotor muss mit einer Zylinderzuschaltung bzw. Zylinderabschaltung jedoch solange warten, bis getriebeseitig ein Gangwechsel ausgeführt wird.
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Nach einer zweiten, alternativen Weiterbildung wird dann, wenn eine Zylinderabschaltung oder eine Zylinderzuschaltung motorseitig angefordert wird, ferner motorseitig eine Schaltungsausführung im automatischen Getriebe angefordert.
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Nach dieser zweiten Weiterbildung wird motorseitig eine Schaltung angefordert, sobald motorseitig Bedingungen für die Zylinderabschaltung oder Bedingungen für die Zylinderzuschaltung erfüllt sind. Eine Zylinderabschaltung sowie Zylinderzuschaltung wird demnach nach dieser Weiterbildung nicht verzögert, vielmehr löst eine angeforderte Zylinderabschaltung oder eine angeforderte Zylinderzuschaltung eine Schaltung und damit einen Gangwechsel im automatischen Getriebe aus.
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Vorzugsweise wird im Zugbetrieb eine Zylinderabschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Hochschaltung im automatischen Getriebe zugelassen, wobei im Zugbetrieb eine Zylinderzuschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Rückschaltung im automatischen Getriebe zugelassen wird. Vorzugsweise wird im Schubbetrieb eine Zylinderabschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Rückschaltung im automatischen Getriebe zugelassen, im Schubbetrieb eine Zylinderzuschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Hochschaltung im automatischen Getriebe zugelassen wird. Hiermit ist eine komfortable und demnach fahrerseitig akzeptierte Integration von Zylinderabschaltungen sowie Zylinderzuschaltungen in Schaltungsausführungen möglich.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, im Wege einer Zylinderabschaltung einzelne Zylinder des Verbrennungsmotors ausgeschaltet oder im Wege einer Zylinderzuschaltung einzelne Zylinder des Verbrennungsmotors eingeschaltet werden, ferner eine Drehzahlanpassung und/oder Drehmomentanpassung am Verbrennungsmotor durchgeführt.
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Hierzu wird vorzugsweise ein Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich für den Verbrennungsmotor bestimmt, der bei der Zylinderabschaltung oder der Zylinderzuschaltung zur Vermeidung von Antriebsstrangresonanzfrequenzen zu vermeiden ist, wobei bei der Schaltungsausführung der Schaltungsablauf so ausgelegt wird, dass dieser Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich motorseitig vermieden wird. Auf diese Art und Weise können Resonanzschwingungen im Antriebsstrang, welche den Komfort beeinträchtigen, sicher und zuverlässig vermieden werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird ein Zeitpunkt, zu welchem während einer Schaltungsausführung im Wege einer Zylinderabschaltung Zylinder des Verbrennungsmotors ausgeschaltet oder im Wege einer nachfolgenden Zylinderzuschaltung Zylinder des Verbrennungsmotors eingeschaltet werden, an den Schaltungsablauf angepasst. Hiermit ist eine besonders vorteilhafte Integration von Zylinderabschaltungen und Zylinderzuschaltungen in Schaltungsausführungen möglich.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Patentanspruch 11 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;
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2 ein erstes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs; und
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3 ein zweites Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt stark schematisiert Baugruppen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. So umfasst der in 1 gezeigte Antriebsstrang als Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor 1 mit mehreren Zylindern 2. Zwischen den Verbrennungsmotor 1 und einen Abtrieb 3 des Kraftfahrzeugs ist ein automatisches Getriebe 4 geschaltet.
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Das Getriebe 4 wandelt Drehzahlen und Drehmomente des Verbrennungsmotors 1 und stellt und so das Zugkraftangebot des Verbrennungsmotors 1 am Abtrieb 3 bereit.
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Gemäß 1 wird der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 von einer Motorsteuerungseinrichtung 5 und der Betrieb des Getriebes 4 von einer Getriebesteuerungseinrichtung 6 gesteuert und/oder geregelt. Hierzu tauscht die Motorsteuerungseinrichtung 5 mit dem Verbrennungsmotor 1 und die Getriebesteuerungseinrichtung 6 mit dem Getriebe 4 Daten aus. Weiterhin tauschen die Motorsteuerungseinrichtung 5 und die Getriebesteuerungseinrichtung 6 untereinander Daten aus.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei in ersten definierten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs am Verbrennungsmotor 1 eine Zylinderabschaltung zum Ausschalten bzw. Deaktivieren einzelner Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 erfolgt, und wobei in zweiten definierten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs am Verbrennungsmotor 1 eine Zylinderzuschaltung zum Aktivieren bzw. Einschalten von zuvor ausgeschalteten Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird eine Zylinderabschaltung sowie eine Zylinderzuschaltung von Zylindern 2 am Verbrennungsmotor 1 ausschließlich während einer Schaltungsausführung bzw. während eines Gangwechsels im automatisierten Getriebe 4 zugelassen.
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Dies verfügt über den Vorteil, dass Drehzahlschwankungen und/oder Drehmomentschwankungen, die sich im Wege einer Zylinderabschaltung bzw. im Wege einer Zylinderzuschaltung einstellen können, in den Bereich einer Schaltungsausführung fallen, in welchen ohnehin Drehmomentschwankungen und/oder Drehzahlschwankungen erfolgen.
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Eine Zylinderabschaltung bzw. Zylinderzuschaltung ist demnach dann, wenn dieselbe ausschließlich während der Ausführung einer Schaltung bzw. eines Gangwechsels im automatischen Getriebe 4 zugelassen werden, fahrerseitig nicht gesondert wahrnehmbar. Hierdurch kann der Komfort von Zylinderabschaltungen sowie von Zylinderzuschaltungen gesteigert und deren fahrerseitige Akzeptanz deutlich erhöht werden.
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Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dann, wenn motorseitig, also von der Motorsteuerungseinrichtung 5, eine Zylinderabschaltung oder eine Zylinderzuschaltung von Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 angeordert wird, die Zylinderabschaltung und die Zylinderzuschaltung solange verzögert wird, bis getriebeseitig eine Schaltung ausgeführt wird, bis also die Getriebesteuerungseinrichtung 6 im automatischen Getriebe 4 die Ausführung eines Gangwechsels steuert und/oder regelt. In diesem Fall wartet demnach die Motorsteuerungseinrichtung 5 auf ein entsprechendes Signal der Getriebesteuerungseinrichtung 6, dass eine Schaltung ausgeführt wird.
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Da nach dieser ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Schaltpunkt für die Ausführung von Gangwechseln unabhängig von der Zylinderzuschaltung bzw. Zylinderabschaltung ist, ist der Schaltpunkt für den Fahrer des Kraftfahrzeugs nachvollziehbar. Die Abschaltung bzw. Deaktivierung und Zuschaltung bzw. Aktivierung von Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 muss jedoch warten, bis im automatischen Getriebe 4 eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel ausgeführt wird.
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Nach einer zweiten, alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn motorseitig, also von der Motorsteuerungseinrichtung 5, eine Zylinderabschaltung oder eine Zylinderzuschaltung angefordert wird, weiterhin motorseitig eine Schaltungsausführung im automatischen Getriebe 4 angefordert. In diesem Fall übermittelt die Motorsteuerungseinrichtung 5 demnach dann, wenn Bedingungen für eine Zylinderabschaltung oder eine Zylinderzuschaltung erfüllt sind, an die Getriebesteuerungseinrichtung 6 ein Signal, um unmittelbar getriebeseitig einen Gangwechsel und damit eine Schaltung auszuführen.
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Nach dieser zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird demnach die Zylinderabschaltung oder die Zylinderzuschaltung nicht verzögert, vielmehr wird eine Schaltungsausführung bzw. ein Gangwechsel unmittelbar angefordert. Dies verfügt jedoch über den Nachteil, dass ein Zeitpunkt der auszuführenden Schaltungen unter Umständen fahrerseitig nicht nachvollziehbar ist und damit fahrerseitig weniger akzeptiert wird.
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Dann, wenn das Kraftfahrzeug im Zugbetrieb betrieben wird, wird eine Zylinderabschaltung und damit eine Ausschaltung bzw. Deaktivierung von Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 ausschließlich bei Ausführung einer Hochschaltung im automatischen Getriebe 4 zugelassen, wobei im Zugbetrieb eine Zylinderzuschaltung und damit eine Aktivierung bzw. Einschaltung zuvor ausgeschalteter Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 ausschließlich bei Ausführung einer Rückschaltung im automatischen Getriebe zugelassen wird.
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Im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs kehren sich diese Verhältnisse vorzugsweise um, das heißt, dass eine Zylinderabschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Rückschaltung und eine Zylinderzuschaltung ausschließlich bei Ausführung einer Hochschaltung im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs zugelassen werden.
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Dies erlaubt jeweils eine besonders vorteilhafte Integration der Zylinderzuschaltung bzw. Zylinderabschaltung in Schaltungsausführungen im Zugbetrieb und Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs. So sind in diesem Fall dann die Zylinderzuschaltungen und Zylinderabschaltungen fahrerseitig so gut wie nicht spürbar.
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Es sei darauf hingewiesen, dass auch im Schubbetrieb ebenso wie im Zugbetrieb die Zylinderabschaltung bei Ausführung einer Hochschaltung und die Zylinderzuschaltung bei Ausführung einer Rückschaltung im automatischen Getriebe 4 zugelassen werden kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn im Wege einer Zylinderzuschaltung einzelne Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 ausgeschaltet bzw. deaktiviert oder im Wege einer Zylinderzuschaltung eines Zylinders 2 des Verbrennungsmotors 1 aktiviert bzw. eingeschaltet werden, am Verbrennungsmotor 1 weiterhin eine Drehzahlanpassung und/oder Drehmomentanpassung durchgeführt. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass ein Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich für den Verbrennungsmotor 1 bestimmt wird, der bei der Zylinderabschaltung oder bei der Zylinderzuschaltung zur Vermeidung von Antriebsstrang-Resonanzfrequenzen zu vermeiden ist.
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Die Schaltungsausführung bzw. der Schaltungsablauf werden dann von der Getriebesteuerungseinrichtung 6 so ausgelegt, dass dieser Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich für den Verbrennungsmotor 2 motorseitig vermieden wird. Dies kann durch eine geeignete Bestimmung des Schaltpunkt und/oder durch eine geeignete Bestimmung der Schaltart und/oder durch eine andere Beeinflussung des Gangwechsels erfolgen.
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Als Schaltart kann zum Beispiel eine Einfachschaltung oder eine Mehrfachschaltung bestimmt werden, wobei eine Einfachschaltung einen Gangwechsel zwischen zwei unmittelbar benachbarten Gängen und eine Mehrfachschaltung eine Schaltung zwischen nicht unmittelbar benachbarten Gängen vorsieht.
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Ferner kann erfindungsgemäß ein Zeitpunkt, zu welchem während einer Schaltungsausführung im automatischen Getriebe 4 im Wege einer Zylinderabschaltung einzelne Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 deaktiviert bzw. ausgeschaltet oder im Wege einer nachfolgenden Zylinderzuschaltung einzelne Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 aktiviert bzw. eingeschaltet werden, an den Schaltungsablauf der im Getriebe 4 auszuführenden Schaltung von der Getriebesteuerungseinrichtung 6 angepasst werden.
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So ist es zum Beispiel möglich, mit Beginn eines Gangwechsels, bei Verlassen eines Synchronzustands des auszulegenden Gangs des Gangwechsels, bei Erreichen eines Mindestschlupfs an einem bei Ausführung des Gangwechsels beteiligten Schaltelement oder abhängig von einem getriebeseitig angeforderten Motoreingriff den Zeitpunkt für die Zylinderabschaltung bzw. die Zylinderzuschaltung festzulegen. Ferner kann der Zeitpunkt, zu welchem während der Schaltungsausführung mit der Zylinderzuschaltung oder Zylinderabschaltung begonnen wird, abhängig von der Zeit festgelegt werden, zu welcher ein Synchronzustands für den einzulegenden Gang des auszuführenden Gangwechsels erreicht wird.
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Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Diagramme der 2 und 3 beschrieben, wobei in 2 und 3 über der Zeit t unterschiedliche Signalverläufe 7, 8 und 9 gezeigt sind.
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So handelt es sich beim zeitlichen Signalverlauf 7 jeweils um den zeitlichen Verlauf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 1. Beim Signalverlauf 8 handelt es sich jeweils um einen Signalverlauf, welcher eine aktive Zylinderabschaltung oder inaktive Zylinderabschaltung anzeigt. Bei einer inaktiven Zylinderabschaltung sind alle Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 aktiv bzw. eingeschaltet. Bei einer aktiven Zylinderabschaltung sind einige der Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 deaktiviert bzw. ausgeschaltet. Beim Signalverlauf 9 handelt es sich Zylinderabschaltung um einen getriebeseitig angeforderten Momenteingriff für den Verbrennungsmotor 1.
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In 2 sind diese Signalverläufe 7, 8 und 9 für den Fall der Ausführung einer Hochschaltung im automatischen Getriebe 4 gezeigt. Zum Zeitpunkt t1 wird mit der Ausführung einer Hochschaltung bzw. eines entsprechenden Gangwechsels im automatischen Getriebe begonnen, wobei zum Zeitpunkt t2 der Synchronzustand des auszulegenden Gangs des Gangwechsels verlassen wird, und wobei zum Zeitpunkt t3 ein Synchronzustand des einzulegenden Gangs des Gangwechsels erreicht wird.
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In der Variante der 2 wird eine definierte Zeitspanne t1 nach dem Verlassen des Synchronzustands für den auszulegenden Gang des Gangwechsels zum Zeitpunkt t2 die zuvor inaktive Zylinderabschaltung aktiviert, das heißt, dass eine definierte Zeitspanne t1 nach dem Zeitpunkt t2 Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 ausgeschaltet bzw. deaktiviert werden.
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Weiterhin zeigt 2, dass eine definierte Zeitspanne t2 nach dem Beginn des Gangwechsels zum Zeitpunkt t1 die nachfolgende Aktivierung der Zylinderabschaltung vorbereitet wird. So entspricht der punktierte Signalverlauf 8' der Vorbereitung der nachfolgenden Zylinderabschaltung, zum Beispiel durch Veränderung eines sogenannten Luftvorhalts und/oder eines Zündwinkels am Verbrennungsmotor 1.
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3 visualisiert die Signalverläufe 7, 8 und 9 für die Ausführung einer Rückschaltung im automatischen Getriebe 3, wobei zum Zeitpunkt t1 wiederum mit einem Gangwechsel bzw. einer Schaltungsausführung begonnen wird, wobei zum Zeitpunkt t2 wiederum der Synchronzustand des auszulegenden Gangs des Gangwechsels verlassen wird, und wobei zum Zeitpunkt t3 wieder der Synchronzustand des einzulegenden Gangs des Gangwechsels erreicht wird.
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In 3 wird eine definierte Zeitspanne t1 nach dem Verlassen des Synchronzustands des auszulegenden Gangs zum Zeitpunkt t2 eine zuvor inaktive Abschaltung deaktiviert, woraus folgt, dass mit Ablauf der Zeitspanne t1, die sich an den Zeitpunkt t2 anschließt, zuvor deaktivierte bzw. ausgeschaltete Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 aktiviert werden.
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Ebenso zeigt 3 wiederum mit dem Signalverlauf 8' eine Vorbereitung der nachfolgend stattfindenden Zylinderzuschaltung bzw. der Deaktivierung der Zylinderabschaltung, wobei gemäß 3 mit der Vorbereitung der Zylinderzuschaltung bzw. der Vorbereitung der Deaktivierung der Zylinderabschaltung eine definierte Zeitspanne t2 nach Schaltbeginn zum Zeitpunkt t1 begonnen wird.
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Obwohl in den 2 und 3 die Zylinderabschaltung bzw. die Zylinderzuschaltung und die Vorbereitung der Zylinderabschaltung bzw. die Vorbereitung der Zylinderzuschaltung jeweils zeitabhängig abhängig vom Schaltungsbeginn und abhängig vom Verlassen des Synchronzustands des auszulegenden Gangs der Schaltung erfolgen, können sowohl die Vorbereitung der Zylinderabschaltung bzw. die Zylinderabschaltung als auch die Vorbereitung der Zylinderzuschaltung bzw. die Zylinderzuschaltung abhängig von anderen Größen erfolgen, so zum Beispiel abhängig vom Zeitpunkt t3, zu welchem der Synchronzustand des einzulegenden Gangs der auszuführenden Schaltung erreicht wird und/oder abhängig vom Signalverlauf 9, also abhängig von einem getriebeseitig angeforderten Momenteingriff für Verbrennungsmotors 1 und/oder abhängig von einem Schlupf, der sich an einem bei Ausführung des Gangwechsels beteiligten Schaltelement des Getriebes 4 einstellt.
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Mit der Erfindung wird demnach erstmals vorgeschlagen, eine Zylinderabschaltung von Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 sowie eine nachfolgende Zuschaltung von zuvor abgeschalteten Zylindern 2 des Verbrennungsmotors 1 ausschließlich während einer Schaltungsausführung bzw. während Ausführung eines Gangwechsels im automatischen Getriebe 4 zuzulassen. Dadurch sind Drehmomentschwankungen und/oder Drehzahlschwankungen, die durch eine solche Zylinderabschaltung bzw. Zylinderzuschaltung verursacht werden, fahrerseitig nicht spürbar, sodass die Akzeptanz von Zylinderabschaltungen und nachfolgenden Zylinderzuschaltungen erhöht werden kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Bei der Steuerungseinrichtung handelt es sich insbesondere um die Motorsteuerungseinrichtung 5. Diese umfasst Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Hierzu zählen Datenschnittstellen zum Datenaustausch mit der Getriebesteuerungseinrichtung 6 und mit dem Verbrennungsmotor 1. Weiterhin zählen hierzu ein Speicher zur Speicherung von Daten und ein Prozessor zur Datenauswertung und Generierung von Stellgrößen für den Verbrennungsmotor 1 und gegebenenfalls für die Getriebesteuerungseinrichtung 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbrennungsmotor
- 2
- Zylinder
- 3
- Abtrieb
- 4
- Getriebe
- 5
- Motorsteuerungseinrichtung
- 6
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 7
- Signalverlauf
- 8
- Signalverlauf
- 8’
- Signalverlauf
- 9
- Signalverlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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