VERFAHREN FÜR EINEN ROLLBETRIEB EINES KRAFTFAHRZEUGS MIT VERBRENNUNGSMOTOR

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Rollbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei im Rollbetrieb der Verbrennungsmotor im unbefeuerten Betrieb und bei geschlossenem Triebstrang geschleppt wird und wobei Mittel zur Verringerung einer Motorschleppleistung des Verbrennungsmotors vorgesehen sind, mittels derer die Motorschleppleistung während des Rollbetriebs verringert wird, so dass der Verbrennungsmotor im Rollbetrieb mit der verringerten Motorschleppleistung geschleppt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Rollbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, insbesondere eines Nutzfahrzeugs. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren für einen Rollbetrieb, bei dem der Verbrennungsmotor im unbefeuerten Betrieb bei geschlossenem Triebstrang geschleppt wird.

[0002] Zur Kraftstoffeinsparung werden Kraftfahrzeuge bei geeigneten Strecken, insbesondere Gefällen, in einem sog. Roll- oder Segelmodus betrieben.

[0003] Der dem Fachmann bekannte Segelmodus eines Kraftfahrzeugs oder Hybridfahrzeugs besteht darin, dass die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in Rollphasen genutzt wird, um eine möglichst hohe Rollgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten und somit eine möglichst hohe Rolldistanz zu erreichen. Dabei wird beispielsweise gemäß der Schrift DE 10 2008 029 453 A1 der Motor des Fahrzeugs vom restlichen Antriebsstrang entkoppelt, was durch Öffnen der Kupplung oder durch eine Neutralschaltung im Getriebe passiert, um die bremsende Wirkung des Schleppmoments des Motors zu reduzieren. Die an eine Rollphase anschließende Zugphase kann infolge der erhaltenen Rollgeschwindigkeit bzw. erzielten Rolldistanz zu einem späteren Zeitpunkt einsetzen und/oder mit geringerer Motorleistung erfolgen. Daraus erwächst ein Potential zur Einsparung von Kraftstoff.

[0004] Nachteilig an dieser Betriebsweise ist, dass der Motor im Leerlaufbetrieb läuft, wodurch das Kraftstoffverbrauchsreduzierungspotential verringert wird.

[0005] Eine komplette Abschaltung des Verbrennungsmotors im Rollbetrieb wäre für den Kraftstoffverbrauch die ideale Lösung. Im Stand der Technik ist es daher ferner bekannt, den Kraftstoffverbrauch während des Segelns zusätzlich zu reduzieren, indem der Motor nicht nur - anstatt bei hoher Drehzahl geschleppt zu werden - vom Antriebsstrang entkoppelt und befeuert im Motorleerlauf betrieben wird, sondern auch vollständig abgestellt wird und bei einer sich anschließenden Zugphase wieder zugestartet wird.

[0006] In diesem Fall werden die über den Motor angetriebenen Nebenverbraucher wie etwa der Generator oder der Klimakompressor jedoch nicht mehr gespeist. In der praktischen Umsetzung ist diese Variante daher mit Nachteilen verbunden, insbesondere, da für den Fahrzeugbetrieb von Nutzfahrzeugen wichtige Nebenaggregate (z. B. der Luftpresser oder die Lenkhelfpumpe) auch im Rollbetrieb weiterhin zuverlässig angetrieben werden müssen.

[0007] Eine alternative bekannte Variante zur Einsparung von Kraftstoff während Fahrzeugrollphasen ist ein Rollbetrieb, bei dem die Kraftstoffzufuhr des Motors während einer Rollphase unterbrochen wird. Dabei bleibt der Motor mit dem Antriebsstrang gekoppelt und wird unbefeuert geschleppt. Dieser Betrieb wird auch als Schubbetrieb mit Schubabschaltung oder Betrieb mit Motorbremse bezeichnet. Ein Teil der kinetischen Energie wird dabei für die erforderliche Antriebsleistung der Nebenaggregate aufgewendet.

[0008] Diese Betriebsweise ermöglicht ein Potential zur Einsparung von Kraftstoff durch Vermeidung des Motorleerlaufbetriebs und stellt die Versorgung der Nebenaggregate sicher. Nachteilig an dieser Betriebsweise ist die resultierende Schleppverlustleistung, z. B. aufgrund von Reibungsverlusten des unbefeuerten Betriebs des Motors. Diese Schleppleistung bremst das Fahrzeug und reduziert somit die kinetische Energie des Fahrzeuges.

[0009] Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Rollbetriebsverfahren bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein Rollbetriebsverfahren mit verbesserter Kraftstoffeffizienz bereitzustellen, das gleichzeitig einen sicheren Betrieb der Nebenaggregate ermöglicht.

[0010] Diese Aufgaben werden durch ein Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

[0011] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für einen Rollbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor vorgeschlagen, insbesondere ein derartiges Verfahren für ein Nutzfahrzeug, wobei im Rollbetrieb der Verbrennungsmotor im unbefeuerten Betrieb und bei geschlossenem Triebstrang, d. h. bei nicht getrenntem Kraftschluss, geschleppt wird. Die Kraftstoffzufuhr ist somit unterbrochen, und der Motor wird durch das Fahrzeug geschleppt, also in Drehbewegung gehalten. Ein solcher Rollbetrieb wird auch als Schubbetrieb bezeichnet.

[0012] Gemäß allgemeinen Gesichtspunkten der Erfindung erfolgt der Rollbetrieb mit verringertem Motorschleppmoment bzw. verringerter Motorschleppleistung. Hierzu umfasst das Kraftfahrzeug Mittel zur Verringerung eines Motorschleppmoments und damit einer Motorschleppleistung des Verbrennungsmotors, mittels derer die Motorschleppleistung während des Rollbetriebs reduziert wird, so dass der Verbrennungsmotor im Rollbetrieb mit der reduzierten Motorschleppleistung geschleppt wird.

[0013] Eine besonderer Vorzug der Erfindung liegt somit darin, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Schubbetrieb Reibungsverluste im Schleppbetrieb reduziert werden und folglich auch die resultierende Fahrzeugverzögerung. Damit kann die an eine Rollphase anschließende Zugphase infolge der erhaltenen höheren Rollgeschwindigkeit bzw. erzielten weiteren Rolldistanz zu einem späteren Zeitpunkt einsetzen und/oder mit geringerer Motorleistung erfolgen. Daraus erwächst ein Potential zur Einsparung von Kraftstoff im Vergleich zu einem herkömmlichen Schubbetrieb. Gleichzeitig kann die Versorgung und der Antrieb der Nebenaggregate gewährleistet werden.

[0014] Vorzugsweise sind die Mittel zur Verringerung einer Motorschleppleistung so ausgelegt, dass durch den geschleppten Motor alle Nebenaggregate ausreichend versorgt werden können und die verbleibende Verlustleistung des Motors möglichst klein ausfällt.

[0015] Die Erfindung ist hinsichtlich der Wahl der Mittel zur Verringerung einer Motorschleppleistung nicht auf eine bestimmte Auswahl beschränkt und/oder hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung dieser Mittel nicht auf einen bestimmten Aufbau beschränkt.

[0016] Vorteilhafterweise können die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung so ausgeführt sein, einen Ventiltrieb im Rollbetrieb so zu verändern, dass eine von der Brennkraftmaschine im nicht befeuerten Betrieb zu leistende Kompressionsarbeit und/oder Ladungswechselarbeit verringert wird, so dass die Rotation des Brennkraftmaschine gegen einen geringeren Widerstand erfolgt und daher mit weniger mechanischer Energie erreicht werden kann. Beispielsweise kann eine an sich bekannte Dekompressionsdauerbremse so eingesetzt werden, dass diese im Rollbetrieb für eine gezielte Zylinderdekompression eingesetzt wird.

[0017] Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante können die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung eine Sperreinrichtung umfassen, die so stellbar ist, dass sie das Schließen einer oder mehrerer Auslassventile der Zylinder des Verbrennungsmotors verhindert. Dadurch erfolgt eine gezielte Dekompression der Zylinder und es erfolgt keine Schleppverlustleistung durch die zu leistende Kompressionsarbeit.

[0018] Eine Möglichkeit der erfindungsgemäßen Realisierung sieht hierbei vor, dass die Sperreinrichtung so stellbar ist, dass sie eine Bewegung eines Kipphebels und/oder einer Kipphebelwelle, die mit einem Zylinderauslassventil zum Öffnen und Schließen desselben in Wirkverbindung stehen, derart beschränkt, dass das Auslassventil in einem offenen Zustand verbleibt. Eine derartige Anordnung kann für alle Auslassventile vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Sperreinrichtung als Sperrstift vorgesehen sein, der im Rollbetrieb so gestellt werden kann, dass er in Eingriff mit einer Rastnase an der Kipphebelwelle bringbar ist und so eine weitere Rotation der Kipphebelwelle in eine das Zylinderauslassventil in eine Schließstellung bringende Drehstellung blockiert. Diese Variante bietet den Vorteil, dass herkömmliche Verbrennungsmotoren mit einer geringfügigen konstruktiven Modifikation durch Anbringung der stellbaren Sperreinrichtung, z. B. des Sperrstiftes, so angepasst werden, dass sie den Rollbetrieb mit reduziertem Motorschleppmoment ermöglichen.

[0019] Gemäß einer weiteren Variante können die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung eine Abschaltung des Ventiltriebes der Zylinder bewirken, derart, dass ein Zylinderbetrieb bei geschlossenen Ventilen ohne Ladungswechsel erfolgt. Die Zylinder wirken folglich als Gasfedern, die die aufgebrachte Kompressionsarbeit nach Erreichen des oberen Totpunkts wieder zu einem großen Teil zurückgeben, so dass die aufzubringende Kompressionsarbeit im Vergleich zu einem normalen Ventiltrieb reduziert ist.

[0020] Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform kann das Verfahren für den Rollbetrieb die nachfolgende Schritte umfassen: ein Vorgeben eines oberen und unteren Schwellenwertes für eine Fahrzeugbeschleunigung im Rollbetrieb; und ein Vorausberechnen eines Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb in Abhängigkeit von Topographiedaten für einen vorgegebenen vorausliegenden Streckenabschnitt der Fahrtroute; wobei der Rollbetrieb bei Erreichen oder Beginn eines Gefällestreckenabschnitts aktiviert wird, für den vorausberechnet wurde, dass der vorausberechnete Beschleunigungsverlauf länger als eine Mindestdauer oder Mindeststrecke innerhalb der oberen und unteren Schwellenwerte für die Fahrzeugbeschleunigung liegt.

[0021] Dadurch kann eine geeignete Fahrsituation, z. B. eine längere Gefällestrecke mit geeignetem Steigungsverlauf, erkannt werden, die sich für den Rollbetrieb eignet, um den Rollbetrieb bei Erreichen dieser Gefällestrecke zu initiieren. Der obere und der Schwellwert für die Fahrzeugbeschleunigung geben somit einen geeigneten Bereich an, in dem die Fahrzeugbeschleunigung in einem für den Rollbetrieb vorteilhaften Bereich liegt.

[0022] Ferner kann der zuvor aktivierte Rollbetrieb deaktiviert werden, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung oder ein Steigungsgrad auf einer aktuellen Position einer Fahrtroute vorgegebene Schwellenwerte für diese Größen übersteigen.

[0023] Beispielsweise kann die Vorausberechnung des Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb mit verringerter Schleppleistung unter Verwendung eines Fahrzeugmodells erfolgen, das ein Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs im nichtbefeuerten Betrieb in Abhängigkeit von der Topographie der Fahrtroute und der aktuellen Geschwindigkeit angibt. Das Fahrzeugmodell kann in Form einer Kennlinie in der Geschwindigkeitsregelanlage hinterlegt sein.

[0024] Das Fahrzeugmodell kann beispielsweise einen Beladungszustand, ein Gesamtgewicht, eine Achslast, einen Rollreibungswiderstand, einen Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs und/oder einen durch Komponenten der Antriebseinheit verursachten Verlustwiderstand der Antriebseinheit berücksichtigen. Anhand dieser Parameter kann ein Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs im nichtbefeuerten Betrieb, beispielsweise im Rollbetrieb oder im Schubbetrieb, berechnet werden.

[0025] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie dieses vorstehend beschrieben wurde, eingerichtet ist.

[0026] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.

[0027] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Verfahrens für den Rollbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Figur 2A, 3A, 4A

Beschleunigungszustände eines Fahrzeugs im Rollbetrieb entlang einer Gefällestrecke; und

Figur 2B, 3B, 4B

Positionen eines Fahrzeugs im Rollbetrieb entlang einer Gefällestrecke.

[0028] Figur 1 illustriert beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für den Rollbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0029] Hierbei zeigt die Figur 2B die Topographie einer Fahrtroute des Fahrzeugs 4 als relative Höhenkurve an. Der in Figur 2B gezeigte Streckenabschnitt zeigt einen Streckenabschnitt mit einer längeren Gefällestrecke. In Figur 2B befindet sich das Fahrzeug am Beginn der Gefällestrecke.

[0030] Während des normalen befeuerten Fahrbetriebs wird gemäß Schritt S1 der vorausliegende Streckenabschnitt von einer Fahrzeugsteuereinrichtung kontinuierlich überwacht, um eine geeignete Fahrsituation zu bestimmen, in der der Rollbetrieb aktiviert werden kann. Dies kann beispielsweise in an sich bekannter Weise durch eine Vorausberechnung der auftretenden Fahrzeugverzögerung und unter Berücksichtigung der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeuges, beispielweise einer für Nutzfahrzeuge vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit, erfolgen. Eine Über- bzw. Unterschreitung der Sollgeschwindigkeit wird in bestimmten Grenzen zur Ausnutzung von Schwungspitzen zugelassen, so dass das Rollen in bestimmten Beschleunigungsgrenzen stattfinden kann. Die Vorausberechnung des Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb kann in Abhängigkeit von Topographiedaten für einen vorgegebenen vorausliegenden Streckenabschnitt 5 der Fahrtroute erfolgen.

[0031] Die Vorausberechnung des Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb mit verringerter Schleppleistung erfolgt unter Verwendung eines Fahrzeugmodells, das ein Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs im nichtbefeuerten Betrieb in Abhängigkeit von der Topographie der Fahrtroute und der aktuellen Geschwindigkeit angibt. Das Fahrzeugmodell kann einen Beladungszustand, ein Gesamtgewicht, eine Achslast, einen Rollreibungswiderstand, einen Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs und/oder einen durch Komponenten der Antriebseinheit verursachten Verlustwiderstand der Antriebseinheit berücksichtigen.

[0032] Derartige Fahrzeugmodelle und das Berechnen der Beschleunigung des Fahrzeugs im nicht befeuerten Betrieb auf Gefällestrecken sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen hier nicht detaillierter beschrieben werden. Derartige Ansätze sind beispielsweise aus der DE 10 2006 001 818 A1 oder der DE 10 2010 005 045 A1 bekannt.

[0033] In diesem Dokument wird lediglich festgestellt, dass ein derartiges Fahrzeugmodell in Form einer Berechnungsfunktion und/oder in Form einer Kennlinie 3 in der Geschwindigkeitsregelanlage hinterlegt sein kann, die in Abhängigkeit der Gefälle-/Höheinformation der Fahrtroute das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs beschreibt.

[0034] Mit dem Fahrzeugmodell kann dann vorausberechnet werden, wie sich ein vorausliegendes Gefälle auf den Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs bei gegebener Sollwerteinstellung der Tempomat- bzw. Bremsomatfunktion auswirkt.

[0035] Die Topographie einer Fahrtroute kann als Topographiedaten von einem Navigationsgerät bereitgestellt werden. Das Navigationsgerät kann ferner die aktuelle Fahrzeugposition und Fahrtrichtung bereitstellen und der gespeicherten Topographie der Fahrtroute zuordnen.

[0036] Figur 2A zeigt eine in der Fahrzeugsteuerung hinterlegte Kennlinie 3, die eine Fahrzeugbeschleunigung a (Y-Achse in Figur 2A) im Rollbetrieb in Abhängigkeit von der Fahrbahnsteigung s (X-Achse in Figur 2A) angibt. Ferner gehen in das Verfahren jeweils ein vorgegebener oberer Schwellenwert 1 und ein unterer Schwellenwert 2 für eine Fahrzeugbeschleunigung a ein. Derartige Schwellenwerte sind nicht fest definiert, sondern je nach Fahrzeug frei parametrierbar.

[0037] Der Rollbetrieb wird bei Beginn eines Gefällestreckenabschnitts aktiviert, für den vorausberechnet wurde, dass der vorausberechnete Beschleunigungsverlauf länger als eine Mindestdauer oder Mindeststrecke innerhalb der oberen und unteren Schwellenwerte 1, 2 für die Fahrzeugbeschleunigung liegt. Bei Erreichen der in Figur 2B gezeigten Fahrzeugposition sind diese Bedingungen erfüllt, so dass der Rollbetrieb von der Fahrzeugsteuereinrichtung entsprechend der Schritte S2 und S3 aktiviert wird.

[0038] Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Bestimmung einer geeigneten Fahrsituation, in der der Rollbetrieb aktiviert werden kann, auch ohne die Verwendung von Topographie- und GPS-Daten bzw. ohne eine Vorausberechnung der auftretenden Fahrzeugverzögerung erfolgen. Beispielsweise kann der Rollbetrieb ohne Vorausschau nur anhand des aktuellen Fahrzeugzustandes, z. B. in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Steigung, initiiert werden. Gemäß dieser Variante kann dann bei Initiierung des Rollbetriebs nicht zugleich die Dauer der Rollphase bestimmt werden, sondern der Rollbetrieb wird wiederum anhand des aktuellen Fahrzeugzustandes beendet, beispielsweise, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Steigung unter vorbestimmte Schwellenwerte fallen.

[0039] In Schritt S2 wird zunächst der Rollbetrieb aktiviert, d. h., die Kraftstoffzufuhr wird unterbrochen, und der Motor wird durch das Fahrzeug geschleppt, also in Drehbewegung gehalten. Hierbei bleibt der Triebstrang geschlossen.

[0040] In Schritt S3 wird anschließend das Motorschleppmoment reduziert. Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass eine Möglichkeit hierfür ist, einen Sperrstift an der Kipphebelwelle vorzusehen, der für den Rollbetrieb so gestellt wird, dass er in Eingriff mit einer Rastnase an der Kipphebelwelle bringbar ist und so eine weitere Rotation der Kipphebelwelle in eine das Zylinderauslassventil in eine Schließstellung bringende Drehstellung blockiert. Eine derartige Sperreinrichtung in Form des Sperrstiftes ist das sog. Rocker-Stop Device (RSD) der Firma Jacobs Vehicle Systems®. Die Verwendung einer derartigen Vorrichtung wird bisher dazu genutzt, durch eine gezielte Dekompression der Zylinder der Brennkraftmaschine einen Motoreinschaltvorgang zu beschleunigen bzw. die Fahrzeugvibrationen bei Abstellen des Motors und des Fahrzeugs zu reduzieren. Erfindungsgemäß kann diese bekannte Vorrichtung auch zur gezielten Reduzierung des Motorschleppmoments im geschleppten Rollbetrieb verwendet werden.

[0041] Vorstehend wurde ferner erwähnt, dass eine weitere Variante zur Verringerung des Motorschleppmoments darin besteht, eine Abschaltung des Ventiltriebes der Zylinder zu bewirken, derart, dass ein Zylinderbetrieb bei geschlossenen Ventilen ohne Ladungswechsel erfolgt. Die Zylinder wirken folglich als Gasfedern, die die aufgebrachte Kompressionsarbeit nach Erreichen des oberen Totpunkts wieder zu einem großen Teil zurückgeben, so dass die aufzubringende Kompressionsarbeit im Vergleich zu einem normalen Ventiltrieb reduziert ist. Ein derartiger Ansatz ist im PKW-Bereich zur Teilabschaltung von Zylindern bei niederen Drehzahlbereichen bekannt, wobei jedoch ein Teil der Zylinder weiterhin befeuert wird, deren Wirkungsgrad sich erhöht, weil sich die Betriebspunkte zu höheren Lasten hin verlagern.

[0042] Hierbei werden die Brennräume der nicht befeuerten Zylinder noch einmal mit Luft gefüllt, z. B. mit Frischgas oder Abgas. Dieser Lufteinschluss führt zu einem minimalen Druck im Zylinder und einem entsprechend niedrigen Energieaufwand. Bei einem derartigen bekannten System erfolgt beispielsweise das Schließen der Ventile über eine spezielle Aktuatorik: Auf der Ein- und der Auslassnockenwelle sitzen je zwei verschiebbare Hülsen, die sogenannten Nockenstücke, auf speziellen Verzahnungen. Sie sind für Ventile der Zylinder zuständig. Jedes Nockenstück trägt an seinen Enden je zwei unterschiedliche Profile nebeneinander: ein herkömmliches Vollprofil und einen so genannten Nullhubnocken. Die Vollprofile betätigen im normalen befeuerten Zylinderbetrieb die Rollenschlepphebel und über diese die Ventile. Sie verhalten sich also wie ganz konventionelle Nocken. Die Nullhubnocken wiederum rotieren über den Schlepphebeln. Sie betätigen sie nicht, die Ventilfedern halten die Ventile geschlossen. Gleichzeitig legt das Motormanagement die Einspritzung still. In die Außenseiten der rotierenden Nockenstücke sind spiralförmige Nuten eingefräst, über die sich die Hülsen blitzschnell um einige Millimeter auf den Wellen verschieben lassen. Bekommen elektromagnetische Aktuatoren in der Zylinderkopfhaube durch die Motorsteuerung ein Signal, greifen zwei integrierte Metallstifte von außen in die Nuten ein und bringen sie in Endposition. Von federbelasteten Kugeln werden die Nockenstücke schließlich arretiert.

[0043] Für den erfindungsgemäßen Rollbetrieb kann diese Aktuatorik so abgewandelt werden, dass damit alle Zylinderventile geschlossen werden und alle Zylinder bei geschlossenen Ventilen im nicht befeuerten Schleppbetrieb betrieben werden.

[0044] Nach Aktivierung des Rollbetriebs rollt das Fahrzeug 4 im geschleppten Betrieb, d. h. geschlossenem Triebstrang, und mit reduziertem Motorschleppmoment die Steigung 5 hinunter. Der Kraftstoffverbrauch in diesem Zustand ist gleich null. Die Rollphase kann dadurch verlängert werden, da das Fahrzeug eine geringere Verzögerung erfährt.

[0045] Figur 3B zeigt einen Fahrzustand des Rollbetriebs in der Mitte der Steigung. Figur 3A zeigt den korrespondierenden Wert der Fahrzeugbeschleunigung in diesem Punkt, die sich innerhalb der vorgegebenen Schwellenwerte 1, 2 befindet.

[0046] Der Rollmodus wird beendet, wenn aufgrund einer Steigungsänderung die Fahrzeugbeschleunigung oder -geschwindigkeit außerhalb der für den Rollbetrieb zulässigen Grenzen liegt (Schritt S4). Dies ist in Figur 4B illustriert, die das Fahrzeug 4 nach Durchfahren der Gefällestrecke und am Beginn einer Steigung zeigt. In diesem Punkt wird das Fahrzeug im Schleppbetrieb so stark abgebremst, dass die Fahrzeugbeschleunigung unter den unteren Schwellwert 2 sinkt, was in Figur 4A illustriert ist. Der Rollmodus wird daraufhin beendet, wobei die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung zunächst die Verringerung der Schleppleistung rückgängig machen, und danach der Motor vom Schlepp- in den befeuerten Betrieb überführt wird, so dass der Fahrbetrieb im normalen befeuerten Betrieb und mit nicht reduziertem Schleppmoment fortgesetzt wird (Schritt S5).

[0047] Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, ohne den zugehörigen Bereich zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.

Bezugszeichenliste

[0048] 

1

Oberer Schwellenwert

2

Unterer Schwellenwert

3

Kennlinie

4

Fahrzeugposition

5

Fahrstrecke

Ansprüche

1. Verfahren für einen Rollbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei im Rollbetrieb der Verbrennungsmotor im unbefeuerten Betrieb bei geschlossenem Triebstrang geschleppt wird und wobei Mittel zur Verringerung einer Motorschleppleistung des Verbrennungsmotors vorgesehen sind, mittels derer die Motorschleppleistung während des Rollbetriebs verringert wird, so dass der Verbrennungsmotor im Rollbetrieb mit der verringerten Motorschleppleistung geschleppt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung ausgeführt sind, einen Ventiltrieb im Rollbetrieb so zu verändern, dass eine von der Brennkraftmaschine im nicht befeuerten Betrieb zu leistende Kompressionsarbeit und/oder Ladungswechselarbeit verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung eine Sperreinrichtung umfassen, die so stellbar ist, dass sie das Schließen einer oder mehrerer Auslassventile der Zylinder des Verbrennungsmotors verhindert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

(a) dass die Sperreinrichtung so stellbar ist, dass sie eine Bewegung eines Kipphebels und/oder einer Kipphebelwelle, die mit einem Zylinderauslassventil zum Öffnen und Schließen desselben in Wirkverbindung stehen, derart beschränken, dass das Auslassventil in einem offenen Zustand verbleibt; und/oder

(b) dass die Sperreinrichtung als ein Sperrstift ausgeführt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung der Motorschleppleistung eine Abschaltung des Ventiltriebes der Zylinder bewirken, derart, dass ein Zylinderbetrieb bei geschlossenen Ventilen ohne Ladungswechsel erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:

Vorgeben eines oberen (1) und unteren (2) Schwellenwertes für eine Fahrzeugbeschleunigung im Rollbetrieb;

Vorausberechnen eines Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb in Abhängigkeit von Topographiedaten für einen vorgegebenen vorausliegenden Streckenabschnitt (5) der Fahrtroute;

wobei der Rollbetrieb bei Beginn eines Gefällestreckenabschnitts aktiviert wird, für den vorausberechnet wurde, dass der vorausberechnete Beschleunigungsverlauf länger als eine Mindestdauer oder Mindeststrecke innerhalb der oberen (1) und unteren (2) Schwellenwerte für die Fahrzeugbeschleunigung liegt; und

wobei der zuvor aktivierte Rollbetrieb deaktiviert wird, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung oder ein Steigungsgrad auf einer aktuellen Position einer Fahrtroute vorgegebene Schwellenwerte für diese Größen übersteigen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betreiben des Kraftfahrzeugs in einer zweiten Rollbetriebsart, bei der der Verbrennungsmotor im unbefeuerten Betrieb und bei geschlossenem Triebstrang mit einer nichtverringerten Motorschleppleistung geschleppt wird, wobei die zweite Rollbetriebsart aktiviert wird, falls zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

(a) die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt einen vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwert für den Rollbetrieb mit verringerter Schleppleistung;

(b) die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung übersteigt den vorgegebenen oberen Beschleunigungsschwellenwert für den Rollbetrieb mit verringerter Schleppleistung,

(c) ein Steigungsgrad auf einer aktuellen Position einer Fahrtroute übersteigt einen vorgegebenen Schwellenwert für den Steigungsgrad.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorausberechnung des Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeuges für den Rollbetrieb mit verringerter Schleppleistung unter Verwendung eines Fahrzeugmodells erfolgt, das ein Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs im nichtbefeuerten Betrieb in Abhängigkeit von der Topographie der Fahrtroute und der aktuellen Geschwindigkeit angibt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell einen Beladungszustand, ein Gesamtgewicht, eine Achslast, einen Rollreibungswiderstand, einen Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs und/oder einen durch Komponenten der Antriebseinheit verursachten Verlustwiderstand der Antriebseinheit berücksichtigt.

10. Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.

11. Nutzfahrzeug mit einer Vorrichtung nach Anspruch 10.

Zeichnung