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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrunterstützungssystem, das ein zugeführtes Material verwaltet, das beim Fahren eines Fahrzeugs konsumiert wird und an einem Versorgungspunkt zugeführt wird.
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Ein in der
JP 2004 - 151 053 A beschriebenes Fahrunterstützungssystem bestimmt beruhend auf einer verbleibenden Menge von Kraftstoff eines Fahrzeugmotors und einer durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsrate (durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch) während einer Laufzeitperiode, ob ein Fahrzeug zu einem Zielpunkt fahren kann. Wird bestimmt, dass das Fahrzeug nicht zu dem Zielpunkt fahren kann, gibt das Fahrunterstützungssystem eine Positionsinformation eines erreichbaren Kraftstoffversorgungspunkts an. Das Fahrunterstützungssystem führt das Fahrzeug zu dem Versorgungspunkt, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht zu dem Zielpunkt fahren kann. Demnach kann am Versorgungspunkt Kraftstoff wiederaufgefüllt werden und das Fahrzeug kann zu dem Zielpunkt fahren.
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Die Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs variiert in Abhängigkeit von der Fahrneigung eines Benutzers (Fahrers). Das vorstehend angeführt Fahrunterstützungssystem berechnet eine Entfernung, die das Fahrzeug zurücklegen kann, beruhend auf dem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch in der Laufperiode. Daher gibt die Entfernung die Fahrneigung des Benutzers wieder. Ändert sich demnach die Fahrneigung des Benutzers, wird sich der durch das Fahrunterstützungssystem angegebene Versorgungspunkt ändern. Deshalb gibt es die Möglichkeit, dass der erreichbare Versorgungspunkt in Abhängigkeit von der Fahrweise aus geführten Punkten ausgeschlossen ist.
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Daher gibt es Raum für eine Verbesserung des herkömmlichen Fahrunterstützungssystems hinsichtlich der Fahrunterstützung zur Unterstützung des Fahrzeugs zum Fahren zu dem Kraftstoffversorgungspunkt.
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Es gibt auch Raum für eine Verbesserung eines Fahrunterstützungssystems, das zugeführtes Material verwaltet, das beim Fahren eines Fahrzeugs verbraucht wird und an einem Versorgungspunkt zugeführt wird, hinsichtlich einer Fahrunterstützung zum Unterstützen des Fahrzeugs zum Fahren zu dem Versorgungspunkt.
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Aus der
DE 101 38 750 A1 ist ein Fahrzeugrechner-System bekannt, das eine Energie-Erfassungseinrichtung umfasst, die den Energieverbrauch von Verbrauchern im Fahrzeug erfasst und entsprechende Energieverbrauchs-Daten liefert, und eine Auswerteeinrichtung umfasst, die diese Energieverbrauchs-Daten empfängt, in einen äquivalenten Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs umrechnet und einem Bildschirm zur Darstellung zuführt. Die Auswerteeinrichtung ermittelt anhand dieser gelieferten Daten Reichweiten des Kraftfahrzeugs für den Fall von eingeschalteten Verbrauchern und für den Fall von ausgeschalteten Verbrauchern. Das Fahrzeugrechner-System weist auch eine Verbraucher-Schalteinrichtung auf, mit der sich einzelne Verbraucher ausschalten lassen.
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Die
DE 101 05 175 A1 betrifft ein Fahrzeugrechner-System, das eine Sendeeinheit zur Übermittlung von Ortsdaten an einen Provider, eine Empfangseinheit zum Empfangen von Daten zumindest einer Tankstelle, vorzugsweise Daten über Tankstellenstandort und Kraftstoffpreis, und eine Auswahleinrichtung zur Auswahl einer der empfangenen Tankstellen nach einem vorgebbaren Kriterium umfasst.
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Die
DE 197 49 582 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Kraftstoffeinsparung in Kraftfahrzeugen, umfassend Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugzustandsdaten und Mittel zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, wobei die Vorrichtung eine Zentraleinheit aufweist, mittels der in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugumgebung und den erfassten Fahrzeugzustandsdaten ein verbrauchsoptimiertes Fahrprofil erstellbar und in Form eines Satzes von Steuersignalen für Aktuatoren umsetzbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrunterstützungssystem auszugestalten, das ein Fahrzeug zum Fahren zu einem Versorgungspunkt geeignet unterstützen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Fahrunterstützungssystem wie in den anliegenden Ansprüchen definiert gelöst. Das Fahrunterstützungssystem, das zugeführtes Material verwaltet, das während des Fahrens eines Fahrzeugs verbraucht wird und an einem Versorgungspunkt zugeführt wird, umfasst eine Berechnungseinrichtung, die eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs berechnet, die dem Fahrzeug das Erreichen des Versorgungspunkts ermöglicht, ohne dass das zugeführte Material knapp wird, beruhend auf Informationen über eine Fahrfähigkeit zwischen dem Versorgungspunkt und dem Fahrzeug und einer Menge des in dem Fahrzeug verbleibenden zugeführten Materials.
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Der Betrieb des Fahrzeugs spiegelt die Fahrneigung eines Benutzers wieder. Daher ändert sich die Menge des zugeführten Materials, die zum Fahren des Fahrzeugs zu dem Versorgungspunkt erforderlich ist, in Abhängigkeit von der Fahrneigung des Benutzers.
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Das vorstehend angeführte Fahrunterstützungssystem berechnet die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, die dem Fahrzeug das Erreichen des Versorgungspunkt ermöglicht. Demnach kann das Fahrunterstützungssystem das Fahrzeug zum Fahren zu dem Versorgungspunkt unabhängig von der Fahrneigung des Benutzers geeignet unterstützen.
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Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen sowie Betriebsverfahren und die Funktion zugehöriger Abschnitte werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und der Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild eines Aufbaus in einem Fahrzeug mit einem Fahrunterstützungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine Darstellung eines Verbrennungsmotors und einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1,
- 3 ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Stickoxidreinigung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1,
- 4 ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1,
- 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und eines Kommunikationssatelliten gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1,
- 6 eine Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Geräts zum Messen einer wässrigen Harnstofflösung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1,
- 7 ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das als Erläuterungsbeispiel dient,
- 8A eine graphische Darstellung einer Beschleunigungskennlinie eines Fahrzeugs,
- 8B eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Beschleunigung und eines Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs,
- 9A eine graphische Darstellung einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
- 9B eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Kraftstoffverbrauchsrate,
- 10 eine Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Kraftstoffstandmessgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel in 7,
- 11 eine Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Kraftstoffstandmessgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel in 7, und
- 12 ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das als Erläuterungsbeispiel dient.
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Nachstehend wird ein Fahrunterstützungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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In 1 sind ein Fahrunterstützungssystem und seine Peripherieeinrichtungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, die bei einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor angewendet werden.
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Gemäß 1 beaufschlagt ein Dieselmotor (Verbrennungsmotor) B2 als Motor des Fahrzeugs das Fahrzeug über eine Kraftübertragung B4 mit Antriebskraft. Eine elektronische Steuereinrichtung B6 mit einer Zentralverarbeitungseinrichtung, einem Speicher und dergleichen steuert Ausgabekenndaten des Motors B2. Eine Kraftstoffzuführeinrichtung B8 führt dem Motor B2 Kraftstoff (Dieseltreibstoff) zu. Eine Restkraftstoffmengenerkennungseinrichtung B10 überwacht eine Kraftstoffmenge Fr, die in der Kraftstoffzuführeinrichtung B8 gespeichert ist. Die Restkraftstoffmengenerkennungseinrichtung B10 gibt einen erfassten Wert der in der Kraftstoffzuführeinrichtung B8 gespeicherten Kraftstoffmenge Fr zu der elektronischen Steuereinrichtung B6 aus. Eine Einrichtung zum Zuführen einer wässrigen Harnstofflösung B12 führt dem Motor B2 eine wässrige Harnstofflösung zum Reinigen von im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu. Eine Einrichtung zum Erkennen einer verbleibenden Menge einer wässrigen Harnstofflösung B14 überwacht eine Menge Ur der in der Einrichtung zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung B12 gespeicherten wässrigen Harnstofflösung. Die Einrichtung zum Erkennen der Restmenge der wässrigen Harnstofflösung B14 gibt einen erfassten Wert der Menge Ur der in der Einrichtung zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung B12 gespeicherten wässrigen Harnstofflösung zu der elektronischen Steuereinrichtung B6 aus.
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Ein Navigationssystem B16 weist eine GPS- (Global Positioning System) Funktion zum Erfassen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs, eine VICS- (Vehicle Informationen and Communication System) Funktion zum Empfangen von Straßenverkehrsinformationen von einer Informationsbereitstellungsquelle, eine Funktion zum Ausgeben der Informationen über die gegenwärtige Position des Fahrzeugs oder der Straßenverkehrsinformationen zu der elektronischen Steuereinrichtung B6 oder dem Benutzer und dergleichen auf. Nachstehend wird ein Aufbau des Motors B3 und der elektronischen Steuereinrichtung B6 unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben.
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Gemäß 2 kommunizieren eine Einlassführung 4 und ein Brennraum 6 miteinander im Motor 2 (Motor B2 in 1), wenn sich ein Einlassventil 8 öffnet. Ein Kraftstoffeinspritzventil 10 ist im Brennraum 6 vorgesehen, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 10 in den Brennraum 6 vorsteht. Ein über die Einlassführung 4 in den Brennraum 6 gesaugtes Luftgasgemisch und vom Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzter Kraftstoff werden verbrannt, um eine Abtriebswelle 12 mit Antriebskraft zu beaufschlagen. Das der Verbrennung unterzogene Gasgemisch wird zu einer Abgasführung 16 abgeleitet, wenn sich ein Abgasventil 14 öffnet. Ein Oxidationskatalysator 18, ein Stickstoffoxidspeicherkatalysator (NOx-Speicherkatalysator) 20 und ein selektiver Reduktionskatalysator 22 befinden sich in der Abgasführung 16 in dieser Reihenfolge strömungsaufwärts.
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Der Oxidationskatalysator 18 kann durch Beaufschlagen eines aus rostfreiem Stahl gebildeten Metallträgers mit einer Mischung aus Platin- und Aluminiumoxid gebildet sein.
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Der NOx-Speicherkatalysator 20 oxidiert im Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) in Stickstoff und speichert das NOx im Zustand von Stickstoff, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas hoch ist. Der NOx-Speicherkatalysator 20 zerlegt das NOx und stößt die zerlegten Stoffe aus.
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Der selektive Reduktionskatalysator 22 reinigt das NOx im Abgas unter Verwendung von Ammoniak. Eine Einspritzdüse 24 zum Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasführung 16 befindet sich strömungsaufwärts vom selektiven Reduktionskatalysator 22 (insbesondere zwischen dem NOx-Speicherkatalysator 20 und dem selektiven Reduktionskatalysator 22). Die durch eine Pumpe 28 von einem Tank 26 für die wässrige Harnstofflösung hochgesaugte wässrige Harnstofflösung wird der Einspritzdüse 24 zugeführt. Die in 1 gezeigte Einrichtung zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung B12 enthält die Einspritzdüse 24, den Tank 26 für die wässrige Harnstofflösung und die Pumpe 28. Ein Sensor 30 für die wässrige Harnstofflösung erfasst die Menge Ur der im Tank 26 für die wässrige Harnstofflösung verbleibenden wässrigen Harnstofflösung und gibt den erfassten Wert zu der elektronischen Steuereinrichtung B6 aus. Die in 1 gezeigte Einrichtung zum Erkennen der Restmenge der wässrigen Harnstofflösung B14 enthält den Sensor 30 für die wässrige Harnstofflösung.
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Der Motor 2 enthält ferner ein Abgasrezirkulationssystem. Das Abgasrezirkulationssystem enthält eine Abgasrezirkulationsführung 40 zum Verbinden der Abgasführung 16 mit der Einlassführung 4 und ein Abgasrezirkulationsventil (EGR-Ventil) 41 zum Regulieren eines Fließführungsbereichs der Abgasrezirkulationsführung 40. Das EGR-Ventil 41 reguliert eine Menge des der Einlassführung 4 über die Abgasrezirkulationsführung 40 wiederzugeführten Abgases.
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Die elektronische Steuereinrichtung B6 empfängt beispielsweise den erfassten Wert vom Sensor 30 für die wässrige Harnstofflösung, erfasste Werte von verschiedenen Sensoren, die Betriebszustände oder eine Betriebsumgebung des Motors 2 erfassen, und einen erfassten Wert von einem Sensor, der ein Manipulationsausmaß eines Gaspedals erfasst. Die elektronische Steuereinrichtung B6 betätigt verschiedene Aktuatoren des Motors 2 beruhend auf diesen erfassten Werten zur Steuerung von Ausgangskenndaten des Motors 2.
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Insbesondere wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Einspritzdüse 24 zum Reinigen des im Abgas enthaltenen NOx durch Verwendung des selektiven Reduktionskatalysators 22 betätigt.
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Das Ablaufdiagramm in 3 zeigt Verarbeitungsschritte zum Reinigen des Abgases unter Verwendung des selektiven Reduktionskatalysators 22. Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm in 3 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch.
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In der Folge der Verarbeitung wird zuerst in Schritt S10 eine Erzeugungsmenge N des NOx beruhend auf einer Rotationsgeschwindigkeit der Abtriebswelle 12 des Motors 2 und einer vom Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzten Kraftstoffmenge geschätzt (berechnet). Die Erzeugungsmenge N von NOx korreliert mit der Rotationsgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge des Motors 2. Daher wird die Erzeugungsmenge N von NOx aus diesen zwei Parametern geschätzt (berechnet). Beispielsweise wird eine zweidimensionale Abbildung mit der Rotationsgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge des Motors 2 als unabhängige Variablen und der Erzeugungsmenge N von NOx als abhängige Variable beruhend auf Daten ausgebildet, die über einen Versuch und dergleichen erhalten werden. Die zweidimensionale Abbildung wird zuvor in der elektronischen Steuereinrichtung B6 gespeichert. Die elektronische Steuereinrichtung B6 berechnet die Erzeugungsmenge N von NOx über eine Abbildungsberechnung unter Verwendung der Abbildung.
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Dann wird im folgenden Schritt S12 eine Menge Ns des NOx, das in im 2 gezeigten NOx-Speicherkatalysator 20 gespeichert ist, beruhend auf der in Schritt S10 berechneten Menge N von NOx geschätzt (berechnet). Ein integrierter Wert der Erzeugungsmenge N von NOx kann als die Menge Ns des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten NOx unter der Annahme berechnet werden, dass die in Schritt S10 berechnete gesamte Erzeugungsmenge N von NOx durch den NOx-Speicherkatalysator 20 gespeichert ist.
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Im folgenden Schritt S10 wird bestimmt, ob die in Schritt S12 berechnete Speichermenge Ns von NOx „größer oder gleich“ einem vorbestimmten Wert N1 ist. Somit wird bestimmt, ob der NOx-Speicherkatalysator 20 einer vorbestimmten Bedingung unterliegt, dass eine Speicherung des NOx mit dem NOx-Speicherkatalysator 20 schwierig ist. Beispielsweise wird die Speicherung des NOx mit dem NOx-Speicherkatalysator 20 schwierig, wenn die Menge Ns des im NOx-Speicherkatalysators 20 gespeicherten NOx im Wesentlichen mit einer Menge zusammenfällt, die der NOx-Speicherkatalysator 20 speichern kann.
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Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S14 JA, wird die Einspritzdüse 24 in Schritt S16 zum Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasführung 16 betätigt. Gleichzeitig mit der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung von einem normalen Modus in einen Modus zum Zerlegen und Ausstoßen des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten NOx umgeschaltet. Im umgeschalteten Modus kann eine Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs durchgeführt werden, und die Haupteinspritzung kann einen Einspritzzeitpunkt später als im normalen Modus durchgeführt werden. Außerdem kann im umgeschalteten Modus eine Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt nach der Haupteinspritzung durchgeführt werden, zu dem der Kraftstoff nicht gezündet wird.
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Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S14 NEIN, oder ist die Verarbeitung in Schritt S16 abgeschlossen, ist diese Folge der Verarbeitung einmal beendet.
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Durch die Verwendung der wässrigen Harnstofflösung und des selektiven Reduktionskatalysators 22 auf diese Weise kann das im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherte NOx sicher gereinigt werden, bevor die Menge des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten NOx überhöht wird.
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Die Anzahl der Tankstellen, die die Fahrzeuge mit der wässrigen Harnstofflösung versorgen, ist geringer als die Anzahl der Tankstellen, die eine Versorgung mit Dieselkraftstoff als Kraftstoff des Motors 2 bereitstellen. Daher ist es relativ schwierig, die wässrige Harnstofflösung wiederaufzufüllen, wenn sie fehlt.
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Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt, ob die im Fahrzeug verbleibende Menge der wässrigen Harnstofflösung ausreicht, damit das Fahrzeug die Tankstelle beruhend auf Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug erreicht. Wird bestimmt, dass die Menge der verbleibenden wässrigen Harnstofflösung nicht ausreicht, wird eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, beruhend auf den Fahrbedingungen und der Menge der verbleibenden wässrigen Harnstofflösung berechnet. Daher führt das System eine Fahrunterstützung zum Sicherstellen durch, dass der Benutzer das Fahrzeug zu der Tankstelle bringen kann, die die wässrige Harnstofflösung zuführen kann.
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Das Ablaufdiagramm in 4 zeigt Verarbeitungsschritte der Fahrunterstützung zum Unterstützen des Benutzers zum Fahren des Fahrzeugs, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird. Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm in 4 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch.
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In der Folge dieser Verarbeitung wird zuerst in Schritt S20 die nächstgelegene Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen gesucht. Die Navigationsinformationen werden vom in 1 gezeigten Navigationssystem B16 erhalten. Beispielsweise werden die Navigationsinformationen durch das in 5 gezeigte GPS erhalten. 5 zeigt eine Situation, in der ein Fahrzeug V (insbesondere das Navigationssystem B16) mit einem Kommunikationssatelliten SA kommuniziert.
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Im folgenden Schritt S22 wird ein Verbrauch Uc der wässrigen Harnstofflösung, die bis zum Erreichen der gefundenen Tankstelle verbraucht wird, beruhend auf den Navigationsinformationen vorhergesagt (berechnet). Der Verbrauch Uc der wässrigen Harnstofflösung bis zum Erreichen der Tankstelle wird beruhend auf den Fahrbedingungen zwischen der gefundenen Tankstelle und dem Fahrzeug berechnet. Die Fahrbedingungen sollten vorzugsweise nicht nur eine Entfernung zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug sondern auch Bedingungen wie einen Höhenunterschied zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, eine Höhenänderung der Straßenoberfläche zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug und atmosphärische Zustände (Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur und dergleichen) um das Fahrzeug beinhalten. Der wässrige Harnstofflösungsverbrauch Uc ist der Minimumwert des Verbrauchs der wässrigen Harnstofflösung. Der wässrige Harnstofflösungsverbrauch Uc bedeutet einen Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung im Fall, dass eine Fahrsteuerung des Motors 2 zum Minimieren des Verbrauchs der wässrigen Harnstofflösung durchgeführt wird, ohne dass eine Änderung im Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung aufgrund einer Fahrneigung des Fahrers berücksichtigt wird.
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Wird der wässrige Harnstofflösungsverbrauch Uc in Schritt S22 berechnet, wird bestimmt, ob die gegenwärtige Menge Ur der verbleibenden wässrigen Harnstofflösung zum Erreichen der gefundenen Tankstelle ausreicht. Beispielsweise wird bestimmt, ob die verbleibende wässrige Harnstofflösungsmenge Ur geringer als ein Wert ist, der durch Addieren eines vorbestimmten Werts α zu dem vorhergesagten wässrigen Harnstofflösungsverbrauch Uc erhalten wird. Der vorbestimmte Wert α wird größer als eine Änderung im wässrigen Harnstofflösungsverbrauch Uc aufgrund der Fahrneigung des Fahrers eingestellt. Somit wird in Schritt S24 bestimmt, ob die verbleibende Menge Ur der wässrigen Harnstofflösung für das Fahrzeug zum Erreichen der gefundenen Tankstelle mit einem Spielraum ausreicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, egal wie der Benutzer das Fahrzeug betätigt.
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Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S24 JA (Ur < Uc + a), wird der Benutzer in Schritt S26 gewarnt. Beispielsweise führt das Navigationssystem B16 eine Audioankündigung durch.
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Im folgenden Schritt S28 wird eine Steuerbedingung des Motors 2 zum Ermöglichen, dass das Fahrzeug die Tankstelle erreicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, berechnet. Dann wird der Motor 2 beruhend auf dem Berechnungsergebnis gesteuert. Beispielsweise wird eine Menge (EGR-Menge) des in die Einlassführung 4 über die Abgasrezirkulationsführung 40 gemäß 2 wiedereingelassenen Abgases erhöht. Somit wird die Konzentration von NOx, das im in die Abgasführung 16 ausgestoßenen Abgas enthalten ist, verringert. Die Verringerung der NOx-Konzentration reduziert die Geschwindigkeit der Erhöhung des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten NOx und zögert den Zeitpunkt (oder verringert die Frequenz) zur Durchführung der im Ablaufdiagramm in 3 gezeigten Verarbeitung hinaus.
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Ein Steuermodus zur Erhöhung der EGR-Menge wird variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder der Restmenge der wässrigen Lösung Ur eingestellt. Ein Grad der Erhöhung der Steuerung der EGR-Menge wird erhöht, wenn die Restmenge der wässrigen Harnstofflösung Ur den vorhergesagten wässrigen Harnstofflösungsverbrauch Uc erreicht. Der Grad der Erhöhung der Steuerung der EGR-Menge wird verringert, wenn die Restmenge der wässrigen Harnstofflösung Ur größer verglichen mit dem vorhergesagten wässrigen Harnstofflösungsverbrauch Uc ist.
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Wird die Erhöhungssteuerung der EGR-Menge auf diese Weise durchgeführt, wird sie dem Benutzer angekündigt. Wie in 6 gezeigt wird beispielsweise eine Lampe auf einer Anzeige 50 des in 1 gezeigten Navigationssystems B16 eingeschaltet, die einen Wirtschaftlichkeitsfahrmodus angibt. Ein in 6 gezeigtes Messgerät für die wässrige Harnstofflösung Mu gibt die Restmenge der im Fahrzeug gespeicherten wässrigen Harnstofflösung an.
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Die Navigationsinformationen sollten vorzugsweise Informationen über Geschäftsstunden der Tankstelle enthalten. So kann eine Tankstelle, die offen ist, wenn das Fahrzeug sie erreicht, als nächstgelegene Tankstelle gesucht werden, anstelle des Suchens einer Tankstelle als die nächste Tankstelle, die lediglich dem Fahrzeug am nächsten liegt.
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Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S24 NEIN (die Restmenge der wässrigen Harnstofflösung reicht aus), oder ist die Verarbeitung in S28 abgeschlossen, ist die Folge der Verarbeitung einmal beendet.
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Dieses Ausführungsbeispiel kann folgende Wirkungen haben.
- (a) Die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, wird beruhend auf den Informationen über die Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug und der Menge der im Fahrzeug verbleibenden wässrigen Harnstofflösung berechnet. Somit kann eine geeignete Unterstützung für das Fahrzeug zum Fahren zu der Tankstelle unabhängig von der Fahrneigung des Benutzers bereitgestellt werden.
- (b) Die vorstehende Berechnung wird beruhend auf den Informationen über die Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug durchgeführt, wenn die Menge der verbleibenden wässrigen Harnstofflösung für das Fahrzeug zum Erreichen der Tankstelle nicht ausreicht. Somit kann eine geeignete Fahrunterstützung derart vorgesehen werden, dass das Fahrzeug die Tankstelle erreichen kann, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird.
- (c) Die EGR-Menge ist auf einen größeren Wert beruhend auf dem vorstehenden Berechnungsergebnis beschränkt. Somit kann der Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung zum Reinigen von NOx reduziert werden. Infolgedessen kann die Fahrunterstützung derart bereitgestellt werden, dass das Fahrzeug sicher die Tankstelle erreichen kann, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird. Insbesondere kann die Beschränkung der EGR-Menge nicht durch eine Betätigung des Benutzers durchgeführt werden. Daher ist es insbesondere effektiv, die Beschränkung der EGR-Menge als Steuerung des Motors 2 durch die elektronische Steuereinrichtung B6 durchzuführen.
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Um dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, wird die Menge der wässrigen Harnstofflösung, die über die Einspritzdüse 24 eingespritzt wird, reduziert. Allerdings verschlechtern sich in diesem Fall die Emissionskenndaten. Demgegenüber kann die Beschränkung der EGR-Menge auf einen größeren Wert den Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung reduzieren, ohne die Emissionskenndaten zu verschlechtern.
- (d) Der Modus der EGR-Mengenerhöhungssteuerung wird variable entsprechend den Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug oder der verbleibenden Menge der wässrigen Harnstofflösung eingestellt. Demnach kann eine geeignete Fahrunterstützung erreicht werden.
- (e) Wird die Steuerbeschränkung des Motors 2 durchgeführt, wird dies angekündigt. Somit kann der Benutzer erkennen, dass eine Steuereinschränkung durchgeführt wird.
- (f) Die Informationen über die Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug beinhalten eine Entfernung zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, einen Höhenunterschied zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, eine Höhenänderung einer Straßenoberfläche zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug und Zustände in der Atmosphäre um das Fahrzeug. Somit kann die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, um dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, geeignet berechnet werden.
- (g) Die Fahrunterstützung wird derart durchgeführt, dass das Fahrzeug zu der Tankstelle für die wässrige Harnstofflösung fahren kann, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird, die zum Reinigen von NOx verwendet wird. Die Wirkungen (a) bis (e) werden geeignet eingesetzt, da die Anzahl der Tankstellen für eine wässrige Harnstofflösung geringer als die der Dieselkraftstofftankstellen ist.
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Als nächstes wird ein Fahrunterstützungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Das Fahrunterstützungssystem dieses Ausführungsbeispiels unterstützt das Fahrzeug beim Fahren zu der Tankstelle, ohne dass Dieselkraftstoff als Kraftstoff des Motors 2 knapp wird.
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Ein Ablaufdiagramm in 7 zeigt Verarbeitungsschritte der Fahrunterstützung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm in 7 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch.
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Zuerst wird in der Folge dieser Verarbeitung in Schritt S30 die nächstgelegene Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen gesucht. Im folgenden Schritt S32 wird ein Verbrauch Fc des Kraftstoffs bis zum Erreichen der gefundenen Tankstelle beruhend auf den Navigationsinformationen vorhergesagt (berechnet). Der Verbrauch Fc des Kraftstoffs zum Erreichen der gefundenen Tankstelle wird beruhend auf den Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug berechnet. Der Kraftstoffverbrauch Fc ist der minimale Wert des Verbrauchs des Kraftstoffes. Der Kraftstoffverbrauch Fc bedeutet den Verbrauch des Kraftstoff im Fall, wenn das Fahrzeug zum Minimieren des Kraftstoffverbrauchs betätigt wird, ohne dass eine Änderung im Kraftstoffverbrauch aufgrund einer Fahrneigung des Benutzers berücksichtigt wird.
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Ist der Kraftstoffverbrauch Fc in Schritt S32 berechnet, wird in Schritt S34 bestimmt, ob die gegenwärtige Menge Fr des verbleibenden Kraftstoffes für das Fahrzeug zum Erreichen der gefundenen Tankstelle ausreicht. Beispielsweise wird bestimmt, ob die Restkraftstoffmenge Fr geringer als ein Wert ist, der durch Addieren eines vorbestimmten Werts β zu dem vorhergesagten Kraftstoffverbrauch Fc erhalten wird. Der vorbestimmte Wert β wird größer als eine Änderung im Kraftstoffverbrauch aufgrund der Fahrneigung des Benutzers eingestellt. Somit wird in Schritt S34 bestimmt, ob die Restmenge Fr für das Fahrzeug zum Erreichen der Tankstelle mit einem Spielraum ausreicht, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, egal wie der Benutzer das Fahrzeug betätigt.
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Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S34 JA (Fr < Fc + β), wird der Benutzer in Schritt S36 gewarnt.
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Im folgenden Schritt S38 werden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs berechnet, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird. Der Betrieb des Fahrzeugs ist beruhend auf dem Berechnungsergebnis eingeschränkt. Beispielsweise sind Beschleunigung und Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingeschränkt.
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Die Graphen in den 8A und 8B zeigen schematisch eine Beziehung zwischen Beschleunigungskennlinien und einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs. Die Beschleunigung A ist größer als die Beschleunigung B, die wiederum größer als die Beschleunigung C in den 8A und 8B ist. Im Allgemeinen verringert sich die Kraftstoffverbrauchsrate r mit der Verringerung der Beschleunigung von einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit X zu einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit Y, wie es in den 8A und 8B gezeigt ist. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung zum Beschränken einer rapiden Beschleunigung durchgeführt. Beispielsweise wird eine Verarbeitung zum Beschränken einer rapiden Erhöhung eines Drehmoments des Motors 2 durchgeführt. Beispielsweise wird eine Verarbeitung zum Beschränken einer rapiden Erhöhung einer über das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzten Kraftstoffmenge durchgeführt, selbst wenn das Gaspedal sehr schnell heruntergedrückt wird.
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Die Graphen der 9A und 9B zeigen schematisch eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftstoffverbrauchsrate r. Die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit A ist höher als die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit B, die wiederum höher als die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit C ist. Die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit C ist höher als die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit D. Wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, gibt es im Allgemeinen eine effektivste durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftstoffverbrauchsrate r, die die Kraftstoffverbrauchsrate r minimiert. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung zum Beschränken der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die effektivste Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt. Die effektivste Fahrzeuggeschwindigkeit kann beruhend auf Daten erhalten werden, die durch serielles Erfassen von Daten über die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftstoffverbrauchsrate r ausgebildet werden, während das Fahrzeug fährt.
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Ein Grad der Beschleunigungsbeschränkung oder durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeitsbeschränkung wird variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder der Kraftstoffrestmenge Fr eingestellt. Die Beschränkung sollte vorzugsweise nach der Warnung in Schritt S36 und nach einer Einwilligung der Beschränkung durch den Benutzer durchgeführt werden. Selbst dann, wenn der Benutzer die Beschränkung akzeptiert, werden Informationen, die die Durchführung der Beschränkung angeben, auf der Anzeige 50 angezeigt (Zeichen „Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus“ eingeschaltet), wenn die Beschränkung durchgeführt wird, wie es in 10 gezeigt ist. Ein Kraftstoffstandmessgerät Mf in 10 gibt die Menge des im Fahrzeug verbleibenden Kraftstoffes an. Ein weiteres Anzeigebeispiel der Anzeige 50 des Navigationssystems B16 zum Zeitpunkt, wenn der Kraftstoff ausreicht, und die Betriebseinschränkung nicht durchgeführt wird, ist in 11 gezeigt. Das Zeichen „Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus“ ist in 11 ausgeschaltet.
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Das Fahrunterstützungssystem dieses Ausführungsbeispiels kann auch ähnliche Effekte wie die Effekte (a), (b) und (d) bis (f) des ersten Ausführungsbeispiels bewirken.
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Als nächstes wird ein Fahrunterstützungssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, um dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, berechnet. Danach werden anstelle der Durchführung der Betriebsbeschränkung Beschränkungsinformationen über den Betrieb des Fahrzeugs zum Erreichen der Tankstelle, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, dem Benutzer beruhend auf dem Berechnungsergebnis angekündigt.
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Ein Ablaufdiagramm in 12 zeigt Verarbeitungsschritte der Fahrunterstützung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm in 12 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch.
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Eine Verarbeitung ähnlich wie in den Schritten S30 bis S34 des in 7 gezeigten Ablaufdiagramms wird in den Schritten S40 bis S44 in der Folge der Verarbeitung des in 12 gezeigten Ablaufdiagramms durchgeführt. Im folgenden Schritt S46 werden Betriebsbedingungen berechnet, um dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird. In Schritt S48 werden Beschränkungsinformationen über den Betrieb des Fahrzeugs über die Anzeige 50 und dergleichen beruhend auf dem Berechnungsergebnis ausgegeben. Die Beschränkungsinformationen werden variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder der Kraftstoffrestmenge eingestellt.
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Das Fahrzeugunterstützungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann auch ähnliche Effekte wie die Effekte (a), (b) und (f) des ersten Ausführungsbeispiels sowie folgende Effekte bewirken.
- (h) Die Betriebsbedingungen, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, werden berechnet, und die Beschränkungsinformationen über den Betrieb des Fahrzeugs, der dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, werden beruhend auf dem Berechnungsergebnis angekündigt. Somit kann der Benutzer das Fahrzeug unter Verwendung der Beschränkungsinformationen sicher zu der Tankstelle bringen. Selbst wenn es aufgrund der Fahrneigung des Benutzers schwierig ist, die Tankstelle zu erreichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird, kann der Benutzer seine Fahrneigung durch Bedienen des Fahrzeugs entsprechend den Beschränkungsinformationen korrigieren. Somit kann das Fahrzeug die Tankstelle erreichen, ohne dass der Kraftstoff knapp wird.
- (i) Die Beschränkungsinformationen werden variabel entsprechend den Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug und der Menge des im Fahrzeug verbleibenden Kraftstoffes eingestellt. Somit kann das Fahrunterstützungssystem den Benutzer zum Fahren des Fahrzeugs zu der Tankstelle geeignet unterstützen.
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Die Steuerbeschränkung des Motors 2 des ersten Ausführungsbeispiels ist nicht auf die Erhöhungssteuerung der EGR-Menge beschränkt. Beispielsweise kann eine Steuerung zum Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt werden.
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Ähnliche Effekte wie die Effekte (a) bis (c) des ersten Ausführungsbeispiels können selbst dann erreicht werden, wenn der Steuermodus des Motors 2 oder der Betriebsmodus des Fahrzeugs nicht entsprechend den Fahrbedingungen, der Restmenge der wässrigen Harnstofflösung oder der Kraftstoffrestmenge bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel eingestellt wird.
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Ähnliche Effekte wie die Effekte (a) bis (c) des ersten Ausführungsbeispiels können selbst dann erreicht werden, wenn die Beschränkungsinformationen über den Betrieb des Fahrzeugs nicht entsprechend den Fahrbedingungen oder der Kraftstoffrestmenge bei dem dritten Ausführungsbeispiel eingestellt werden.
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Das Fahrunterstützungssystem ist nicht auf das System zum Unterstützen des Fahrens des Fahrzeugs mit einem Dieselmotor beschränkt. Beispielsweise kann das Fahrunterstützungssystem das Fahren eines Fahrzeugs mit einem Benzinmotor oder das Fahren eines Autos mit Elektromotor unterstützen.
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Das während des Fahrens des Fahrzeugs verbrauchte zugeführte Material, das am Versorgungspunkt zugeführt wird, ist nicht auf die wässrige Harnstofflösung oder den Dieselkraftstoff beschränkt. Beispielsweise können Benzin, flüssiger Wasserstoff, Druck-Erdgas (CNG) und dergleichen als zugeführtes Material angewendet werden.
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Das Verfahren zum Bestimmen, ob die Menge des zugeführten Materials, das im Fahrzeug verbleibt, für das Fahrzeug zum Erreichen des Versorgungspunkts ausreicht, ist nicht auf die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschränkten Verfahren begrenzt. Beispielsweise kann in der Verarbeitung in 4 die vorstehend angeführte Bestimmung beruhend auf einer durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsrate durchgeführt werden, die erhalten wird, während das Fahrzeug fährt. Das Fahrunterstützungssystem ist nicht auf das System beschränkt, das die Beschränkungsinformationen ankündigt, oder das den Betrieb beschränkt, wenn bestimmt wird, dass die Menge des zugeführten Materials, das im Fahrzeug verbleibt, nicht für das Fahrzeug zum Erreichen der nächstgelegenen Tankstelle ausreicht. Reicht beispielsweise das zugeführte Material für das Fahrzeug nicht zum Erreichen irgendeines einer Vielzahl von Versorgungspunkten aus, kann das Fahrunterstützungssystem Beschränkungsinformationen mitteilen, die dem Fahrzeug das Erreichen dieser Versorgungspunkte ermöglicht. Somit kann das System den Benutzer zum Erreichen eines willkürlichen Versorgungspunktes geeignet unterstützen, ohne dass das zugeführte Material knapp wird.
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Ein Fahrunterstützungssystem sucht nach einer nächstgelegenen Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen und sagt eine Menge einer wässrigen Harnstofflösung voraus, die bis zum Erreichen der Tankstelle verbraucht wird. Ist die Menge der verbleibenden wässrigen Harnstofflösung nicht größer als ein wässriger Harnstofflösungsverbrauch zumindest um einen vorbestimmten Wert, wird ein Benutzer gewarnt. Steuerbedingungen eines Verbrennungsmotors (Dieselmotors) werden berechnet, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp wird. Eine Abgasrezirkulationsmenge wird beruhend auf dem Berechnungsergebnis erhöht. Somit werden im Abgas enthaltene Stickoxide reduziert und ein Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung wird verringert.
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Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann abgewandelt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.