EP2798180B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, um das zu häufige pendeln zwischen mindestens zwei betriebsmodi zu vermeiden - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, um das zu häufige pendeln zwischen mindestens zwei betriebsmodi zu vermeiden Download PDF

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EP2798180B1
EP2798180B1 EP12810076.5A EP12810076A EP2798180B1 EP 2798180 B1 EP2798180 B1 EP 2798180B1 EP 12810076 A EP12810076 A EP 12810076A EP 2798180 B1 EP2798180 B1 EP 2798180B1
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EP
European Patent Office
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engine operation
partial
variable
combustion engine
determined
Prior art date
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Andre Grob
Sebastian Ernst
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
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    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/22—Control of the engine output torque by keeping a torque reserve, i.e. with temporarily reduced drive train or engine efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle having a plurality of cylinders, which are fully operated in a full engine operation and partly switched off in a partial engine operation, being switched from the full engine operation only in the partial engine operation, if one in the engine operation
  • Partstellfeld of the internal combustion engineenfin marses Partial engine operating torque is greater than or equal to a target torque set on the internal combustion engine.
  • the invention further relates to a corresponding internal combustion engine.
  • a cylinder deactivation can be carried out, in particular in the partial load operation, that is, the internal combustion engine is operated in the partial engine operation.
  • the partial engine operation at least one of the cylinders is switched off, which means in particular that no fuel is introduced into it and no combustion is carried out.
  • all valves of the deactivated cylinder are advantageously kept closed in order to reduce the charge cycle losses and thus to reduce fuel consumption.
  • partial engine operation may usually only be changed if in this provided by the internal combustion engine torque, hereinafter referred to as partial engine operating torque, greater than or equal to the target torque which is to be provided by the internal combustion engine.
  • partial engine operating torque greater than or equal to the target torque which is to be provided by the internal combustion engine.
  • the torque provided so the actual torque must be kept constant as precisely as possible in an internal combustion engine with cylinder deactivation in order to avoid a jerkiness of the motor vehicle not acceptable from comfort perspective. Because the at least one deactivated cylinder does not contribute to the torque, the cylinders which continue to operate must compensate for this and deliver an actual torque corresponding to the set target torque.
  • the switching time range is, for example, about 500 ms per switching direction. In this time range, fuel consumption can double. On average, for example, switch-over time ranges of about 300 ms length result, in which the fuel consumption increases by about 50%.
  • a waiting time can be defined, being changed from the full engine operation only after the lapse of time in the partial engine operation.
  • the waiting time is set constant, so it can not be changed.
  • the switching variable is determined as a function of the at least one parameter.
  • the parameter may for example be associated with the internal combustion engine, the motor vehicle and / or an environment of the motor vehicle.
  • the shift variable is preferably set only if a reduction of the fuel consumption can actually be achieved by the change from the full engine operation to the partial engine operation. In this way, the frequency of the change from the full engine operation to the partial engine operation can be reduced.
  • the switching variable is a binary Boolean variable, so it can only take on two different values, for example 0 and 1.
  • a development of the invention provides that the switching variable during operation of the internal combustion engine is determined at certain time intervals.
  • the switching variable is thus constantly updated, with a certain time interval between two updates.
  • the determination of the switching variable takes place with a specific frequency, which is 10 Hz, for example.
  • the determination of the switching variable is advantageously carried out at least during the full engine operation, but particularly preferably permanently, ie both during the full engine operation and during the partial engine operation.
  • a development of the invention provides that a speed of the motor vehicle, a longitudinal acceleration of the motor vehicle, a currently set driving gear, a background gradient of a background of the motor vehicle, a height of the motor vehicle over normal altitude or a driving resistance of the motor vehicle is used as a parameter.
  • the parameter can be chosen arbitrarily, as far as it relates to the internal combustion engine, the motor vehicle and / or the environment of the motor vehicle.
  • the parameter can be any of the above mentioned sizes or be any combination of these.
  • the speed may be the actual speed of the motor vehicle or, alternatively, a speed determined from the speed of the engine and the set ratio.
  • a longitudinal acceleration that is to say an acceleration of the motor vehicle in the longitudinal direction
  • the lateral acceleration is in a direction which is parallel to the ground of the motor vehicle and perpendicular to its longitudinal direction.
  • the drive resistance preferably describes the sum of all forces that the motor vehicle must overcome in order to maintain or accelerate to a desired speed.
  • the driving resistance acts braking, so is directed to a deceleration of the motor vehicle to a stop.
  • the driving resistance includes a rolling resistance of the motor vehicle, an air resistance dependent on the speed, a gradient resistance dependent on the inclination and an acceleration resistance, which takes into account, in particular, the mass of the motor vehicle during a longitudinal acceleration.
  • the request torque is the torque that is requested by the driver of the motor vehicle or the driver assistance device. From the request torque, the target torque is determined, which is finally adjusted to the internal combustion engine. In this case, the target torque may be set equal to the request torque in a simple embodiment. However, it can also be provided that the setpoint torque is determined by a calculation rule, in particular a filtering, from the requirement torque. The driver specifies the request torque, in particular via an accelerator pedal position.
  • the driver assistance device for example an ESP driver assistance device or the like, specifies a request torque which differs from that of the driver, determines the target torque from the request torque of the driver assistance device and also in a different example from the subject of the invention as a parameter for Determination of the switching variables can be used.
  • the request torque change rate corresponds to the derivative of the request torque over time at the current time.
  • the steering angle is the steering angle set at a steering device.
  • the setting of the steering angle can be effected in accordance with a Vorgabeschwinkels, which is set for example by the driver of the motor vehicle by means of a steering wheel.
  • the braking force is the currently present braking force, ie an actual braking force, while a setpoint braking force set on the braking device is determined from the default braking force.
  • the default braking force is predetermined, for example, by the driver or the driver assistance device.
  • the parameter may, in an example deviating from the subject matter of the invention, also correspond to the number of braking operations in a specific period of time.
  • the number of exceedances of a threshold braking force by the braking force and / or the default braking force is counted in the specific period.
  • the particular period is a period extending into the immediate past that ends at the present time.
  • the currently set drive can be used as a parameter, wherein the drive is set to a transmission of the motor vehicle, via which the engine is operatively connected to wheels of the motor vehicle.
  • Other parameters are the background inclination of the ground of the motor vehicle, which indicates, for example, a slope or a slope, the height of the motor vehicle (for example, about normal altitude, whereby other reference levels can be used), or the driving resistance of the motor vehicle, which includes in particular the rolling resistance. The latter is usually calculated or estimated using a model.
  • the signal state can be used as a parameter in a deviating from the subject invention example.
  • the signal state is the state of, for example, a light signal of the motor vehicle, in particular the turn signal.
  • the signal state can be present in the form of the turn signal state.
  • a further development of the invention provides that the switching variable is set exclusively after expiry of at least one waiting period determined from the at least one parameter and / or when a threshold value is exceeded by at least one recommendation variable determined from the at least one parameter.
  • the switching variable is therefore not directly, but only indirectly dependent on the at least one parameter. Rather, it is set on the basis of the at least one waiting period and / or the at least one recommendation variable.
  • the normally present value of the switching variable is 0. Only after expiry of the waiting period or exceeding the threshold value by the recommendation variable, the switching variable is set to 1. Only in the latter case, if in addition the Condition is satisfied that the partial engine operating torque is greater than or equal to the target torque, are switched from the full engine operation in the partial engine operation.
  • the wait period begins as soon as it is determined that the deliverable partial engine operating torque is greater than or equal to the desired torque. From this point on, therefore, a timer begins to run, which is reset as soon as the partial engine operating torque becomes smaller than the setpoint torque. Only when the timer has a value which is greater than the waiting period, the switching variable is set. In this case, the switching variable can already be set if only the waiting period has expired or the threshold is exceeded by the recommendation size. However, the switching variable is particularly preferably set only if both conditions are met.
  • a development of the invention provides that at least one evaluation module is provided, in which the waiting period and / or the recommendation size are determined from the at least one parameter.
  • the method presented here for operating the internal combustion engine has a modular structure and can consist of any number of evaluation modules.
  • the assessment module has at least one of the aforementioned parameters as at least one input variable.
  • the evaluation module outputs at least one waiting period, at least one recommendation or both. If several evaluation modules are provided, they work independently of each other. In this way, a problem-free extension of the method by further evaluation modules is possible.
  • the waiting period is set to a first waiting time span value.
  • the threshold steering angle may be constant or variable. In the latter case, it is preferably determined from a function which has the speed and / or the longitudinal acceleration of the motor vehicle as input variables. If the threshold steering angle is exceeded by the currently set steering angle, the waiting period is set to the first waiting time span value.
  • a typical roundabout situation can be excluded, in this case is not changed from the full engine operation in the partial engine operation, because it is foreseeable that when moving out of the roundabout (or a similar situation) the Motor vehicle to be accelerated so that possibly immediately following a change from the partial engine operation in the full engine operation would be necessary.
  • the waiting period is set to a second waiting time span value.
  • the threshold braking force is preferably constant, so it is not redetermined every time the switching variables are determined. However, an adjustment of the threshold braking force can be performed, which is decoupled from the determination of the switching variable or the waiting period.
  • the threshold brake force is defined, for example, such that it corresponds to a medium-hard braking of the motor vehicle.
  • the threshold braking force can be determined, for example, as a function of the speed of the motor vehicle. In particular, the higher the speed of the motor vehicle, the lower the threshold braking force.
  • the waiting time period is now set to the second waiting time span value when the threshold braking force is exceeded by the currently actually present braking force or the default braking force.
  • the waiting period is set to a third waiting period span value.
  • the switchover from full engine operation to partial engine operation is delayed by the third waiting time span value. If the motor vehicle is on such a gradient, then it is likely that a high torque must be provided by the internal combustion engine in the short term, insofar as the setpoint torque is thus increased. Even if, at the moment, the target torque is covered by the partial engine operating torque, there is thus a high probability that this will only be the case for a limited time and therefore the partial engine operation would have to be quickly abandoned.
  • the waiting period is set to a fourth waiting period span value.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the maximum threshold background gradient and / or the minimum threshold background gradient are determined as a function of the height.
  • the above explanations are of particular importance when the motor vehicle is at high altitude, for example when driving over a pass of a mountain. The greater the altitude, the lower the specific power of the internal combustion engine, especially when it is operated in a suction mode. Thus, it is likely that the partial engine operating torque that can be provided in the partial engine operation is insufficient to cover the target torque. Accordingly, the maximum threshold background gradient or the minimum threshold background gradient should be determined as a function of the height of the motor vehicle.
  • the maximum threshold background slope should always be greater than the minimum threshold background slope, where the maximum threshold background slope is typically greater than zero and the minimum threshold background slope is less than zero when the slope of a horizontal background is defined to be zero (eg, 0 °).
  • the waiting time period is set to a fifth wait time span value when the request torque is set by the driver.
  • a linear further movement of the accelerator pedal can be assumed to a good approximation when considering a certain period of time.
  • the change from the partial engine operation to the full engine operation should be delayed by a waiting time period corresponding to the fifth waiting time span value.
  • the waiting period is set to a sixth waiting time span value when the request torque is set by the driver.
  • the expected required torque can be linearly approximated when viewed in the determined period.
  • a decrease in the request torque that is, a negative request torque change rate
  • the waiting period is set to the sixth waiting time span value.
  • the latter is only the case if the requirement torque is specified by the driver, but not in a default by a driver assistance device. The latter case will be discussed below.
  • the waiting time period is set to a seventh wait time span value when the request torque is set by the driver assistance means. Additionally or alternatively, it may be provided that, when the minimum threshold requirement torque change rate is undershot by the request torque change rate, the waiting period is set to an eighth waiting time span value when the request torque is set by the driver assistance device.
  • the waiting period is set to a ninth waiting period span value.
  • Frequent accelerator pedal movements, in particular when considering a certain period of time, and correspondingly a frequent change in the default torque indicate a dynamic driving style of the driver. Therefore, it should now be provided that the threshold for triggering the deceleration is coupled in accordance with the ninth waiting time span value to the partial engine operating torque that can be maximally provided by the internal combustion engine in the partial engine operation.
  • the request torque averaged is compared with the partial engine operating torque.
  • the mean value is formed from the request torque present at certain times in the specific time period in the past.
  • the respective waiting time span value is constant or is determined from the difference of the parameter and the corresponding threshold value.
  • the above-mentioned first to ninth waiting time span value can thus be set constant. However, this preferably means only that the respective waiting time span value is not redetermined every time the switching variable or the waiting period is determined. Rather, an adjustment of the waiting time span value can take place here as well, but decoupled from the determination of the switching variable or the waiting period.
  • the waiting time span value is permanently selected to be constant.
  • the respective waiting time span value can also be determined as a function of the parameter and of the corresponding threshold value, for example from its difference. If the parameter deviates significantly from the corresponding threshold value, a larger waiting time span value is selected and with a smaller difference a smaller waiting time span value is selected. Thus, a permanent adaptation to the current driving parameters of the motor vehicle is possible.
  • the at least one recommendation variable may additionally or alternatively be provided.
  • the recommendation size is usually a value between -1 and +1 (including these values), which indicates whether the change to the partial engine operation is beneficial.
  • a recommendation size of "-1" means a negative judgment, "0" a neutral judgment, and "+1" a positive judgment.
  • the total recommendation size may be an average of the multiple recommendation sizes or may be formed by normalization. In the latter case, the recommendation variables are added up, in particular by assigning in each case a weighting factor to each of the recommendation variables, and divided by the number of recommendation variables or by the sum of the weighting factors to form the overall recommendation variable.
  • a statistical steering angle variable is determined from the steering angle, in particular the steering angle is averaged over a certain period of time to a steering angle mean value, and determined from one, in particular as a function of the speed and / or the longitudinal acceleration, further threshold steering angle and the steering angle variable or the steering angle mean the recommendation size is determined. It is therefore intended to determine a statistical variable of the steering angle - the steering wheel size.
  • the steering angle variable can be present, for example, as a variance of the steering angle, as a variance-like function of the steering angle or as an average value of the steering angle. In the latter case, the steering angle is detected at certain times in the specific time period and the steering angle mean value is calculated therefrom.
  • the specific time period is an immediately preceding, extending over a short period of time while driving the motor vehicle extending period.
  • the steering angle variable is compared with the further threshold steering angle and the recommendation size is determined on the basis of this comparison.
  • the recommendation variable is insofar the output value of a function which has the steering angle variable and the further threshold steering angle as input variables. Frequent steering movements in the near past, ie in the specific period of time, suggest city traffic and / or stop-and-go traffic. However, these lead to frequent change between full engine operation and partial engine operation. Accordingly, the switching from the full engine operation to the partial engine operation should be prevented under such conditions. For example, when the further threshold steering angle is exceeded, the reference variable is set to a first recommendation value by the steering angle variable.
  • the recommended size is determined from a threshold number determined in particular as a function of the speed and / or longitudinal acceleration and the number of braking processes.
  • the number of braking operations has already been explained above.
  • the threshold number is, for example, set constant or, alternatively, determined from a function which has the speed or the longitudinal acceleration as an input variable.
  • the recommendation size is set to a second recommendation value. Frequent brake pedal operations, ie a high number of braking operations in the near past, as well as the frequent steering movements, make city traffic or stop-and-go operation possible. Accordingly, the change is to be prevented in the partial engine operation.
  • an acceleration reserve is determined from one or more of the parameters, a minimum acceleration reserve determined, and the recommendation size determined from the acceleration reserve and the minimum acceleration reserve.
  • the acceleration reserve is calculated, for example, from a calculated or estimated vehicle mass, the driving resistance, the background gradient, the partial engine operating torque and the currently engaged driving gear or the current gear ratio.
  • the acceleration reserve indicates which longitudinal acceleration the motor vehicle can reach with the aid of the partial engine operating torque on the basis of the currently existing operating conditions or environmental conditions. In this respect, the maximum tractive force achievable with the partial engine operating torque and the currently existing driving resistance, in particular from the above-mentioned variables, are determined.
  • the difference between the tensile force and the driving resistance is proportional to the maximum longitudinal acceleration which can still be represented, that is to say the acceleration reserve.
  • the minimum acceleration reserve is determined, which may for example be set constant or variable. In the latter case, it is determined, for example, from at least one of the parameters, wherein it depends in particular on the speed of the motor vehicle.
  • the acceleration reserve should now at least correspond to the minimum acceleration reserve, so that a switchover to the partial engine operation is permitted. Therefore, it is provided that when the acceleration reserve is exceeded by the minimum acceleration reserve, the recommendation size is set to a third recommendation value, which is particularly negative. In this way, many short and especially high-load and thus fuel-intensive switching between the full engine operation and the partial engine operation and vice versa can be prevented.
  • the longitudinal acceleration is averaged over a certain period of time into an acceleration mean value, the acceleration reserve determined from one or more of the parameters, and the recommendation size determined from the acceleration reserve and the acceleration mean value.
  • the acceleration mean value should therefore be formed from the longitudinal acceleration in the manner already described above for the steering angle.
  • the particular period is an immediately preceding period which extends over a short, constant period of time, for example 0.1 s to 5 s.
  • the average acceleration value is that given in the past, in particular by the driver of the motor vehicle, retrieved longitudinal acceleration again.
  • the acceleration mean value is then compared with the acceleration reserve.
  • the acceleration reserve is calculated, for example, in the manner described above.
  • the longitudinal acceleration which is called up in the future and therefore the setpoint torque should correspond at least to the longitudinal acceleration retrieved in the specific time period. Therefore, it is provided in particular that when the acceleration reserve is exceeded by the acceleration mean value, the recommendation size is set to a further recommendation value.
  • the average acceleration value it is of course also possible to form another suitable statistical variable of the longitudinal acceleration, in particular the longitudinal acceleration present in the specific time period. Such a variable is, for example, the variance of the longitudinal acceleration or at least a varianzähnliche function that can be determined with little computational effort.
  • the recommendation variable is determined from the acceleration mean value and a threshold acceleration. Frequent changes in speed in the near past also suggest city traffic or "stop-and-go" operation. Accordingly, the acceleration mean value should be compared with the threshold acceleration. In particular, it is provided that when the threshold acceleration is exceeded by the acceleration mean value, the recommendation size is set to a fourth recommendation value.
  • the threshold acceleration may be constant or adjusted from time to time.
  • the recommendation variable is determined from a fuel cut-off readiness of the internal combustion engine.
  • the fuel cut-off readiness is determined, for example, by a control unit of the internal combustion engine and means that an overrun fuel cutout is carried out in the near future, that is, the internal combustion engine is to be put into the fuel cut-off operation. If this is already known, the change from full engine operation to partial engine operation should be prevented. This is done, for example, by setting the recommendation size to a fifth recommendation value, which is negative.
  • the fifth recommendation value may be -1.
  • navigation data of a navigation device of the motor vehicle for determining the waiting period and / or the recommendation size be used.
  • the current position of the motor vehicle is used. If, for example, it is found that the motor vehicle on a driving route desired by the driver soon results in a situation which satisfies one of the aforementioned conditions, then the waiting period or the recommendation variable can be chosen such that switching from partial engine operation to full engine operation is prevented becomes. This may be provided, for example, if the navigation data in combination with the current position of the motor vehicle indicates that the motor vehicle is about to pass a background having a background gradient that exceeds the maximum threshold background gradient or falls below the minimum threshold background gradient.
  • traffic volume data can be used to determine whether the motor vehicle will soon encounter urban traffic or "stop-and-go" traffic.
  • these possibilities are to be understood as purely exemplary. Determining the waiting period or the recommendation variable from the navigation data can be provided using all the above-mentioned conditions.
  • the lateral acceleration and / or a suitable statistical variable formed from the lateral acceleration are used to determine the waiting period and / or the recommendation variable.
  • a high lateral acceleration indicates cornering of the motor vehicle. According to the above statements regarding the steering angle to be prevented according to the change between full engine operation and partial engine operation. For example, a sufficiently high wait period or an appropriate recommendation size is set when the lateral acceleration or the statistical quantity exceeds a threshold lateral acceleration.
  • a development of the invention provides that a decision module is provided for determining the switching variables, with which the waiting period and / or the recommendation size are provided by the at least one evaluation module.
  • the decision module thus receives the input variable, the at least one waiting period and / or the at least one recommendation variable. It then checks, in particular by means of the timekeeper, whether the at least one waiting period has already expired. Additionally or alternatively, it is checked whether the recommendation size or the total recommendation size formed from a plurality of recommendation sizes exceeds the threshold value. If this is the case, the switching variable is set, So with the value "1" provided. Otherwise, the switching variable will be deleted and set to "0". The switching variable determined in this way is then provided by the evaluation module as an output variable, for example a control unit of the internal combustion engine.
  • a development of the invention provides that several waiting periods are provided and the switching variable is set only after all waiting periods have expired and / or that there are several recommendation variables, the weights are combined to form an overall recommendation variable, and the switching variable is set only when the threshold is exceeded by the total recommendation variable becomes.
  • a corresponding procedure has already been mentioned above. It can be provided, for example, that a total waiting period is formed from the plurality of waiting periods, in particular by setting the total waiting period equal to the largest of the plurality of waiting periods.
  • the total recommendation variable it may be provided to define it as the average of the multiple recommendation variables. Alternatively, the total recommendation size may be defined, for example, by normalization as the sum of the plurality of recommendation sizes defined by the number of recommendation sizes.
  • each of the recommendation variables is assigned a weighting coefficient or weighting factor. This multiplies each recommendation size and adds the results of the multiplications. The result of the addition is again divided by the sum of all weighting coefficients, so that the total recommendation size is in weighted form.
  • the waiting period is preferably reset, in particular set to zero, if it is not set to the waiting period value.
  • the recommendation size should be set to a neutral value, in particular zero, or a positive value if it is not set to the recommendation value.
  • the said threshold values, waiting time span values, recommendation values, weighting coefficients and / or parameters for the means are set to be driver-specific.
  • the values mentioned are therefore for each driver, for example stored in a non-volatile memory and are provided for the process before the drive.
  • the method presented herein may be made adaptive to maximize fuel economy achieved by preventing the switch between full engine operation and partial engine operation.
  • said values are read from the nonvolatile memory, for example, and provided to the method. While driving, the values are now adjusted to maximize fuel economy by optimizing the values. After the journey, in particular when the internal combustion engine is switched off, the values are written back into the non-volatile memory in order to be available for a subsequent trip.
  • a refinement of the invention provides that the parameter is filtered and / or smoothed before determining the switching variables, in particular before determining the waiting period and / or the recommendation size. In this way it can be prevented that jumps in the parameter adversely affect the determined switching variable. If several parameters are provided, then at least one of the parameters is filtered or smoothed. However, this preferably applies to all of the parameters used.
  • a further development of the invention provides that switching from the partial engine operation to full engine operation already takes place when the partial engine operating torque that can be provided by the internal combustion engine in the partial engine operation is smaller than the setpoint torque set on the internal combustion engine. Accordingly, it is irrelevant for the decision whether to switch from the partial engine operation in the full engine operation, which value has the switching variable.
  • the change is solely dependent on whether the partial engine operating torque covers the target torque or the specified torque. As soon as the desired torque or the preset torque becomes greater than the partial engine operating torque, the engine is switched from the partial engine operation to the full engine operation.
  • the invention further relates to an internal combustion engine of a motor vehicle having a plurality of cylinders, in particular for carrying out the method according to the preceding embodiments, wherein the internal combustion engine has means to fully operate the cylinders in a full engine operation and partly shut off in a partial engine operation, wherein it is provided from the Full engine operation only to switch to the partial engine operation when a partial engine operating torque that can be provided by the internal combustion engine in the partial engine operation is greater than or equal to a setpoint torque set on the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine advantageously serves to implement the described method. This can be developed according to the above statements.
  • the internal combustion engine is equipped to perform the cylinder deactivation and has for this purpose the means to operate the cylinders either in the full engine operation voll Congress Congressig or partially off in the partial engine operation.
  • the internal combustion engine presented here has the advantage that the fuel consumption is further reduced by the overall efficiency of the internal combustion engine is increased. This is done by preventing the switch from full engine operation to partial engine operation if the operating conditions are likely not to permit the advantageous execution of the partial engine operation over the payback time.
  • the FIG. 1 shows a schematic representation of a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the internal combustion engine has a plurality of cylinders, which are operated completely in a full engine operation. If, however, the internal combustion engine is used in a partial engine operation, then at least one of the cylinders is switched off. In the partial engine operation, the torque which can be provided by the internal combustion engine is reduced in comparison to a maximum torque of the internal combustion engine. The torque that can be provided in the partial engine operation is referred to as the partial engine operating torque.
  • the inventive method for operating the internal combustion engine has evaluation modules 1 to 4, which each have at least one input 6, to which the evaluation modules 1 to 4 at least one parameter (block 7) is provided as input.
  • the parameter is, for example, a speed of the motor vehicle, a (longitudinal) acceleration of the motor vehicle, a lateral acceleration of the motor vehicle, a request torque from a driver of the motor vehicle and / or a driver assistance device, a request torque change rate, a steering angle, a steering angle change rate, a braking force Default brake force from the driver and / or the driver assistance device, a number of braking events in a specific period, a currently set driving gear, a background gradient of a background of the motor vehicle, a height of the motor vehicle above normal altitude, a driving resistance of the motor vehicle or a signal state, in particular a turn signal state ,
  • Each of the evaluation modules 1 to 4 is provided with at least one of these parameters.
  • Each of the evaluation modules 1 to 4 has at least one output 8 and / or one output 9.
  • a waiting time is provided in each case and at the output 9 a recommendation variable is provided as output variable.
  • the output quantity in turn serves as an input variable for a decision module 10, which has corresponding inputs 11 and 12.
  • the decision module 10 determines, from the waiting times and recommendation quantities applied to the inputs 11 and 12, a switching variable, which is subsequently connected to an output 13 of the Decision module 10 is provided as an output.
  • the waiting times are preferably given in seconds, while the recommendation sizes are given as dimensionless normalized values between -1 and 1 or 0 and 1, where the smaller value means that the partial engine operation should rather not be initiated. The higher value stands for a positive assessment.
  • the assessment module 1 is, for example, a "city recognition" and / or "stop-and-go" assessment module.
  • the steering angle, the braking force of a steering angle averaged over a certain period of time, and the number of braking operations in the specific period of time are used as input variables. If the steering angle exceeds a certain threshold steering angle, a waiting period V 1 is set to a first waiting time span value V V1 . If the braking force exceeds a certain threshold braking force, a waiting period V 2 is set to a second waiting time span value V V2 . At the same time, the steering angle should be averaged over the given period to a steering angle mean.
  • a recommendation variable E 1 is set to a first recommendation value E V1 . It is also determined whether the number of braking operations in the specific time period exceeds a threshold number, which is also determined, for example, as a function of the speed of the motor vehicle. If this is the case, a recommendation variable E 2 is set to a second recommendation value E V2
  • the evaluation module 2 may be referred to as an "acceleration reserve" evaluation module. If the background gradient of the motor vehicle exceeds a maximum threshold background gradient, then a waiting period V 3 is set to a third waiting time span value V V3 . Similarly, when a minimum threshold background gradient is undershot by the background gradient, a waiting time period V 4 is set to a fourth waiting time span value V V4 . It is provided in particular that the maximum threshold background gradient and / or the minimum threshold background gradient are determined as a function of the height of the motor vehicle. In parallel, an acceleration reserve is determined in the evaluation module 2, in which in particular a calculated or estimated vehicle mass and the driving resistance, the background gradient, the partial engine operating torque and the currently engaged drive or the corresponding instantaneous translation received.
  • the acceleration reserve corresponds to the longitudinal acceleration, which reaches the motor vehicle with the help of the partial engine operating torque maximum can. At the same time a minimum acceleration reserve is determined, which should be achievable even after switching to the partial engine operation.
  • the minimum acceleration reserve is, for example, constant or is determined variably in a suitable manner. If the minimum acceleration reserve is greater than the acceleration reserve, then a recommendation variable E 3 is set to a third recommendation value E V3 . Of course, it may also be provided to set the recommendation size E 3 if the acceleration reserve is greater than the minimum acceleration reserve.
  • the longitudinal acceleration over the specific period in the immediate past is averaged to an acceleration mean value. If the acceleration average exceeds the acceleration reserve, then a recommendation quantity E 3 'is set to a recommendation value E V3' .
  • the evaluation module 3 relates to a change in the vehicle speed and is referred to as "vehicle speed change" evaluation module.
  • the acceleration mean value described above is compared with a threshold acceleration. If the acceleration average exceeds the threshold acceleration, a recommendation quantity E 4 is set to a fourth recommendation value E V4 .
  • the evaluation module 4 represents a "dynamic recognition" evaluation module.
  • this considers the request torque change rate, wherein a distinction is made as to whether the request torque is predetermined by the driver of the motor vehicle or the driver assistance device.
  • a waiting time period V 5 is set to a fifth waiting time margin value V V5 .
  • a wait time period V 6 is set to a sixth waiting time span value V V6 falls below a minimum threshold required torque change rate through the request torque rate of change.
  • a waiting time period V 7 should be set to a seventh waiting time span value V V7 and / or if the minimum torque request torque change rate is undershot by the requested torque change rate, a waiting period V 8 is set to an eight waiting time span value V V8 , At the same time it can be provided that it is checked whether a Schubabschalterschaft the internal combustion engine is present. If this is the case, a recommendation variable E 5 is set to a fifth recommendation value E V5 , which is particularly negative. It can also be provided that, when the partial engine operating torque is exceeded, a waiting period V 9 is set to a ninth waiting time span value V V9 by a request torque predetermined by the driver or the driver assistance device .
  • a total recommendation variable E is calculated from all recommendation variables E 1 to E 5 , preferably using weighting coefficients for the individual recommendation variables E 1 to E 5 . If all waiting periods have expired and the total recommendation size exceeds a certain threshold value, then the switching variable is set. Otherwise, the switching variable is reset. It is now envisaged that may only be changed from the full engine operation in the partial engine operation, if both the providable in the partial engine operation of the engine partial engine operating torque is greater than or equal to the set target engine torque and the switching variable is set.
  • the waiting time span values V Vx and / or the recommended values E Vx are constant. In this case, they are chosen such that, with average operation of the internal combustion engine, the fuel saving due to the partial engine operation is maximum. Particularly preferred are the values mentioned or at least one of the values but variable and are individually tailored to the driver of the motor vehicle. For this purpose, during the drive of the motor vehicle, an optimization operation or learning operation is carried out, during which the values are varied in such a way that the fuel economy increases. Analogously, such an approach may, of course, additionally or alternatively be applied to the thresholds, weighting coefficients and / or the parameters for averaging or forming the averages described above. Such a parameter is, for example, the specific period, the number of times that are considered in the period, or the like.
  • the FIG. 2 shows a diagram in which the operation of the method is clear.
  • curves 14, 15 and 16 are shown over time, which can assume only two states, namely "0" and "1".
  • the course 14 indicates during operation of the internal combustion engine whether the partial engine operating torque is greater than or equal to the target torque. This is the case between the times t 0 and t 2 as well as t 3 and t 4 .
  • the course 15 shows the state of the switching variables. It becomes clear that this is set only in the period between t 1 and t 2 .
  • the course 16 finally indicates whether the internal combustion engine is in the partial engine operation, that is, whether a cylinder deactivation is performed. This can only be the case if the switching variable is set, that is, has a state of "1".
  • the partial engine operation is performed only in the period between t 1 and t 2 .
  • the implementation of the partial engine operation would also be possible in the period between t 3 and t 4 .
  • this period is much shorter than that between t 1 and t 2 .
  • the implementation of the cylinder deactivation, ie the operation of the internal combustion engine in the partial engine operation, over the short period between t 3 and t 4 is prevented in this respect.
  • FIG. 3 shows a diagram in which the number n of the switching from the full engine operation in the partial engine operation over the duration .DELTA.t of the partial engine operation is plotted.
  • the payback period .DELTA.t is not constant, but depends on an operating state or load point of the internal combustion engine. For periods of time .DELTA.t shorter than the payback period, so left of the line 17, the switch from full engine operation in the partial engine operation is not useful, because no Fuel savings can be achieved.
  • a graph 18 now shows the frequency of switching between the full engine operation in the partial engine operation in a conventional method of operating the internal combustion engine, in which only considered whether the engine part operating torque is greater than or equal to the target torque. It is clear that very often a short-term partial engine operation is performed. If, in contrast, the method described above is used, then a profile 19 can be achieved in which the frequency of partial engine operation with a duration ⁇ t which is less than the payback period is significantly reduced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, die in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abgeschaltet werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Brennkraftmaschine.
  • Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden zum Betreiben der Brennkraftmaschine herangezogen, welche üblicherweise in einem Kraftfahrzeug verbaut ist und mehrere Zylinder, also zumindest zwei Zylinder, aufweist. Selbstverständlich kann die Brennkraftmaschine jedoch auch außerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Zylinder der Brennkraftmaschine werden in dem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben, was bedeutet, dass jeder der Zylinder einen vollständigen Arbeitszyklus aus Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen durchführt. Insbesondere in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem nur ein geringes Drehmoment mittels der Brennkraftmaschine erzeugt werden soll und somit ein Teillastbetrieb vorliegt, treten hohe Ladungswechselverluste beziehungsweise Gaswechselverluste auf. Um diese zu reduzieren, kann insbesondere in dem Teillastbetrieb eine Zylinderabschaltung vorgenommen werden, die Brennkraftmaschine also in dem Teilmotorbetrieb betrieben werden. In dem Teilmotorbetrieb ist wenigstens einer der Zylinder abgeschaltet, was insbesondere bedeutet, dass kein Kraftstoff in diesen eingebracht und keine Verbrennung durchgeführt wird. Dabei werden vorteilhafterweise alle Ventile des abgeschalteten Zylinders geschlossen gehalten, um die Ladungswechselverluste zu verringern und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Mit der Zylinderabschaltung kann der Verbrauchsnachteil im Teillastbetrieb einer durch Drosselung quantitativ geregelten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors, gegenüber einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor beziehungsweise Ottomotor mit Schichtladung, wesentlich reduziert werden.
  • In den Teilmotorbetrieb darf üblicherweise nur dann gewechselt werden, wenn in diesem das von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Drehmoment, nachfolgend als Teilmotorbetriebsdrehmoment bezeichnet, größer oder gleich dem Solldrehmoment ist, welches von der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden soll. Bei dem Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt muss bei einer Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung das bereitgestellte Drehmoment, also das Istdrehmoment, möglichst exakt konstant gehalten werden, um ein aus Komfortsicht nicht akzeptables Ruckeln des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Weil der wenigstens eine abgeschaltete Zylinder keinen Beitrag zu dem Drehmoment liefert, müssen die weiterhin betriebenen Zylinder diesen kompensieren und ein dem eingestellten Solldrehmoment entsprechendes Istdrehmoment liefern.
  • Das bedeutet, dass in dem Teilmotorbetrieb für die weiterhin betriebenen Zylinder eine Lastpunktanhebung durchgeführt wird. Bei dieser muss die Luftfüllung der weiterhin betriebenen Zylinder bei dem Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb beispielsweise - sofern in dem Teilmotorbetrieb die Hälfte der Zylinder abgeschaltet wird, also ein Halbmotorbetrieb vorliegt - näherungsweise verdoppelt, bei dem Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb näherungsweise halbiert werden. Diese Änderung der Luftfüllung kann jedoch nicht beliebig schnell durchgeführt werden. Aus diesem Grund muss in der Umschaltzeitspanne, in welcher zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb oder umgekehrt gewechselt wird, zum Beispiel mittels entsprechendem Einstellen des Zündzeitpunkts das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment geregelt werden. Auf diese Weise kann ein Glätten des Verlaufs des abgegebenen Drehmoments über der Zeit erzielt werden, sodass das Ruckeln wenigstens teilweise verhindert wird. Durch die Veränderung des Zündzeitpunkts sinkt jedoch der Verbrennungswirkungsgrad der betriebenen Zylinder und damit der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Jedes Umschalten zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb beziehungsweise umgekehrt ist insbesondere aufgrund der temporären Veränderung des Zündzeitpunkts mit einer Verschlechterung des Verbrennungswirkungsgrads beziehungsweise des Gesamtwirkungsgrads verbunden. Daher entsteht bei jeder Zu- oder Abschaltung von Zylindern ein Kraftstoffmehrverbrauch. Der Umschaltzeitbereich beträgt beispielsweise etwa 500 ms pro Umschaltrichtung. In diesem Zeitbereich kann sich der Kraftstoffverbrauch verdoppeln. Durchschnittlich ergeben sich zum Beispiel Umschaltzeitbereiche von etwa 300 ms Länge, in welchen sich der Kraftstoffverbrauch um etwa 50 % erhöht.
  • Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift WO 2007/028683 A1 bekannt. Diese betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs mit einem Motor, der in einem ersten Betriebszustand mit einer ersten Anzahl von Zylindern und in einem zweiten Betriebszustand mit einer zweiten Anzahl von Zylindern betrieben wird, wobei die erste Anzahl und die zweite Anzahl voneinander verschieden sind. Es wird vorgeschlagen, eine Umschaltung des Motors zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand an den Fahrertyp oder die Fahrsituation anzupassen. Dazu wird die Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand abhängig von dem Fahrertyp oder der Fahrsituation verzögert. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften US 2005/0000479 A1 , US 2004/0231634 A1 , JP 60-138235 sowie US 2007/0149358 A1 bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorzustellen, welches gegenüber bekannten Verfahren zur Durchführung einer Zylinderabschaltung einen deutlich verringerten Kraftstoffverbrauch über die Betriebsdauer der Brennkraftmaschine aufweist.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, wobei aus dem wenigstens einen Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve eine Empfehlungsgröße ermittelt wird, und wobei die Schaltvariable bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröße gesetzt wird.
  • Vorstehend wurde bereits ausgeführt, dass während des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt ein Kraftstoffmehrverbrauch auftritt. Ist jedoch das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb abgeschlossen, so kann mit der Zylinderabschaltung der Kraftstoffverbrauch deutlich gesenkt werden. Verrechnet man den Kraftstoffmehrverbrauch während des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb und umgekehrt mit der Kraftstoffersparnis während des Teilmotorbetriebs, so ergibt sich eine üblicherweise lastpunktabhängige Amortisationszeit von beispielsweise etwa 3 s bis 25 s. Der Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb lohnt sich demnach nur, wenn der Teilmotorbetrieb zumindest über die gesamte Amortisationszeit durchgeführt wird. Entsprechend muss das nur kurzfristige Durchführen des Teilmotorbetriebs verhindert werden.
  • Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Wartezeit definiert werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb erst nach Ablauf der Wartezeit in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird. Die Wartezeit ist dabei konstant eingestellt, kann also nicht verändert werden. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass für den Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb wenigstens zwei Bedingungen erfüllt sein müssen, nämlich dass das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem eingestellten Solldrehmoment ist und dass die Schaltvariable gesetzt ist. Die Schaltvariable wird dabei in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Parameter ermittelt. Der Parameter kann beispielsweise der Brennkraftmaschine, dem Kraftfahrzeug und/oder einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Die Schaltvariable wird vorzugsweise nur dann gesetzt, wenn durch den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb tatsächlich eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden kann. Auf diese Weise kann die Häufigkeit des Wechsels von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verringert werden. Die Schaltvariable ist eine binäre Boolesche Variable, kann also nur zwei unterschiedliche Werte annehmen, beispielsweise 0 und 1.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltvariable während des Betriebs der Brennkraftmaschine in bestimmten Zeitintervallen ermittelt wird. Die Schaltvariable wird also ständig aktualisiert, wobei zwischen zwei Aktualisierungen ein bestimmtes Zeitintervall vorgesehen ist. Beispielsweise erfolgt das Ermitteln der Schaltvariable mit einer bestimmten Frequenz, welche beispielsweise 10 Hz beträgt. Das Ermitteln der Schaltvariable erfolgt vorteilhafterweise zumindest während des Vollmotorbetriebs, besonders bevorzugt jedoch permanent, also sowohl während des Vollmotorbetriebs als auch während des Teilmotorbetriebs.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Parameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull oder ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Prinzipiell kann also der Parameter beliebig gewählt sein, sofern er die Brennkraftmaschine, das Kraftfahrzeug und/oder die Umgebung des Kraftfahrzeugs betrifft. Der Parameter kann jeder einzelne der oben angeführten Größen oder eine beliebige Kombination aus diesen sein. Alternativ oder zusätzlich zu den aufgezählten Größen können selbstverständlich weitere Größen, insbesondere Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder der Umgebung, verwendet werden.
  • Die Geschwindigkeit kann die tatsächliche Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sein oder alternativ eine aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der eingestellten Übersetzung bestimmte Geschwindigkeit. Entsprechendes gilt für die Beschleunigung, wobei hier eine Längsbeschleunigung, also eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung gemeint ist. Die Querbeschleunigung liegt in einer Richtung vor, welche parallel zu dem Untergrund des Kraftfahrzeugs und senkrecht auf dessen Längsrichtung steht. Der Fahrwiderstand beschreibt vorzugsweise die Summe alle Kräfte, die das Kraftfahrzeug überwinden muss, um eine gewünschte Geschwindigkeit zu halten oder auf diese zu beschleunigen. Der Fahrwiderstand wirkt bremsend, ist also auf eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in den Stillstand gerichtet. Beispielsweise enthält der Fahrwiderstand einen Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs, einen von der Geschwindigkeit abhängigen Luftwiderstand, einen von der Neigung abhängigen Steigungswiderstand und einen Beschleunigungswiderstand, der insbesondere die Masse des Kraftfahrzeugs bei einer Längsbeschleunigung berücksichtigt.
  • Das Anforderungsdrehmoment ist dasjenige Drehmoment, welches von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Fahrerassistenzeinrichtung angefordert wird. Aus dem Anforderungsmoment wird das Solldrehmoment bestimmt, welches schließlich an der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Dabei kann das Solldrehmoment in einer einfachen Ausführungsform gleich dem Anforderungsdrehmoment gesetzt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Solldrehmoment durch eine Rechenvorschrift, insbesondere eine Filterung, aus dem Anforderungsdrehmoment bestimmt wird. Der Fahrer gibt das Anforderungsdrehmoment insbesondere über eine Fahrpedalstellung vor. In einer vorteilhaften Ausführungsform soll, wenn von der Fahrerassistenzeinrichtung, beispielsweise einer ESP-Fahrerassistenzeinrichtung oder dergleichen, ein Anforderungsdrehmoment vorgegeben wird, welches von demjenigen des Fahrers abweicht, das Solldrehmoment aus dem Anforderungsdrehmoment der Fahrerassistenzeinrichtung bestimmt und in einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel auch als Parameter zur Ermittlung der Schaltvariablen verwendet werden.
  • Die Anforderungsdrehmomentänderungsrate entspricht der Ableitung des Anforderungsdrehmoments über der Zeit zum momentanen Zeitpunkt. Entsprechendes gilt für die Lenkwinkeländerungsrate, welche gleich der Ableitung des Lenkwinkels über der Zeit ist. Der Lenkwinkel ist dabei der an einer Lenkeinrichtung eingestellte Lenkwinkel. Das Einstellen des Lenkwinkels kann entsprechend eines Vorgabelenkwinkels erfolgen, welcher beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels eines Lenkrads eingestellt wird. Die Bremskraft ist die momentan vorliegende Bremskraft, also eine Istbremskraft, während aus der Vorgabebremskraft eine an der Bremseinrichtung eingestellte Sollbremskraft bestimmt wird. Die Vorgabebremskraft wird beispielsweise von dem Fahrer beziehungsweise der Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben. Der Parameter kann in einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel weiterhin der Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum entsprechen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise die Anzahl der Überschreitungen einer Schwellenbremskraft durch die Bremskraft und/oder die Vorgabebremskraft in dem bestimmten Zeitraum gezählt. Der bestimmte Zeitraum ist insbesondere ein sich in die unmittelbare Vergangenheit erstreckender Zeitraum, welcher zum momentanen Zeitpunkt endet.
  • Alternativ kann auch der momentan eingestellte Fahrgang als Parameter verwendet werden, wobei der Fahrgang an einem Getriebe des Kraftfahrzeugs eingestellt ist, über welches die Brennkraftmaschine mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weitere Parameter sind die Untergrundneigung des Untergrunds des Kraftfahrzeugs, welche beispielsweise eine Steigung oder ein Gefälle anzeigt, die Höhe des Kraftfahrzeugs (beispielsweise über Normalhöhennull, wobei auch andere Referenzhöhen herangezogen werden können), oder der Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs, welcher insbesondere den Rollwiderstand beinhaltet. Letzterer wird üblicherweise mit Hilfe eines Modells berechnet beziehungsweise geschätzt. Schließlich kann der Signalzustand in einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel als Parameter herangezogen werden. Der Signalzustand ist der Zustand beispielsweise eines Leuchtsignals des Kraftfahrzeugs, wie insbesondere dem Blinker. Der Signalzustand kann insoweit in Form des Blinkersignalzustands vorliegen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltvariable ausschließlich nach Ablauf zumindest einer aus dem wenigstens einen Parameter bestimmten Wartezeitspanne und/oder bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch mindestens eine aus dem wenigstens einem Parameter bestimmte Empfehlungsgröße gesetzt wird. Die Schaltvariable ist also nicht unmittelbar, sondern lediglich mittelbar von dem wenigstens einen Parameter abhängig. Vielmehr wird sie anhand der wenigstens einen Wartezeitspanne und/oder die wenigstens eine Empfehlungsgröße gesetzt. Dabei ist der normalerweise vorliegende Wert der Schaltvariable 0. Lediglich nach Ablauf der Wartezeitspanne beziehungsweise Überschreiten des Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröβe wird die Schaltvariable auf 1 gesetzt. Nur in letzterem Fall kann, wenn zusätzlich die Bedingung erfüllt ist, dass das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist, von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb umgeschaltet werden. Die Wartezeitspanne beginnt, sobald festgestellt wird, dass das bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Ab diesem Zeitpunkt beginnt also ein Zeitnehmer zu laufen, welcher zurückgesetzt wird, sobald das Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das Solldrehmoment wird. Erst wenn der Zeitnehmer einen Wert aufweist, welcher größer ist als die Wartezeitspanne, wird die Schaltvariable gesetzt. Dabei kann die Schaltvariable bereits gesetzt werden, wenn lediglich die Wartezeitspanne abgelaufen oder der Schwellenwert durch die Empfehlungsgröße überschritten ist. Besonders bevorzugt wird die Schaltvariable jedoch lediglich gesetzt, wenn beide Bedingungen erfüllt sind.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Bewertungsmodul vorgesehen ist, in welchem aus dem wenigstens einen Parameter die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße bestimmt werden. Das hier vorgestellte Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist modular aufgebaut und kann aus einer beliebigen Anzahl von Bewertungsmodulen bestehen. Das Bewertungsmodul weist als wenigstens eine Eingangsgröße wenigstens einen der vorstehend genannten Parameter auf. Als wenigstens eine Ausgangsgröße gibt das Bewertungsmodul wenigstens eine Wartezeitspanne, wenigstens eine Empfehlungsgröße oder beide aus. Sind mehrere Bewertungsmodule vorgesehen, so arbeiten diese unabhängig voneinander. Auf diese Weise ist eine problemlose Erweiterung des Verfahrens um weitere Bewertungsmodule möglich.
  • In wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Überschreiten eines, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Längsbeschleunigung bestimmten, Schwellenlenkwinkels durch den Lenkwinkel die Wartezeitspanne auf einen ersten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Der Schwellenlenkwinkel kann konstant gewählt oder variabel sein. In letzterem Fall wird er vorzugsweise aus einer Funktion bestimmt, welche die Geschwindigkeit und/oder die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs als Eingangsgrößen aufweist. Wird der Schwellenlenkwinkel durch den momentan eingestellten Lenkwinkel überschritten, so wird die Wartezeitspanne auf den ersten Wartezeitspannenwert gesetzt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine typische Kreisverkehrssituation ausgeschlossen werden, in diesem Fall wird also nicht von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb gewechselt, weil abzusehen ist, dass bei einem Herausfahren aus dem Kreisverkehr (oder einer ähnlichen Situation) das Kraftfahrzeug beschleunigt werden soll, sodass möglicherweise nachfolgend unmittelbar ein Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb notwendig wäre.
  • Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass bei Überschreiten einer Schwellenbremskraft durch die Bremskraft und/oder die Vorgabebremskraft die Wartezeitspanne auf einen zweiten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Die Schwellenbremskraft ist vorzugsweise konstant, wird also nicht bei jedem Ermitteln der Schaltvariablen neu bestimmt. Es kann jedoch eine Anpassung der Schwellenbremskraft durchgeführt werden, welche von dem Ermitteln der Schaltvariablen beziehungsweise der Wartezeitspanne entkoppelt ist. Die Schwellenbremskraft ist beispielsweise derart definiert, dass sie einer mittelscharfen Bremsung des Kraftfahrzeugs entspricht. Alternativ kann die Schwellenbremskraft beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere ist die Schwellenbremskraft umso geringer, je höher die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist. Die Wartezeitspanne wird nun auf den zweiten Wartezeitspannenwert gesetzt, wenn die Schwellenbremskraft von der momentan tatsächlich vorliegenden Bremskraft beziehungsweise der Vorgabebremskraft überschritten wird.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer Maximalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung die Wartezeitspanne auf einen dritten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Bei einem starken Anstieg des Untergrunds wird insofern das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb um den dritten Wartezeitspannenwert verzögert. Befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer solchen Steigung, so ist es wahrscheinlich, dass kurzfristig ein hohes Drehmoment von der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden muss, insoweit das Solldrehmoment also vergrößert wird. Auch wenn zum momentanen Zeitpunkt das Solldrehmoment von dem Teilmotorbetriebsdrehmoment abgedeckt wird, besteht also eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dies nur für eine begrenzte Zeit der Fall sein wird und daher der Teilmotorbetrieb schnell wieder verlassen werden müsste.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten einer Minimalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung die Wartezeitspanne auf einen vierten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. In diesem Fall liegt ein Gefälle vor. Dies macht es.wahrscheinlich, dass ein Bremsen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden soll, wozu die Brennkraftmaschine in einen Schubabschaltungsbetrieb versetzt wird. Dies hat jedoch üblicherweise ein Umschalten von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb zur Folge, um die Bremswirkung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Entsprechend soll das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über eine dem vierten Wartezeitspannenwert entsprechende Wartezeitspanne verhindert werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung und/oder die Minimalschwellenuntergrundneigung in Abhängigkeit von der Höhe ermittelt werden. Die vorstehenden Erläuterungen sind insbesondere von Bedeutung, wenn sich das Kraftfahrzeug in großer Höhe befindet, beispielsweise bei einer Fahrt über einen Pass eines Gebirges. Je größer die Höhe ist, umso geringer ist die spezifische Leistung der Brennkraftmaschine, insbesondere wenn diese in einem Saugbetrieb betrieben wird. Somit ist es wahrscheinlich, dass das in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment nicht zum Abdecken des Solldrehmoments ausreicht. Entsprechend soll die Maximalschwellenuntergrundneigung beziehungsweise die Minimalschwellenuntergrundneigung als Funktion der Höhe des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Zusätzlich ist anzumerken, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung stets größer als die Minimalschwellenuntergrundneigung sein soll, wobei die Maximalschwellenuntergrundneigung typischerweise größer als Null und Minimalschwellenuntergrundneigung kleiner als Null ist, wenn die Neigung eines waagerechten Untergrunds zu Null (beispielsweise 0°) definiert wird.
  • Es kann ebenso vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen fünften Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird. Bei Vorgaben des Anforderungsdrehmoments durch den Fahrer beispielsweise mittels eines Fahrpedals kann - bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums - in guter Näherung eine lineare Weiterbewegung des Fahrpedals angenommen werden. Bei positiven Änderungen besteht dabei die Gefahr des Überschreitens des maximal bereitstellbaren Drehmoments in dem Teilmotorbetrieb, also des Teilmotorbetriebsdrehmoments. Entsprechend soll der Wechsel von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb um eine dem fünften Wartezeitspannenwert entsprechende Wartezeitspanne verzögert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten einer Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen sechsten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird.
  • Entsprechend den vorstehenden Ausführungen kann das zu erwartende Anforderungsdrehmoment bei Betrachtung in dem bestimmten Zeitraum linear approximiert werden. Bei einer Verringerung des Anforderungsdrehmoments, also einer negativen Anforderungsdrehmomentsänderungsrate, liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit vor, dass die Brennkraftmaschine in den Schubabschaltungsbetrieb versetzt wird. In diesem ist das Durchführen des Teilmotorbetriebs jedoch nicht sinnvoll, sodass die Wartezeitspanne auf den sechsten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Letzteres ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Anforderungsdrehmoment durch den Fahrer vorgegeben wird, nicht jedoch bei einer Vorgabe durch eine Fahrerassistenzeinrichtung. Auf den letztgenannten Fall wird nachfolgend eingegangen.
  • Für das Vorgeben des Anforderungsdrehmoments durch die Fahrerassistenzeinrichtung können ähnliche Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise ist nun vorgesehen, dass bei Überschreiten der Maximalschwellenanforderungsdrehmomentsänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen siebten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass bei Unterschreiten der Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate die Wartezeitspanne auf einen achten Wartezeitspannenwert gesetzt wird, wenn das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Überschreiten des Teilmotorbetriebsdrehmoments durch das Anforderungsdrehmoment die Wartezeitspanne auf einen neunten Wartezeitspannenwert gesetzt wird. Häufige Fahrpedalbewegungen, insbesondere bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums, und entsprechend eine häufige Änderung des Vorgabedrehmoments deuten auf eine dynamische Fahrweise des Fahrers hin. Daher soll es nun vorgesehen sein, dass die Schwelle zum Auslösen der Verzögerung entsprechend dem neunten Wartezeitspannenwert an das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb maximal bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment gekoppelt wird. So kann beispielsweise bei Fahrgängen mit niedriger Übersetzung und entsprechend tendenziell eher kleineren Anforderungsdrehmomenten trotz dynamischer Fahrweise der Teilmotorbetrieb freigegeben werden und dennoch die zu kurze Aktivierung des Teilmotorbetriebs verhindert werden. Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Ausführungsform, wenn das Anforderungsdrehmoment gemittelt ist, also ein Anforderungsdrehmomentmittelwert mit dem Teilmotorbetriebsdrehmoment verglichen wird. Der Mittelwert wird aus dem zu bestimmten Zeitpunkten in dem bestimmten Zeitraum in der Vergangenheit vorliegenden Anforderungsdrehmoment gebildet.
  • Schließlich kann es vorgesehen sein, dass der jeweilige Wartezeitspannenwert konstant ist oder aus der Differenz des Parameters und des entsprechenden Schwellenwerts bestimmt wird. Der vorstehend angeführte erste bis neunte Wartezeitspannenwert kann also konstant vorgegeben sein. Dies bedeutet bevorzugt jedoch lediglich, dass der jeweilige Wartezeitspannenwert nicht bei jedem Ermitteln der Schaltvariable beziehungsweise der Wartezeitspanne neu bestimmt wird. Vielmehr kann auch hier eine Anpassung des Wartezeitspannenwerts erfolgen, jedoch entkoppelt von dem Ermitteln der Schaltvariablen beziehungsweise der Wartezeitspanne. Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Wartezeitspannenwert permanent konstant gewählt ist. Alternativ kann der jeweilige Wartezeitspannenwert auch als Funktion des Parameters und des entsprechenden Schwellenwerts, beispielsweise aus deren Differenz, bestimmt werden. Bei größerer Abweichung des Parameters von dem entsprechenden Schwellenwert wird ein größerer Wartezeitspannenwert und bei kleinerer Differenz ein kleinerer Wartezeitspannenwert gewählt. So ist eine permanente Anpassung an die momentanen Fahrparameter des Kraftfahrzeugs möglich.
  • Neben der wenigstens einen Wartezeitspanne kann zusätzlich oder alternativ die wenigstens eine Empfehlungsgröße vorgesehen sein. Die Empfehlungsgröße ist üblicherweise ein Wert zwischen -1 und +1 (diese Werte einschließend), welcher angibt, ob der Wechsel in den Teilmotorbetrieb vorteilhaft ist. Dabei bedeutet eine Empfehlungsgröße von "-1" eine negative Beurteilung, "0" eine neutrale Beurteilung und "+1" eine positive Beurteilung. Sind mehrere Empfehlungsgrößen vorgesehen, so kann aus diesen eine Gesamtempfehlungsgröße gebildet sein, welcher anschließend mit dem Schwellenwert verglichen wird. Die Gesamtempfehlungsgröße kann beispielsweise ein Mittelwert aus den mehreren Empfehlungsgrößen sein oder durch Normalisierung gebildet werden. In letzterem Fall werden die Empfehlungsgrößen, insbesondere unter Zuordnung jeweils eines Gewichtungsfaktors zu jeder der Empfehlungsgrößen, aufaddiert und zur Bildung der Gesamtempfehlungsgröße durch die Anzahl der Empfehlungsgrößen beziehungsweise durch die Summe der Gewichtungsfaktoren dividiert.
  • In einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel ist es vorgesehen, dass aus dem Lenkwinkel eine statistische Lenkwinkelgröße bestimmt wird, insbesondere der Lenkwinkel über einen bestimmten Zeitraum zu einem Lenkwinkelmittelwert gemittelt wird, und aus einem, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Längsbeschleunigung bestimmten, weiteren Schwellenlenkwinkel und der Lenkwinkelgröße beziehungsweise dem Lenkwinkelmittelwert die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Es ist also vorgesehen, eine statistische Größe des Lenkwinkels - die Lenkwinkelgröße - zu bestimmen. Die Lenkwinkelgröße kann beispielsweise als Varianz des Lenkwinkels, als varianzähnliche Funktion des Lenkwinkels oder als Mittelwert des Lenkwinkels vorliegen. In letzterem Fall wird der Lenkwinkel zu bestimmten Zeitpunkten in dem bestimmten Zeitraum erfasst und aus diesen der Lenkwinkelmittelwert berechnet. Der bestimmte Zeitraum ist dabei ein unmittelbar zurückliegender, sich über eine kurze Zeitspanne während der Fahrt des Kraftfahrzeugs erstreckender Zeitraum. Anschließend wird die Lenkwinkelgröße mit dem weiteren Schwellenlenkwinkel verglichen und anhand dieses Vergleichs die Empfehlungsgröße bestimmt. Die Empfehlungsgröße ist insoweit der Ausgangswert einer Funktion, welche die Lenkwinkelgröße und den weiteren Schwellenlenkwinkel als Eingangsgrößen hat. Häufige Lenkbewegungen in der nahen Vergangenheit, also in dem bestimmten Zeitraum, lassen auf Stadtverkehr und/oder "Stop-and-go"-Betrieb schließen. Diese führen jedoch zu häufigem Wechsel zwischen Vollmotorbetrieb und Teilmotorbetrieb. Entsprechend soll unter solchen Bedingungen das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert werden. Beispielsweise wird bei Überschreiten des weiteren Schwellenlenkwinkels durch die Lenkwinkelgröße die Empfehlungsgröße auf einen ersten Empfehlungswert gesetzt.
  • Es kann zudem vorgesehen sein, dass aus einer, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder Längsbeschleunigung bestimmten, Schwellenanzahl und der Anzahl der Bremsvorgänge die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Die Anzahl der Bremsvorgänge wurde bereits vorstehend erläutert. Die Schwellenanzahl wird beispielsweise konstant festgelegt oder alternativ aus einer Funktion bestimmt, welcher die Geschwindigkeit beziehungsweise die Längsbeschleunigung als Eingangsgröße hat. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei Überschreiten der Schwellenanzahl durch die Anzahl der Bremsvorgänge die Empfehlungsgröße auf einen zweiten Empfehlungswert gesetzt wird. Häufige Bremspedalbetätigungen, also eine hohe Anzahl der Bremsvorgänge, in der nahen Vergangenheit lassen ebenso wie die häufigen Lenkbewegungen auf Stadtverkehr oder "Stop-and-go"-Betrieb schließen. Entsprechend soll der Wechsel in den Teilmotorbetrieb verhindert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass aus einem oder mehreren der Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Die Beschleunigungsreserve wird beispielsweise aus einer berechneten beziehungsweise geschätzten Fahrzeugmasse, dem Fahrwiderstand, der Untergrundneigung, dem Teilmotorbetriebsdrehmoment sowie dem momentan eingelegten Fahrgang beziehungsweise der momentanen Übersetzung berechnet. Die Beschleunigungsreserve gibt an, welche Längsbeschleunigung das Kraftfahrzeug mit Hilfe des Teilmotorbetriebsdrehmoments unter Zugrundelegung der momentan vorliegenden Betriebsbedingungen beziehungsweise Umgebungsbedingungen maximal erreichen kann. Es werden insoweit die mit dem Teilmotorbetriebsdrehmoment erzielbare maximale Zugkraft und der momentan vorliegende Fahrwiderstand, insbesondere aus den vorstehend genannten Größen, bestimmt. Die Differenz zwischen der Zugkraft und dem Fahrwiderstand ist proportional zu der noch darstellbaren maximalen Längsbeschleunigung, also der Beschleunigungsreserve. Zusätzlich wird die Mindestbeschleunigungsreserve bestimmt, wobei diese beispielsweise konstant festgelegt oder variabel sein kann. In letzterem Fall wird sie beispielsweise aus wenigstens einem der Parameter bestimmt, wobei sie insbesondere von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängig ist. Die Beschleunigungsreserve soll nun zumindest der Mindestbeschleunigungsreserve entsprechen, damit ein Umschalten in den Teilmotorbetrieb zugelassen wird. Daher ist es vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Beschleunigungsreserve durch die Mindestbeschleunigungsreserve die Empfehlungsgröße auf einen dritten Empfehlungswert gesetzt wird, welcher insbesondere negativ ist. Auf diese Weise lassen sich viele kurze und vor allem hochlastige und damit kraftstoffintensive Umschaltungen zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb und umgekehrt verhindern.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die Längsbeschleunigung über einen bestimmten Zeitraum zu einem Beschleunigungsmittelwert gemittelt, aus einem oder mehreren der Parameter die Beschleunigungsreserve bestimmt und aus der Beschleunigungsreserve und dem Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Aus der Längsbeschleunigung soll also auf die vorstehend bereits für den Lenkwinkel beschriebene Art und Weise der Beschleunigungsmittelwert gebildet werden. Insbesondere ist der bestimmte Zeitraum ein unmittelbar zurückliegender Zeitraum, welcher sich über eine kurze, konstante Zeitspanne erstreckt, beispielsweise 0,1 s bis 5s. Der Beschleunigungsmittelwert gibt die in der Vergangenheit, insbesondere von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs, abgerufene Längsbeschleunigung wieder. Der Beschleunigungsmittelwert wird anschließend mit der Beschleunigungsreserve verglichen. Die Beschleunigungsreserve wird beispielsweise auf die vorstehend beschriebene Art und Weise berechnet. Es kann unterstellt werden, dass die zukünftig abgerufene Längsbeschleunigung und mithin das Solldrehmoment zumindest der in dem bestimmten Zeitraum abgerufenen Längsbeschleunigung entsprechen soll. Daher ist es insbesondere vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Beschleunigungsreserve durch den Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße auf einen weiteren Empfehlungswert gesetzt wird. Anstelle des Beschleunigungsmittelwerts kann selbstverständlich auch eine andere geeignete statistische Größe der Längsbeschleunigung, insbesondere der in dem bestimmten Zeitraum vorliegende Längsbeschleunigung, gebildet werden. Eine solche Größe ist beispielsweise die Varianz der Längsbeschleunigung oder zumindest eine varianzähnliche Funktion, die mit geringem Rechenaufwand bestimmt werden kann.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass aus dem Beschleunigungsmittelwert und einer Schwellenbeschleunigung die Empfehlungsgröße ermittelt wird. Häufige Änderungen der Geschwindigkeit in der nahen Vergangenheit lassen ebenfalls auf Stadtverkehr beziehungsweise "Stop-and-go"-Betrieb schließen. Entsprechend soll der Beschleunigungsmittelwert mit der Schwellenbeschleunigung verglichen werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Schwellenbeschleunigung durch den Beschleunigungsmittelwert die Empfehlungsgröße auf einen vierten Empfehlungswert gesetzt wird. Die Schwellenbeschleunigung kann konstant gewählt sein oder von Zeit zu Zeit angepasst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Empfehlungsgröße aus einer Schubabschaltebereitschaft der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Die Schubabschaltebereitschaft wird beispielsweise von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ermittelt und bedeutet, dass in Kürze eine Schubabschaltung durchgeführt, die Brennkraftmaschine also in den Schubabschaltebetrieb versetzt werden soll. Wenn dies bereits bekannt ist, soll der Wechsel von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert werden. Dies geschieht beispielsweise, indem die Empfehlungsgröße auf einen fünften Empfehlungswert gesetzt wird, welcher negativ ist. Beispielswiese kann der fünfte Empfehlungswert gleich -1 sein.
  • Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass Navigationsdaten einer Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs zum Ermitteln der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße herangezogen werden. Insbesondere wird dabei auch die momentane Position des Kraftfahrzeugs verwendet. Wird beispielsweise festgestellt, dass sich das Kraftfahrzeug auf einer von dem Fahrer gewünschten Fahrroute in Bälde eine Situation ergibt, welche eine der vorstehend genannten Bedingungen erfüllt, so kann die Wartezeitspanne beziehungsweise die Empfehlungsgröße derart gewählt werden, dass das Umschalten von dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb verhindert wird. Dies kann zum Beispiel vorgesehen sein, wenn die Navigationsdaten in Kombination mit der momentanen Position des Kraftfahrzeugs darauf hindeuten, dass das Kraftfahrzeug in Kürze einen Untergrund mit einer Untergrundneigung passiert, welche die Maximalschwellenuntergrundneigung überschreitet oder die Minimalschwellenuntergrundneigung unterschreitet. Ebenso können beispielsweise Verkehrsaufkommensdaten herangezogen werden, um festzustellen, ob das Kraftfahrzeug in Bälde auf Stadtverkehr oder "Stop-and-go"-Verkehr stößt. Diese Möglichkeiten sind jedoch rein beispielhaft zu verstehen. Das Ermitteln der Wartezeitspanne beziehungsweise der Empfehlungsgröße aus den Navigationsdaten kann unter Heranziehen aller vorstehend genannten Bedingungen vorgesehen sein.
  • Schließlich kann in einem vom Erfindungsgegenstand abweichenden Beispiel vorgesehen sein, dass die Querbeschleunigung und/oder eine geeignete statistische, aus der Querbeschleunigung gebildete Größe, insbesondere die Varianz der Querbeschleunigung, zum Ermitteln der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße herangezogen werden. Eine hohe Querbeschleunigung deutet auf Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs hin. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen hinsichtlich des Lenkwinkels soll entsprechend der Wechsel zwischen Vollmotorbetrieb und Teilmotorbetrieb verhindert werden. Beispielsweise wird eine ausreichend hohe Wartezeitspanne oder eine geeignete Empfehlungsgröße gesetzt, wenn die Querbeschleunigung oder die statistische Größe eine Schwellenquerbeschleunigung überschreitet.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Bestimmen der Schaltvariablen ein Entscheidungsmodul vorgesehen ist, mit welchem die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße von dem zumindest einen Bewertungsmodul bereitgestellt werden. Das Entscheidungsmodul nimmt also die Eingangsgröße, die wenigstens eine Wartezeitspanne und/oder den wenigstens eine Empfehlungsgröße entgegen. Anschließend prüft es, insbesondere mittels des Zeitnehmers, ob die wenigstens eine Wartezeitspanne bereits abgelaufen ist. Zusätzlich oder alternativ wird geprüft, ob die Empfehlungsgröße beziehungsweise die aus mehreren Empfehlungsgrößen gebildete Gesamtempfehlungsgröße den Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird die Schaltvariable gesetzt, also mit dem Wert "1" versehen. Anderenfalls wird die Schaltvariable gelöscht und insofern auf "0" gesetzt. Die auf diese Weise bestimmte Schaltvariable wird anschließend von dem Bewertungsmodul als Ausgangsgröße zur Verfügung gestellt, beispielsweise einem Steuergerät der Brennkraftmaschine.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Wartezeitspannen vorgesehen sind und die Schaltvariable nur nach Ablauf aller Wartezeitspannen gesetzt wird und/oder dass mehrere Empfehlungsgrößen vorliegen, die Gewichte zu einer Gesamtempfehlungsgröße zusammengefasst werden, und nur bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die Gesamtempfehlungsgröße die Schaltvariable gesetzt wird. Auf ein entsprechendes Vorgehen wurde bereits vorstehend eingegangen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass aus den mehreren Wartezeitspannen eine Gesamtwartezeitspanne gebildet wird, insbesondere indem die Gesamtwartezeitspanne gleich der größten der mehreren Wartezeitspannen gesetzt wird. Hinsichtlich der Gesamtempfehlungsgröße kann es vorgesehen sein, ihn als Mittelwert der mehreren Empfehlungsgröβen zu definieren. Alternativ kann die Gesamtempfehlungsgröße beispielsweise durch Normalisierung als durch die Anzahl der Empfehlungsgrößen definierte Summe aus den mehreren Empfehlungsgrößen definiert sein. In diesem Fall sind die einzelnen Empfehlungsgrößen jeweils gleich gewichtet. Bevorzugt wird jeder der Empfehlungsgrößen ein Gewichtungskoeffizient beziehungsweise Gewichtungsfaktor zugeordnet. Mit diesem wird jede Empfehlungsgröße multipliziert und die Ergebnisse der Multiplikationen addiert. Das Ergebnis der Addition wird wiederum durch die Summe aller Gewichtungskoeffizienten dividiert, womit die Gesamtempfehlungsgröße in gewichteter Form vorliegt.
  • Es soll darauf hingewiesen werden, dass bei den vorstehenden Ausführungen anstelle eines Mittelwerts einer Größe stets auch eine andere geeignete statistische Größe, beispielsweise die Varianz der Größe, herangezogen werden kann. Die Wartezeitspanne wird vorzugsweise, wenn sie nicht auf den Wartezeitspannenwert gesetzt wird, zurückgesetzt, insbesondere auf Null gesetzt. Analog soll die Empfehlungsgröße auf einen neutralen Wert, insbesondere Null, oder einen positiven Wert gesetzt werden, wenn sie nicht auf den Empfehlungswert gesetzt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die genannten Schwellenwerte, Wartezeitspannenwerte, Empfehlungswerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder Parameter für das Mitteln fahrerindividuell eingestellt werden. Die genannten Werte sind also für jeden Fahrer beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher hinterlegt und werden vor der Fahrt für das Verfahren bereitgestellt.
  • Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Schwellenwerte, Wartezeitspannenwerte, Empfehlungswerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder Parameter für das Mitteln während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs an den jeweiligen Fahrer angepasst werden. Es ist also vorgesehen, das hier vorgestellte Verfahren lernfähig auszuführen, um die durch das Verhindern des Wechselns zwischen dem Vollmotorbetrieb und dem Teilmotorbetrieb erzielte Kraftstoffersparnis zu maximieren. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die genannten Werte beispielsweise aus dem nichtflüchtigen Speicher ausgelesen und dem Verfahren bereitgestellt. Während der Fahrt werden die Werte nun derart angepasst, dass die Kraftstoffersparnis durch Optimierung der Werte maximiert wird. Nach der Fahrt, insbesondere bei Abschalten der Brennkraftmaschine, werden die Werte wieder in den nichtflüchtigen Speicher zurückgeschrieben, um bei einer darauffolgenden Fahrt zur Verfügung zu stehen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Parameter vor dem Ermitteln der Schaltvariablen, insbesondere vor Bestimmen der Wartezeitspanne und/oder der Empfehlungsgröße, gefiltert und/oder geglättet wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Sprünge in dem Parameter die ermittelte Schaltvariable negativ beeinflussen. Sind mehrere Parameter vorgesehen, so wird wenigstens einer der Parameter gefiltert beziehungsweise geglättet. Vorzugsweise gilt dies jedoch für alle der verwendeten Parameter.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus dem Teilmotorbetrieb bereits dann in den Vollmotorbetrieb gewechselt wird, wenn das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das an der Brennkraftmaschine eingestellte Solldrehmoment ist. Entsprechend ist es also für die Entscheidung, ob aus dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb gewechselt werden soll, unerheblich, welchen Wert die Schaltvariable aufweist. Der Wechsel ist allein davon abhängig, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment das Solldrehmoment beziehungsweise das Vorgabedrehmoment abdeckt. Sobald das Solldrehmoment beziehungsweise das Vorgabedrehmoment größer wird als das Teilmotorbetriebsdrehmoment, wird aus dem Teilmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb gewechselt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennkraftmaschine Mittel aufweist, um die Zylinder in einem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten, wobei vorgesehen ist, aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb zu wechseln, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist. Dabei ist vorgesehen, dass für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, wobei aus dem wenigstens einen Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve eine Empfehlungsgröße ermittelt wird, und wobei die Schaltvariable bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröße gesetzt wird.
  • Die Brennkraftmaschine dient insoweit vorteilhafterweise der Umsetzung des beschriebenen Verfahrens. Dieses kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein. Die Brennkraftmaschine ist zur Durchführung der Zylinderabschaltung ausgerüstet und weist zu diesem Zweck die Mittel auf, um die Zylinder entweder in dem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben oder in dem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten. Gegenüber bekannten Brennkraftmaschinen, welche ebenfalls zur Durchführung der Zylinderabschaltung ausgebildet sind, weist die hier vorgestellte Brennkraftmaschine jedoch den Vorteil auf, dass der Kraftstoffverbrauch weiter reduziert wird, indem der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine vergrößert wird. Dies erfolgt, indem das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb verhindert wird, wenn die Betriebsbedingungen das vorteilhafte Ausführen des Teilmotorbetriebs über die Amortisationszeit voraussichtlich nicht zulassen.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, welche zur Durchführung eines Vollmotorbetriebs und eines Teilmotorbetriebs vorgesehen ist,
    Figur 2
    ein Diagramm, in welchem die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht ist, und
    Figur 3
    ein Diagramm, in welchem die Anzahl des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über der Dauer des Teilmotorbetriebs aufgetragen ist.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine verfügt über mehrere Zylinder, welche in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben werden. Wird dagegen die Brennkraftmaschine in einem Teilmotorbetrieb verwendet, so ist wenigstens einer der Zylinder abgeschaltet. In dem Teilmotorbetrieb ist insoweit das von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Drehmoment gegenüber einem Maximaldrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert. Das in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Drehmoment wird als Teilmotorbetriebsdrehmoment bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine weist Bewertungsmodule 1 bis 4 auf, welche jeweils mindestens einen Eingang 6 aufweisen, an welchem den Bewertungsmodulen 1 bis 4 wenigstens ein Parameter (Block 7) als Eingangsgröße bereitgestellt wird.
  • Der Parameter ist beispielsweise eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine (Längs-) Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Anforderungsdrehmoment von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anforderungsdrehmomentänderungsrate, ein Lenkwinkel, eine Lenkwinkeländerungsrate, eine Bremskraft, eine Vorgabebremskraft von dem Fahrer und/oder von der Fahrerassistenzeinrichtung, eine Anzahl von Bremsvorgängen in einem bestimmten Zeitraum, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrund des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull, ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs oder ein Signalzustand, insbesondere ein Blinkersignalzustand. Jedem der Bewertungsmodule 1 bis 4 wird wenigstens einer dieser Parameter bereitgestellt. Jedes der Bewertungsmodule 1 bis 4 weist wenigstens einen Ausgang 8 und/oder einen Ausgang 9 auf. An dem Ausgang 8 wird jeweils eine Wartezeit und an dem Ausgang 9 eine Empfehlungsgröße als Ausgangsgröße bereitgestellt. Die Ausgangsgröße dient wiederum als Eingangsgröße für ein Entscheidungsmodul 10, welches entsprechende Eingänge 11 und 12 aufweist. Das Entscheidungsmodul 10 bestimmt aus den Wartezeiten und Empfehlungsgrößen, welche an den Eingängen 11 und 12 anliegen, eine Schaltvariable, welche anschließend an einem Ausgang 13 des Entscheidungsmoduls 10 als Ausgangsgröße bereitgestellt wird. Die Wartezeiten werden vorzugsweise in Sekunden angegeben, während die Empfehlungsgrößen als dimensionslose normalisierte Werte zwischen -1 und 1 oder 0 und 1 vorliegen, wobei der kleinere Wert bedeutet, dass der Teilmotorbetrieb eher nicht eingeleitet werden soll. Der gröβere Wert steht dagegen für eine positive Einschätzung.
  • Das Bewertungsmodul 1 ist beispielsweise ein "Stadterkennungs"- und/oder "Stop-and-go"-Bewertungsmodul. Als Eingangsgrößen werden hier insbesondere der Lenkwinkel, die Bremskraft eines über einen bestimmten Zeitraum gemittelter Lenkwinkels und die Anzahl von Bremsvorgängen in dem bestimmten Zeitraum herangezogen. Überschreitet der Lenkwinkel einen bestimmten Schwellenlenkwinkel, so wird eine Wartezeitspanne V1 auf einen ersten Wartezeitspannenwert VV1 gesetzt. Überschreitet die Bremskraft eine bestimmte Schwellenbremskraft, so wird eine Wartezeitspanne V2 auf einen zweiten Wartezeitspannenwert VV2 gesetzt. Gleichzeitig soll der Lenkwinkel über den bestimmten Zeitraum zu einem Lenkwinkelmittelwert gemittelt werden. Überschreitet dieser Lenkwinkelmittelwert einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bestimmten Schwellenlenkwinkel, so wird eine Empfehlungsgröße E1 auf einen ersten Empfehlungswert EV1 gesetzt. Ebenso wird ermittelt, ob die Anzahl der Bremsvorgänge in der bestimmten Zeitspanne eine Schwellenanzahl überschreitet, welche beispielsweise ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs festgelegt wird. Ist dies der Fall, so wird eine Empfehlungsgröße E2 auf einen zweiten Empfehlungswert EV2 gesetzt
  • Das Bewertungsmodul 2 kann als "Beschleunigungsreserve"-Bewertungsmodul bezeichnet werden. Überschreitet die Untergrundneigung des Kraftfahrzeugs eine Maximalschwellenuntergrundneigung, so wird eine Wartezeitspanne V3 auf einem dritten Wartezeitspannenwert VV3 gesetzt. Ebenso wird bei Unterschreiten einer Minimalschwellenuntergrundneigung durch die Untergrundneigung eine Wartezeitspanne V4 auf einen vierten Wartezeitspannenwert VV4 gesetzt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Maximalschwellenuntergrundneigung und/oder die Minimalschwellenuntergrundneigung in Abhängigkeit von der Höhe des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Parallel dazu wird in dem Bewertungsmodul 2 eine Beschleunigungsreserve bestimmt, in welche insbesondere eine berechnete beziehungsweise geschätzte Fahrzeugmasse sowie der Fahrwiderstand, die Untergrundneigung, das Teilmotorbetriebsdrehmoment und der momentan eingelegte Fahrgang beziehungsweise die diesem entsprechende momentane Übersetzung eingehen. Die Beschleunigungsreserve entspricht der Längsbeschleunigung, welche das Kraftfahrzeug mit Hilfe des Teilmotorbetriebsdrehmoments maximal erreichen kann. Gleichzeitig wird eine Mindestbeschleunigungsreserve bestimmt, welche auch nach dem Umschalten in den Teilmotorbetrieb erzielbar sein soll. Die Mindestbeschleunigungsreserve ist beispielsweise konstant oder wird auf geeignete Art und Weise variabel bestimmt. Ist die Mindestbeschleunigungsreserve größer als die Beschleunigungsreserve, so wird eine Empfehlungsgröße E3 auf einen dritten Empfehlungswert EV3 gesetzt. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, die Empfehlungsgröße E3 zu setzen, wenn die Beschleunigungsreserve größer als die Mindestbeschleunigungsreserve ist. Alternativ oder zusätzlich wird die Längsbeschleunigung über den bestimmten Zeitraum in der unmittelbaren Vergangenheit zu einem Beschleunigungsmittelwert gemittelt. Übersteigt der Beschleunigungsmittelwert die Beschleunigungsreserve, so wird eine Empfehlungsgröße E3' auf einen Empfehlungswert EV3' gesetzt.
  • Das Bewertungsmodul 3 betrifft eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und wird insoweit als "Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungs"-Bewertungsmodul bezeichnet. Der vorstehend beschriebene Beschleunigungsmittelwert wird mit einer Schwellenbeschleunigung verglichen. Überschreitet der Beschleunigungsmittelwert die Schwellenbeschleunigung, so wird eine Empfehlungsgröße E4 auf einen vierten Empfehlungswert EV4 gesetzt.
  • Schließlich stellt das Bewertungsmodul 4 ein "Dynamikerkennungs"-Bewertungsmodul dar. Dieses betrachtet insbesondere die Anforderungsdrehmomentänderungsrate, wobei unterschieden wird, ob das Anforderungsmoment durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs oder die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben wird. In ersterem Fall wird bei Überschreiten einer Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V5 auf einen fünften Wartezeitspannenwert VV5 gesetzt. Zusätzlich oder alternativ wird bei Unterschreiten einer Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V6 auf einen sechsten Wartezeitspannenwert VV6 gesetzt. Wird dagegen das Anforderungsdrehmoment durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben, so soll bei Überschreiten der Maximalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V7 auf einen siebten Wartezeitspannenwert VV7 gesetzt werden und/oder bei Unterschreiten der Minimalschwellenanforderungsdrehmomentänderungsrate durch die Anforderungsdrehmomentänderungsrate eine Wartezeitspanne V8 auf einen achten Wartezeitspannenwert VV8. Gleichzeitig kann es vorgesehen sein, dass geprüft wird, ob eine Schubabschaltebereitschaft der Brennkraftmaschine vorliegt. Ist dies der Fall, wird eine Empfehlungsgröße E5 auf einen fünften Empfehlungswert EV5 gesetzt, welcher insbesondere negativ ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass bei Überschreiten des Teilmotorbetriebsdrehmoments durch ein von dem Fahrer oder der Fahrerassistenzeinrichtung vorgegebenes Anforderungsdrehmoment eine Wartezeitspanne V9 auf einen neunten Wartezeitspannenwert VV9 gesetzt wird.
  • In dem Entscheidungsmodul 10 wird nun geprüft, ob alle Wartezeitspannen V1 bis V9 bereits verstrichen sind. Gleichzeitig wird aus allen Empfehlungsgrößen E1 bis E5 eine Gesamtempfehlungsgröße E berechnet, vorzugsweise unter Verwendung von Gewichtungskoeffizienten für die einzelnen Empfehlungsgrößen E1 bis E5. Sind alle Wartezeitspannen abgelaufen und überschreitet die Gesamtempfehlungsgröße einen bestimmten Schwellenwert, so wird die Schaltvariable gesetzt. Andernfalls wird die Schaltvariable zurückgesetzt. Es ist nun vorgesehen, dass nur dann aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb gewechselt werden darf, wenn sowohl das in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist und die Schaltvariable gesetzt ist.
  • Generell gilt, dass alle Wartezeitspannenwerte VVx (mit x=1..9) bevorzugt jeweils größer als 0 sind. Die Empfehlungswerte EVx (mit x=1..5) sind vorzugsweise jeweils kleiner als 1. Treffen die vorstehend genannten Bedingungen nicht zu, so wird die entsprechende Wartezeitspanne Vx (mit x=1..9) auf Null gesetzt. Analog dazu sollen die Empfehlungsgrößen Ex (mit x=1..5) auf den Wert gesetzt werden, welcher einer Empfehlung des Wechsels in den Teilmotorbetrieb entspricht, üblicherweise also 1, oder neutral ist. Treffen die Bedingungen zu, so wird entweder mit Hilfe der Wartezeitspannen Vx die Einleitung des Teilmotorbetriebs unmittelbar hinausgezögert oder durch die Empfehlungsgröβen Ex eine Empfehlung gegen das Einleiten ausgesprochen und so unter Umständen ein mittelbares Hinauszögern bewirkt. Erreicht dabei die aus den Empfehlungsgrößen Ex bestimmte Gesamtempfehlungsgröße E den Schwellenwert, so wird der Wechsel (bei Vorliegen der anderen Bedingungen) zugelassen. Ansonsten wird er verhindert.
  • Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Wartezeitspannenwerte VVx und/oder die Empfehlungswerte EVx konstant sind. In diesem Fall sind sie derart gewählt, dass bei durchschnittlichem Betreiben der Brennkraftmaschine die Kraftstoffersparnis durch den Teilmotorbetrieb maximal ist. Besonders bevorzugt sind die genannten Werte oder zumindest einer der Werte jedoch variabel und werden individuell auf den Fahrer des Kraftfahrzeugs abgestimmt. Zu diesem Zweck wird während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ein Optimierungsbetrieb beziehungsweise Lernbetrieb durchgeführt, während welchem die Werte derart variiert werden, so dass die Kraftstoffersparnis steigt. Analog kann eine solche Vorgehensweise selbstverständlich zusätzlich oder alternativ auf die Schwellenwerte, Gewichtungskoeffizienten und/oder die Parameter für das Mitteln beziehungsweise das Bilden der vorstehend beschriebenen Mittelwerte angewandt werden. Ein solcher Parameter ist beispielsweise der bestimmte Zeitraum, die Anzahl der Zeitpunkte, die in dem Zeitraum betrachtet werden oder dergleichen.
  • Die Figur 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die Funktionsweise des Verfahrens verdeutlich ist. Dabei sind Verläufe 14, 15 und 16 über der Zeit dargestellt, welche nur zwei Zustände, nämlich "0" und "1" annehmen können. Der Verlauf 14 gibt dabei bei einem Betreiben der Brennkraftmaschine an, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Dies ist zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 sowie t3 und t4 der Fall. Der Verlauf 15 zeigt den Zustand der Schaltvariablen. Es wird deutlich, dass diese lediglich in dem Zeitraum zwischen t1 und t2 gesetzt ist. Der Verlauf 16 schließlich gibt an, ob sich die Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb befindet, also ob eine Zylinderabschaltung durchgeführt wird. Dies kann lediglich dann der Fall sein, wenn die Schaltvariable gesetzt ist, also einen Zustand von "1" aufweist. Entsprechend wird der Teilmotorbetrieb lediglich in dem Zeitraum zwischen t1 und t2 durchgeführt. Allein aufgrund der Betrachtung des Teilmotorbetriebsdrehmoments und des Solldrehmoments wäre die Durchführung des Teilmotorbetriebs auch in dem Zeitraum zwischen t3 und t4 möglich. Dieser Zeitraum ist jedoch wesentlich kürzer als der zwischen t1 und t2. Dies wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits vor Beginn des Zeitraums abschätzend erkannt und entsprechend die Schaltvariable nicht gesetzt. Die Durchführung der Zylinderabschaltung, also der Betrieb der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb, über den kurzen Zeitraum zwischen t3 und t4 wird insoweit verhindert.
  • Die Figur 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die Anzahl n des Umschaltens von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb über der Dauer Δt des Teilmotorbetriebs aufgetragen ist. Eine Amortisationszeit ist beispielhaft bei Δt = 4 s durch die Linie 17 angedeutet. Üblicherweise ist die Amortisationszeit Δt jedoch nicht konstant, sondern von einem Betriebszustand beziehungsweise Lastpunkt der Brennkraftmaschine abhängig. Für Zeitspannen Δt kürzer als die Amortisationszeit, also links von der Linie 17, ist das Umschalten von dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb nicht sinnvoll, weil keine Kraftstoffersparnis erzielt werden kann. Rechts der Linie 17 dagegen, also bei Zeitspannen Δt, welche länger als die Amortisationszeit dauern, ist dagegen die Durchführung des Teilmotorbetriebs sinnvoll. Ein Verlauf 18 zeigt nun die Häufigkeit des Umschaltens zwischen dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb bei einem herkömmlichen Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine, bei welchem lediglich betrachtet wird, ob das Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich dem Solldrehmoment ist. Es wird deutlich, dass sehr häufig ein lediglich kurzzeitiger Teilmotorbetrieb durchgeführt wird. Wird dagegen das vorstehend beschriebene Verfahren eingesetzt, so kann ein Verlauf 19 erzielt werden, bei welchem die Häufigkeit des Teilmotorbetriebs mit einer Dauer Δt, welche geringer ist als die Amortisationszeit, deutlich verringert ist.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, die in einem Vollmotorbetrieb vollzählig betrieben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abgeschaltet werden, wobei aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb gewechselt wird, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsdrehmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, wobei für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich eine in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem wenigstens einen Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve eine Empfehlungsgröße ermittelt wird, und wobei die Schaltvariable bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröße gesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable während des Betriebs der Brerinkraftmaschine in bestimmten Zeitintervallen ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein momentan eingestellter Fahrgang, eine Untergrundneigung eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs, eine Höhe des Kraftfahrzeugs über Normalhöhennull oder ein Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvariable ausschließlich nach Ablauf zumindest einer aus dem wenigstens einen Parameter bestimmten Wartezeitspanne gesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bewertungsmodul vorgesehen ist, in welchem aus dem wenigstens einen Parameter die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße bestimmt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Schaltvariablen ein Entscheidungsmodul vorgesehen ist, welchem die Wartezeitspanne und/oder die Empfehlungsgröße von dem zumindest einem Bewertungsmodul bereitgestellt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wartezeitspannen vorgesehen sind und die Schaltvariable nur nach Ablauf aller Wartezeitspannen gesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Teilmotorbetrieb bereits dann in den Vollmotorbetrieb gewechselt wird, wenn das von der Brennkraftmaschine in dem Teilmotorbetrieb bereitstellbare Teilmotorbetriebsdrehmoment kleiner als das an der Brennkraftmaschine eingestellte Solldrehmoment ist.
  9. Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine Mittel aufweist, um die Zylinder in einem Vollmotorbetrieb vollzählig zu betreiben und in einem Teilmotorbetrieb teilweise abzuschalten, wobei vorgesehen ist, aus dem Vollmotorbetrieb nur dann in den Teilmotorbetrieb zu wechseln, wenn ein in dem Teilmotorbetrieb von der Brennkraftmaschine bereitstellbares Teilmotorbetriebsmoment größer oder gleich einem an der Brennkraftmaschine eingestellten Solldrehmoment ist, wobei für den Wechsel aus dem Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb zusätzlich ein in Abhängigkeit von wenigstens einem bestimmten Parameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelte Schaltvariable gesetzt sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem wenigstens einen Parameter eine Beschleunigungsreserve bestimmt, eine Mindestbeschleunigungsreserve festgelegt und aus der Beschleunigungsreserve und der Mindestbeschleunigungsreserve eine Empfehlungsgröße ermittelt wird, und wobei die Schaltvariable bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Empfehlungsgröße gesetzt wird.
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