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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der am 3. April 2009
eingereichten
japanischen
Patentanmeldung mit der Nr. 2009-90901 , deren gesamter
Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingegliedert ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abwärmesteuergerät
zum Steuern einer Abwärmemenge einer Kraftmaschine in Übereinstimmung mit
einer Wärmeverwendungsnachfrage.
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Die
Verbrennungsenergie, die durch Kraftstoffverbrennung in einer an
einem Fahrzeug montierten Kraftmaschine erzeugt wird, enthält
eine Menge von Wärmeenergie, die sich von der zum Fahrenlassen
des Fahrzeugs verwendeten kinetischen Energie unterscheidet. Diese
Wärmeenergie kann dazu verwendet werden, einen Fahrzeuginnenraum
zu heizen oder einen an einem Abgasrohr der Kraftmaschine montierten
Katalysator aufzuwärmen. Beispielsweise ist es bekannt,
die in einem Kraftmaschinenkühlwasser enthaltene Kraftmaschineabwärme wiederzugewinnen
und die wiedergewonnene Kraftmaschinenabwärme zum Heizen
des Innenraums zu verwenden.
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Ferner
wurden verschiedene Techniken zum Implementieren eines frühzeitigen
Aufwärmens eines Katalysators durch Erhöhen einer
Abgastemperatur mittels Steuerung der Zündzeitgebung oder
der Öffnungs-/Schließzeitgebung von Einlass- und
Auslassventilen vorgeschlagen. Hier kann beispielsweise auf die
japanische Patentoffenlegungsschrift
mit der Nr. 11-324746 verwiesen werden.
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Jedoch
kann der Fall eintreten, dass die Zündzeitgebung oder die
Ventilöffnungs-/Schließzeitgebungen in Abhängigkeit
des Betriebszustands der Kraftmaschine nicht geändert werden
können. Da in diesem Fall die Abgastemperatur nicht erhöht
werden kann, kann ein frühzeitiges Aufwärmen des
Katalysators nicht umgesetzt werden. Wenn beispielsweise die Kraftmaschine
bei einer niedrigen Last läuft, da die Menge der Kraftmaschinenabwärme
gering ist, kann der Fall eintreten, dass eine nachgefragte Abwärmemenge
nicht bedient werden kann. Falls die Zündzeitgebung oder
die Ventilöffnungs-/Schließzeitgebung ungeachtet
des Betriebszustands der Kraftmaschine geändert wird, kann übrigens
die Kraftstoffeffizienz der Kraftmaschine signifikant gesenkt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Abwärmesteuergerät
zur Verwendung in einem Wärmewiedergewinnungssystem zum
Wiedergewinnen und Wiederverwenden einer Abwärme einer
Kraftmaschine bereit, welches folgendes aufweist:
eine Vielzahl
von Abwärmemengeneinstellabschnitten, die dazu aktiviert
werden, eine Menge der Kraftmaschinenabwärme zu erhöhen;
und
einen Steuerabschnitt, der eine Abwärmesteuerung in Übereinstimmung
mit einer Wärmeverwendungsnachfrage durchführt,
um die Menge der Kraftmaschinenabwärme zu erhöhen,
indem zumindest einer der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten aktiviert
wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Abwärmesteuergerät
vorgesehen, welches es möglich macht, eine Abwärmesteuerung
an einer Kraftmaschine in Übereinstimmung mit einer Wärmeverwendungsnachfrage
durchzuführen, während in Folge des Durchführens
der Abwärmesteuerung der Nachteil etwa der Abnahme einer
Kraftmaschinenbetriebseffizienz auf ein Minimum unterdrückt
wird.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
einschließlich der Zeichnungen und Patentansprüche
ersichtlich.
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In
den beiliegenden Zeichnungen ist:
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1 ein
Blockschaubild, das schematisch den Aufbau eines Abwärmewiedergewinnungssystems
einer Kraftmaschine einschließlich eines Abwärmesteuergeräts
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Zeitschaubild, das die Öffnungs-/Schließzeitgebung
der durch das Abwärmesteuergerät gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel gesteuerten Kraftmaschinenventile
erläutert;
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3 ein
Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Kraftmaschinenwelleneffizienz
und der Wärmeerzeugungseffizienz für jeden von
dem ersten bis dritten Abwärmemengenanpassungsabschnitt zeigt,
die in dem Abwärmesteuergerät gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel enthalten sind;
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4 ein
Zeitschaubild zum Erläutern des Prinzips der durch das
Abwärmesteuergerät gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Abwärmesteuerung;
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5 ein
Ablaufdiagramm, das den Ablauf der durch das Abwärmesteuergerät
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
durchgeführten Abwärmesteuerung zeigt;
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6 ein
Graph, der eine Beziehung zwischen der Kraftmaschinenabgabe und
der Menge der von der Kraftmaschine emittierten Abwärme zeigt;
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7 ein
Funktionsblockschaubild zum Erläutern der durch das Abwärmesteuergerät
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durchgeführten Abwärmesteuerung;
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8 ein
Ablaufdiagramm, das den Ablauf der durch das Abwärmesteuergerät
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
durchgeführten Abwärmesteuerung zeigt; und
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9 ein
Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer durch das Abwärmesteuergerät
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
durchgeführten modifizierten Abwärmesteuerung
zeigt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist
ein Blockschaubild, das schematisch den Aufbau eines Abwärmewiedergewinnungssystems
zeigt, welches ein Abwärmesteuergerät gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, ist eine Kraftmaschine 10,
die ein mehrzylindrischer Ottomotor der Funkenzündungsbauart
ist, mit einem Lufteinlassrohr 11 und einem Auslassrohr 12 verbunden. Das
Lufteinlassrohr 11 ist mit einem Drosselventil 13 zum
Regeln der Menge der in den Zylinder der Kraftmaschine 10 einströmenden
Luft versehen. Das Drosselventil 13 wird zum Öffnen/Schließen
durch ein Drosselstellglied 14 gesteuert, welches einen Elektromotor
aufweist. Das Drosselstellglied 14 ist mit einem Drosselsensor
versehen, um den Öffnungsgrad (die Drosselöffnung)
des Drosselventils 13 zu erfassen.
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Die
Kraftmaschine 10 ist für jeden Zylinder der Kraftmaschine 10 versehen
mit einem Injektor 15, um einen Kraftstoff durch Einspritzung
zu dem Zylinder zuzuführen, mit einer Zündeinrichtung
(Zündvorrichtung) 17, die eine für einen
jeweiligen der Zylinder vorgesehene Zündkerze 16 dazu
bringt, Zündfunken zu erzeugen, mit einem einlassseitigen
Ventilantriebsmechanismus 18 zum Anpassen der Öffnungs-/Schließzeitgebung
des für einen jeden der Zylinder vorgesehenen Einlassventils,
und mit einem auslassseitigen Ventilantriebsmechanismus 19 zum Anpassen
der Öffnungs-/Schließzeitgebung des für einen
jeden der Zylinder vorgesehenen Auslassventils. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Kraftmaschine 10 eine Kraftmaschine mit Saugrohreinspritzung,
die einen Aufbau hat, gemäß dem der Injektor 15 in
der Nähe der Einlassöffnung der Kraftmaschine angeordnet
ist. Jedoch kann die Kraftmaschine 10 eine direkteinspritzende
Kraftmaschine sein, die den Aufbau hat, gemäß dem
der Injektor 15 an dem Zylinderkopf der Kraftmaschine montiert
ist. Sowohl der einlassseitige Ventilantriebsmechanismus 18 als auch
der auslassseitige Ventilantriebsmechanismus 19 passen
den Vorstellwinkel der einlassseitigen Nockenwelle oder der auslassseitigen
Nockenwelle an. Die Öffnungs- /Schließzeitgebung
eines jeden Einlassventils kann durch den einlassseitigen Ventilantriebsmechanismus 18 auf
die Seite des vorgestellten Winkels oder auf die Seite des nachgestellten Winkels
verstellt werden. Die Öffnungs-/Schließzeitgebung
eines jeden Auslassventils kann durch den auslassseitigen Ventilantriebsmechanismus 19 auf die
vorgestellte Seite oder die nachgestellte Seite versetzt werden.
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Das
Auslassrohr 12 ist versehen mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor 21,
um die Konzentration des in dem Abgas enthaltenen Sauerstoffs zu messen
(der im weiteren Verlauf als ein A/F-Sensor 21 bezeichnet
wird), und mit einem Katalysator 22 als eine Abgasreinigungsvorrichtung
an der stromabwärtigen Seite des A/F-Sensors 21.
Der Katalysator 22, der ein ternärer Katalysator
sein kann, beseitigt zerstörerische Komponenten von dem
Abgas. Das Auslassrohr 12 ist ferner mit einer Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 23 versehen,
um die in dem Abgas an der stromabwärtigen Seite des Katalysators 22 enthaltene
Wärmeenergie (Abgaswärme) wiederzugewinnen. Die
Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 23 gewinnt die
Wärme von dem Abgas wieder, indem die Wärme des
Abgases auf das Kraftmaschinenkühlwasser übertragen
wird. Die wiedergewonnene Wärme kann beispielsweise als
eine Wärmequelle zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums verwendet werden.
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Das
System gemäß diesem Ausführungsbeispiel
enthält ferner eine AGR-Vorrichtung (Abgasrückführungsvorrichtung),
die einen Teil des Abgases zu der Lufteinlassseite der Kraftmaschine
einbringt. Ein AGR-Rohr 25 ist zwischen dem Lufteinlassrohr 11 und
dem Auslassrohr 12 angeordnet. Das AGR-Rohr 25 ist
an der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 13 an
seinem einem Ende mit dem Lufteinlassrohr 11 verbunden
und ist an seinem anderem Ende an der stromabwärtigen Seite
(oder der stromaufwärtigen Seite) des Katalysators 22 mit
dem Auslassrohr 12 verbunden. Das AGR-Rohr 25 ist
an seinem mittleren Bereich mit einem AGR-Ventil 26 der
elektromagnetischen Bauweise versehen. Durch Anpassen des Öffnungsgrads
des AGR-Ventils 26 kann die AGR-Gasmenge angepasst werden.
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Als
nächstes wird der Aufbau des Kühlsystems der Kraftmaschine 10 erläutert.
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Die
Kraftmaschine 10 hat einen Wassermantel 31, der
so ausgebildet ist, dass er den Zylinderblock und dessen Zylinderkopf
durchdringt. Das Kühlwasser wird auf zirkulierende Weise
zu dem Wassermantel 31 zugeführt, um die Kraftmaschine 10 zu
kühlen. Die Temperatur des Kühlwassers im Inneren
des Wassermantels 31 (die Kühlwassertemperatur)
wird durch einen Wassertemperatursensor 32 gemessen. Der
Wassermantel 31 ist mit einem Zirkulationskanal 33 verbunden,
der ein Kühlwasserrohr usw. aufweist, welches mit einer
Wasserpumpe 34 versehen ist, um das Kühlwasser
zirkulieren zu lassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist
die Wasserpumpe 34 eine mechanisch angetriebene Pumpe, die
durch die Drehung der Kraftmaschine 10 angetrieben ist.
Jedoch kann es sich auch um eine elektrisch angetriebene Pumpe handeln.
Das Kühlsystem kann so konfiguriert sein, dass es in der
Lage ist, die Strömungsrate des Kühlwassers durch
die Wasserpumpe 34 einzustellen.
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Der
Zirkulationskanal 33 ist so vorgesehen, dass er sich von
dem Ausgangsende des Wassermantels 31 in Richtung der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 23 erstreckt
und über die Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 23 zu
der Kraftmaschine 10 zurückkehrt. Der Zirkulationskanal 33 ist mit
einem Heizkern 35 an der stromabwärtigen Seite der
Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 23 versehen.
Der Heizkern 35 wird von einem (nicht gezeigten) Gebläse
mit Klimaanlagenluft versorgt. Die Klimaanlagenluft wird aufgewärmt,
wenn sie den Heizkern 35 passiert oder in der Nähe
des Heizkerns 35 strömt und wird als Heißluft
zu dem Fahrzeuginnenraum zugeführt.
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Der
Zirkulationskanal 33 verzweigt sich an einem stromabwärts
des Heizkerns 35 liegenden Abzweigungsabschnitt in zwei
Abzweigungen, von denen die mit dem Bezugszeichen 33A angezeigte
Abzweigung mit einem Radiator 36 versehen ist. Der Zirkulationskanal 33 ist
an dem Abzweigungsabschnitt mit einem Thermostat 37 versehen,
um den Durchlass des Kühlwassers zwischen den beiden Abzweigungen
zu schalten. Wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger
als die Aktivierungstemperatur des Thermostats 37 ist,
dann wird verhindert, dass Kühlwasser in Richtung des Radiators 36 strömt,
und dementsprechend strömt es durch den Zirkulationskanal 33,
ohne die Wärme an dem Radiator 36 abzugeben. Beispielsweise
wird vor dem vollständigen Aufwärmen der Kraftmaschine 10 das Kühlwasser
daran gehindert, an dem Radiator 36 gekühlt zu
werden (oder Wärme abzugeben). Wenn die Temperatur des
Kühlwassers die Aktivierungstemperatur des Thermostats 37 überschreitet,
dann wird dem Kühlwasser erlaubt, zu der Seite des Radiators 36 zu
strömen, und dementsprechend zirkuliert es durch den Zirkulationskanal 33,
während die Wärme an dem Radiator 36 abgegeben
wird. Als ein Ergebnis wird das Kühlwasser bei einer geeigneten
Temperatur (beispielsweise bei etwa 80) gehalten.
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Das
Steuersystem dieses Ausführungsbeispiels hat eine ECU (elektronische
Steuereinheit) 40, die als das Abwärmesteuergerät
dient. Die ECU 40 führt verschiedene Steuerungen
hinsichtlich des Betriebs der Kraftmaschine 10 durch. Die
ECU 40, die hauptsächlich aus einem Mirkocomputer
besteht, der eine CPU, einen ROM und einen RAM aufweist, führt die
verschiedenen. Steuerung durch, indem verschiedene im ROM in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine 10 gespeicherten Steuerprogramme
ausgeführt werden. Das Steuersystem gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist mit verschiedenen Sensoren versehen,
um den Betriebszustand der Kraftmaschine 10 zu erfassen,
einschließlich eines Drehzahlsensors 41 zum Messen der
Kraftmaschinendrehzahl und eines Lastsensors 42 zum Messen
der Kraftmaschinenlast, etwa der Einlassluftmenge oder des Rückdrucks
in dem Lufteinlassrohr. Das Sensorsignal von diesen Sensoren 41 und 42 sowie
des vorstehend erwähnten A/F-Sensors 21 und des
Wassertemperatursensors 32 werden in die ECU 40 eingegeben.
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Die
ECU 40 führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung
mittels des Injektors 15, die Zündzeitgebungssteuerung
mittels der Zündeinrichtung 17, die Ventilzeitgebungssteuerung
mittels der Ventilantriebsmechanismen 18 und 19 und
die Einlassluftmengensteuerung mittels des Drosselventils 13 in Übereinstimmung
mit den verschiedenen empfangenen Sensorsignalen durch. Diese verschiedenen
Steuerungen werden im Wesentlichen in Übereinstimmung mit Anpassungsdaten
durchgeführt, um die Kraftmaschine bei der höchsten
Effizienz (der höchsten Kraftstoffeffizienz) laufen zu
lassen. Im Übrigen wird die Effizienzcharakteristik der
Kraftmaschine 10 in Abhängigkeit einiger Parameter
bestimmt, die die Kraftmaschinendrehzahl und die Kraftmaschinenlast
aufweisen.
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Das
System dieses Ausführungsbeispiels zielt darauf ab, die
Kraftstoffeffizienz insgesamt zu erhöhen, indem aus der
durch die Kraftmaschine 10 erzeugten Kraftstoffverbrennungsenergie
die Wärmeenergie als Wärmeverlust (die sich von
der kinetischen Energie unterscheidende Energie) wiedergewonnen
wird und die wiedergewonnene Wärmeenergie wieder verwendet
wird. Dementsprechend führt das System gemäß diesem
Ausführungsbeispiel die Abwärmesteuerung an der
Kraftmaschine 10 zu jedem Zeitpunkt in Übereinstimmung
mit der Wärmeverwendungsnachfrage und dem Kraftmaschinenbetriebszustand
durch.
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Zu
diesem Zweck sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel
eine Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitte zum Erhöhen
der Wärmenergie (des Wärmeverlusts) als die Abwärme
von der Kraftmaschine 10 versehen und ist so konfiguriert, dass
bestimmt wird, welcher aus der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
verwendet werden sollte, um die Abwärme zu erhöhen,
wenn die Wärmeverwendungsnachfrage eintritt, etwa die Innenraumheiznachfrage
oder die Katalysatoraufwärmnachfrage.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel wird die Abwärmesteuerung
durchgeführt, um die Abwärmemenge zu erhöhen,
indem die Tatsache genutzt wird, dass die Abwärmemenge
erhöht wird durch (a) Verzögern der Zündzeitgebung,
(b) durch Verstellen der Öffnungszeitgebung des Einlassventils
auf die Seite des vorgestellten Winkels (d. h. durch frühzeitiges Öffnen
des Einlassventils), (c) durch Verstellen der Öffnungszeitgebung
des Auslassventils auf die Seite des nachgestellten Winkels (d.
h. durch ein spätes Öffnen des Auslassventils)
und die Tatsache, dass die Abwärmemenge ferner erhöht
werden kann durch (d) eine Kombination aus der Verzögerung
der Zündzeitgebung und des Verstellens der Öffnungs-/Schließzeitgebung
der Einlass- und Auslassventile. Um die Abwärmemenge zu
erhöhen ist es am effizientesten, die Zündzeitgebung
zu verzögern. Durch frühes Öffnen des
Einlassventils oder durch spätes Öffnen des Auslassventils
wird die interne AGR-Menge erhöht und dementsprechend wird
die Abwärmemenge erhöht, da die Ventilüberlappungszeitspanne
verlängert wird, während der sowohl das Einlassventil
als auch das Auslassventil geöffnet sind. Jedoch kann das
Erhöhen der internen AGR-Menge einen Nachteil mit sich
bringen, etwa eine Verschlechterung der Fahreigenschaft in Abhängigkeit
des Kraftmaschinenbetriebszustands usw. Dementsprechend gibt es
eine Beschränkung bei der Erhöhung der internen
AGR-Menge in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands
usw.
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2 ist
ein Zeitschaubild, das die Öffnungs-/Schließzeitgebungen
des Einlassventils In und des Auslassventils Ex zeigt. Der Abschnitt
(a) von 2 zeigt einen Fall, in dem die
diese Ventile in Übereinstimmung mit Basis-Öffnungs-/Schließzeitgebungen
geöffnet oder geschlossen werden. Abschnitt (b) von 2 zeigt
einen Fall, in dem die Öffnungs-/Schließzeitgebung
des Einlassventils In so vorgestellt wird, dass das Einlassventil
In frühzeitig geöffnet wird. Abschnitt (c) von 2 zeigt
einen Fall, in dem die Öffnungs-/Schließzeitgebung
des Auslassventils Ex derart nachgestellt wird, dass das Auslassventil
Ex spät geöffnet wird. Abschnitt (d) von 2 zeigt
einen Fall, in dem das frühzeitige Öffnen des
Einlassventils In und das späte Öffnen des Auslassventils
Ex gleichzeitig gesteuert werden, so dass die Ventilüberlappungszeitspanne
auf ein maximales Ausmaß verlängert ist.
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Dieses
Ausführungsbeispiel hat erste bis dritte Abwärmemengeneinstellabschnitte,
einen Steuerabschnitt und einen Kraftmaschinenausgabeerhöhungsabschnitt.
Der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt führt
das Verzögern der Zündzeitgebung und das späte Öffnen
des Auslassventils durch. Der zweite Abwärmemengeneinstellabschnitt
führt das Verzögern der Zündzeitgebung
und das frühe Öffnen des Einlassventils durch.
Der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt führt
das Verzögern der Zündzeitgebung durch. Die Funktionen
der vorstehend erwähnten Abwärmemengeneinstellabschnitte werden
durch den Mikrocomputer der ECU 40 implementiert, welcher
die in seinem ROM oder RAM gespeicherten Programme ausführt.
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Der
erste bis dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt unterscheiden
sich voneinander hinsichtlich des Kraftmaschinenbetriebsbereichs,
in welchem die Abwärmeeinstellung möglich ist,
oder in welchem die Abwärmeeinstellung auf vorteilhafte
Weise durchgeführt werden kann. Dementsprechend wird bei
diesem Ausführungsbeispiel die Abwärmesteuerung
unter Verwendung zumindest eines von dem ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt
durchgeführt, der von dem Steuerabschnitt in Abhängigkeit der
nachgefragten Wärmemenge oder des Kraftmaschinenbetriebszustands
ausgewählt wird. Die Funktion des Steuerabschnitts wird
durch den Mikrocomputer der ECU 40 implementiert, der ein
in seinem ROM oder RAM gespeichertes Programm ausführt.
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Die
Abwärmeerhöhungsmenge, die durch Durchführen
der Abwärmesteuerung erhalten wird, unterscheidet sich
zwischen den ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitten.
Dieses Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass in
Abhängigkeit der nachgefragten Wärmemenge zumindest einer
von dem ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt ausgewählt
wird, um die Abwärmesteuerung durchzuführen. Dieses
Auswählen wird unter Bezugnahme auf in dem ROM der ECU 40 gespeicherte
Kennfelddaten durchgeführt, wobei die Kennfelddaten für
jeden von dem ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt
die zu erwartende Erhöhung der Abwärmemenge und
die zu erwartende Verringerung der Kraftmaschinenbetriebseffizienz (Kraftstoffeffizienz)
infolge der Erhöhung der Abwärmemenge anzeigt.
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3 ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Kraftmaschinenwelleneffizienz
und der Wärmeerzeugungseffizienz für einen jeden
von dem ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt zeigt.
In 3 ist die Wärmeerzeugungseffizienz ein Verhältnis
aus der Menge der erzeugten Wärme (kW) zu der Gesamtmenge
des eingespritzten Kraftstoffs (kW).
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In 3 zeigt
die Kurve (1) die Charakteristik der Wärmeerzeugungseffizienz,
wenn der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt arbeitet
(Verzögerung der Zündzeitgebung + spätes Öffnen
des Auslassventils), die Kurve (2) zeigt die Charakteristik der Wärmeerzeugungseffizienz
wenn der zweite Abwärmemengeneinstellabschnitt arbeitet
(Verzögerung der Zündzeitgebung + frühes Öffnen
des Einlassventils) und die Kurve (3) zeigt die Charakteristik der Wärmeerzeugungseffizienz
wenn der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt arbeitet
(Verzögerung der Zündzeitgebung). Durch Vergleichen
dieser Kurven kann herausgefunden werden, dass die Wärmeerzeugungseffizienz
in der Reihenfolge dritter Abwärmemengeneinstellabschnitt,
zweiter Abwärmemengeneinstellabschnitt und erster Abwärmemengeneinstellabschnitt
höher wird. In 3 gibt die gestrichelte Linie
GA die Betriebsgrenze zwischen dem ersten und dem zweiten Abwärmemengeneinstellbereich
an. Das Fahrverhalten wird beträchtlich verschlechtert,
wenn die interne Abgasrückführung (AGR) in einem
Bereich durchgeführt wird, in welchem die Kraftmaschinenwelleneffizienz
niedriger als GA ist. Dementsprechend werden der erste und der zweite
Abwärmemengeneinstellabschnitt in ihrem Betrieb gehindert
oder beschränkt.
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Als
nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 die Abwärmesteuerung
erläutert, die dann durchgeführt wird, wenn die
Kraftmaschine 10 kalt gestartet wird. 4 ist
ein Zeitschaubild, das den Verlauf der Kühlwassertemperatur
nach dem Kaltstart der Kraftmaschine sowie den Ablauf der Abwärmesteuerung
mit dem Verlauf der Kühlwassertemperatur zeigt.
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Wie
dies in 4 gezeigt ist, nimmt die Kühlwassertemperatur
Tw von der Nähe der normalen Temperatur nach dem Kaltstart
der Kraftmaschine allmählich zu und erreicht einen Temperaturbereich, der
für die Kraftmaschine 10 geeignet ist. In diesem Ausführungsbeispiel
wird angenommen, dass der geeignete Temperaturbereich ein Bereich
von TH0 bis TH1 ist. In diesem Bereich kann die Kraftmaschine 10 bei
einem auf geeignete Weise aufgewärmten Zustand gehalten
werden. Die Temperatur TH0 ist eine Temperatur, bei der der Thermostat 37 aktiviert oder
eingeschaltet wird. Dementsprechend wird der Thermostat 37 bei
Tw ≥ TH0 aktiviert oder eingeschaltet, so dass das Kühlwasser
mit der Zirkulation durch den Radiator 36 anfängt,
um die Wärme von dem Radiator 36 abzugeben. In
diesem Ausführungsbeispiel hat TH0 den Wert 90°C
und TH1 hat den Wert 80°C.
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Wenn
danach die Innenraumheiznachfrage als die Wärmeverwendungsnachfrage
zum Zeitpunkt t1 auftritt, dann wird die Wärmeverwendung
(Heißlufterzeugung) an dem Heizkern 35 durchgeführt,
und als ein Ergebnis davon wird die Kühlwassertemperatur
Tw verringert. Falls die Kühlwassertemperatur Tw auf unterhalb
von TH1 als unterer Grenzwert des geeigneten Temperaturbereichs
gesenkt wird, dann wird mit dem Durchführen der Abwärmesteuerung
an der Kraftmaschine 10 gestartet. Dies liegt daran, dass
dann, wenn die Kühlwassertemperatur Tw zu niedrig ist,
die Kühlwassertemperatur Tw durch Durchführen
der Abwärmesteuerung erhöht werden muss, da es
nicht möglich ist, der Innenraumheiznachfrage nachzukommen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Temperaturschwellenwerten
(TH2, TH3) an der unteren Seite des geeigneten Temperaturbereichs
festgelegt. Der Inhalt der Abwärmesteuerung wird in Abhängigkeit
des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der Kühlwassertemperatur
Tw mit einem jeden der Temperaturschwellenwerte umgeschaltet. Im Übrigen
entspricht die Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur
Tw und dem unteren Grenzwert des geeigneten Temperaturbereichs der
nachgefragten Wärmemenge.
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Wenn
in dem in 4 gezeigten Fall die Kühlwassertemperatur
Tw abnimmt und den Temperaturbereich zwischen TH1 und TH2 zum Zeitpunkt
t2 betritt, dann führt der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt
die Abwärmesteuerung durch (Verzögern der Zündzeitgebung
+ spätes Öffnen des Auslassventils). Da in diesem
Temperaturbereich die Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur
Tw und dem unteren Grenzwert des geeigneten Temperaturbereichs relativ
klein ist und dementsprechend die nachgefragte Wärmemenge
nicht so groß ist, wird der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt,
der von den drei Abwärmemengeneinstellabschnitten die höchste Wärmeerzeugungseffizienz
aufweist, ausgewählt, um die Abwärmesteuerung
durchzuführen.
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Wenn
danach die Kühlwassertemperatur Tw weiter abnimmt und den
Temperaturbereich zwischen TH2 und TH3 betritt, dann führt
der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt die Abwärmesteuerung
(Verzögerung der Zündzeitgebung) anstelle des ersten
Abwärmemengeneinstellabschnitts durch. Da in diesem Temperaturbereich
die Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur Tw und
dem unteren Grenzwert des geeigneten Temperaturbereichs relativ
groß ist und dementsprechend die nachgefragte Wärmemenge
relativ groß ist, wird der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt,
von dem zu erwarten ist, dass er von den drei Abwärmemengeneinstellabschnitten
die Abwärmemenge mit dem größten Ausmaß erhöht,
ausgewählt, um die Abwärmesteuerung durchzuführen.
Da im Übrigen die nachgefragte Wärmemenge zum
Zeitpunkt t3 zunimmt, verursacht das Antworten auf diese Nachfrage
ein Absenken der Kraftmaschinenwelleneffizienz (der Kraftstoffeffizienz).
Dementsprechend wird zum Zeitpunkt t3 der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt
auf den dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt auch mit
dem Ziel umgeschaltet, eine Verschlechterung der Fahreigenschaften
zu vermeiden.
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Alternativ
zu dem vorstehend erwähnten kann dann, wenn die Kühlwassertemperatur
Tw den Temperaturbereich zwischen TH1 und TH2 betritt, der zweite
Abwärmemengeneinstellabschnitt die Abwärmesteuerung
(Verzögern der Zündzeitgebung + frühes Öffnen
des Einlassventils) anstelle des ersten Abwärmemengeneinstellabschnitts
(Verzögern der Zündzeitgebung + spätes Öffnen
des Auslassventils) durchführen. Zudem ist es möglich,
dass während des Umschaltens von dem ersten Abwärmemengeneinstellabschnitt auf
den dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt der zweite Abwärmemengeneinstellabschnitt
die Abwärmesteuerung durchführt (Verzögern
der Zündzeitgebung + frühes Öffnen des Einlassventils).
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Wenn
danach die Kühlwassertemperatur Tw zunimmt und zum Zeitpunkt
t4 den Wert TH2 erreicht, dann kann der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt
(Verzögern der Zündzeitgebung) auf den ersten
Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern der
Zündzeitgebung + spätes Öffnen des Auslassventils)
umgeschaltet werden, um die Abwärmesteuerung durchzuführen.
Wenn die Kühlwassertemperatur Tw weiter zunimmt und zum
Zeitpunkt t5 den Wert TH1 erreicht, dann wird die durch den ersten
Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern der
Zündzeitgebung + spätes Öffnen des Auslassventils)
durchgeführte Abwärmesteuerung beendet.
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Auch
wenn eine ausführliche Erläuterung mit Bezugnahme
auf Zeichnungen ausgelassen ist, kann die Abwärmesteuerung
in einem Fall, in dem die Katalysatoraufwärmnachfrage auftritt,
die sich von der Innenraumheiznachfrage unterscheidet, folgendermaßen
durchgeführt werden. Wenn die Temperatur des Katalysators 22 abnimmt
und dementsprechend die Katalysatoraufwärmnachfrage eintritt,
dann wird der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern
der Zündzeitgebung + spätes Öffnen des
Einlassventils) aktiviert, um die Abwärmesteuerung durchzuführen,
falls die Differenz zwischen der Solltemperatur des Katalysators 22 (die
Katalysatoraktivierungstemperatur) und der tatsächlichen
Temperatur des Katalysators 22 (die durch einen Temperatursensor
gemessene Temperatur oder eine berechnete Schätztemperatur)
relativ klein ist. Falls andererseits die Differenz relativ groß ist,
wird der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern
der Zündzeitgebung) aktiviert, um die Wärmemengensteuerung durchzuführen.
Im Übrigen kann die Katalysatoraufwärmnachfrage
dann auftreten, wenn die Kraftmaschine nach dem Stoppen durch eine
Leerlaufstoppsteuerung wieder gestartet wird, im Unterschied zu dann,
wenn die Temperatur des Katalysators abgesenkt ist.
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Es
ist möglich einen anderen Abwärmemengeneinstellabschnitt
zu verwenden, der die Abwärmemenge durch Verstellen der Öffnungszeitgebung des
Auslassventils auf die Seite des frühen Winkels (d. h.
durch frühes Öffnen des Auslassventils) erhöht. In
diesem Fall wird beispielsweise die Abwärmesteuerung durchgeführt,
um die Zündzeitgebung zu verzögern, wenn die Differenz
zwischen der Solltemperatur und der tatsächlichen Temperatur
des Katalysators 22 relativ klein ist (d. h. wenn die nachgefragte Wärmemenge
relativ klein ist), oder um die Zündzeitgebung zu verzögern
und das Auslassventil früh zu öffnen, wenn diese
Differenz relativ groß ist (d. h. wenn die nachgefragte
Wärmemenge relativ groß ist).
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Abwärmesteuerung
zeigt. Dieser Ablauf wird wiederholtermaßen bei vorbestimmten
Zeitintervallen durch die ECU 40 durchgeführt.
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Dieser
Prozess beginnt damit, dass bei Schritt S11 bestimmt wird, ob die
Wärmeverwendungsnachfrage eingetreten ist oder nicht. Die
Wärmeverwendungsnachfrage beinhaltet die Innenraumheiznachfrage
und die Katalysatoraufwärmnachfrage. Die Innenraumheiznachfrage
tritt in Antwort auf eine Betätigung durch den Fahrzeugfahrer
oder einen Beifahrer zum Zwecke des Beheizens des Fahrzeuginnenraums
auf oder durch einen Steuerbefehl, der durch eine automatische Klimaanlage
abgesetzt wird. Die Katalysatoraufwärmnachfrage tritt dann
ein, wenn die Temperatur des an dem Auslassrohr 12 montierten
Katalysators 22 niedrig ist, beispielsweise beim Kaltstart
der Kraftmaschine 10, oder wenn die Temperatur des Katalysators 22 aus
irgendeinem Grund abnimmt während sich die Kraftmaschine 10 im
Betriebszustand befindet. Beispielsweise dann, wenn die Kraftmaschine 10 mit
einer Leerlaufstoppsteuerung (einer automatischen Kraftmaschinen-Stopp-Start-Steuerung)
versehen ist, kann der Fall eintreten, dass die Temperatur des Katalysators 22 auf
unterhalb einer vorbestimmten Temperatur abnimmt, während
die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird. In diesem
Fall tritt die Katalysatoraufwärmnachfrage nach dem Wiederstart
der Kraftmaschine 10 ein. Falls das Bestimmungsergebnis
bei Schritt S11 negativ ist, dann wird der Ablauf beendet und andernfalls
schreitet der Ablauf zu Schritt S12 vor.
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Bei
Schritt S12 wird bestimmt, ob die nachgefragte Wärmemenge
zu diesem Zeitpunkt durch eine normale Kraftmaschinensteuerung befriedigt werden
kann oder nicht, welche die höchste Kraftstoffeffizienz
bereitstellt, d. h., ob die Abwärmemenge durch einen von
dem ersten bis dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt erhöht
werden muss oder nicht. Beispielsweise dann, wenn die Innenraumheiznachfrage
eingetreten ist, wird bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur
Tw unterhalb des geeigneten Temperaturbereichs zwischen TH1 und
TH0 liegt oder nicht. Falls das Bestimmungsergebnis bei Schritt
S12 positiv ist wird der Ablauf beendet, da dies bedeutet, dass
es nicht erforderlich ist, die Abwärmemenge zu erhöhen.
Falls das Bestimmungsergebnis bei Schritt S12 negativ ist, schreitet
der Ablauf zu Schritt S13 vor.
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Wie
dies im Folgenden erläutert wird, wird bei Schritten S13
bis S17 bestimmt, zu welchem Ausmaß die Abwärmemenge erhöht
werden muss, und dann wird die Abwärmesteuerung in Übereinstimmung
mit dem bestimmten Erhöhungsausmaß durchgeführt.
Beispielsweise dann, wenn die Innenraumheiznachfrage eingetreten
ist, wird die Kühlwassertemperatur Tw mit jedem aus der
Vielzahl von Temperaturschwellenwerten verglichen, die an der unteren
Seite des geeigneten Temperaturbereichs festgelegt sind, um zu bestimmen,
in welchem Bereich sich die Kühlwassertemperatur Tw zu
jedem Moment befindet, um die Abwärmesteuerung in Abhängigkeit
von dem Temperaturbereich durchzuführen, in welchem sich
die Kühlwassertemperatur Tw befindet.
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Genauer
gesagt wird bei Schritt S13 bestimmt, ob die Erhöhungsmenge
der Abwärme niedriger als eine erste nachgefragte Menge
K1 ist und es wird bei Schritt S14 bestimmt, ob die Erhöhungsmenge
der Abwärme niedriger als eine zweiter nachgefragter Menge
K2 ist, die größer als die nachgefragte Menge
K1 ist. Die Anzahl der Nachfragemengenschwellenwerte (K1 und K2)
kann drei oder mehr betragen.
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Der
Ablauf schreitet zu Schritt S15 vor, falls das Bestimmungsergebnis
bei Schritt S13 positiv ist, schreitet zu Schritt S16 vor, falls
das Bestimmungsergebnis bei Schritt 13 negativ und das
Bestimmungsergebnis bei Schritt S14 positiv ist, und schreitet zu Schritt
S17 vor, falls das Bestimmungsergebnis bei Schritt S14 negativ ist.
Bei Schritt S15 wird eine erste Steuerung als die Abwärmesteuerung
durchgeführt, um die Abwärmemenge um einen relativ
kleinen Wert zu erhöhen. Bei Schritt S16 wird eine zweite
Steuerung als die Abwärmesteuerung durchgeführt,
um die Abwärmemenge um einen relativ moderaten Wert zu erhöhen.
Bei Schritt S17 wird eine dritte Steuerung als die Abwärmesteuerung
durchgeführt, um die Abwärmemenge um einen relativ
großen Wert zu erhöhen.
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Genauer
gesagt wird in dem Fall, in dem die Innenraumheiznachfrage eingetreten
ist, in Schritt S13 bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur
Tw in einem ersten Bereich liegt (Temperaturbereich zwischen TH1
und TH2, der in 4 gezeigt ist) oder nicht, und
in Schritt S14 wird bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur
Tw in einem zweiten Bereich (der in 4 gezeigte
Temperaturbereich zwischen TH2 und TH3) liegt oder nicht.
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Falls
die Kühlwassertemperatur TW als innerhalb des ersten Temperaturbereichs
liegend bestimmt wurde, dann führt der erste Abwärmemengeneinstellabschnitt
(Verzögern der Zündzeitgebung + spätes Öffnen
des Auslassventils) bei Schritt S15 die erste Steuerung durch. Falls
die Kühlwassertemperatur TW als innerhalb des zweiten Temperaturbereichs
liegend erfasst wurde, dann führt der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt
(Verzögern der Zündzeitgebung) bei Schritt S16
die zweite Steuerung durch. Die dritte Steuerung kann in diesem
Fall durchgeführt werden oder auch nicht.
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Schließlich
wird bei Schritt S18 ein Kraftmaschinenausgabeerhöhungsvorgang
durch den Kraftmaschinenausgabeerhöhungsabschnitt durchgeführt.
Der Kraftmaschinenausgabeerhöhungsvorgang ist ein Vorgang
zum Erhöhen der Kraftmaschinenausgabe, die in Folge des
Durchführens der Abwärmesteuerung gesenkt wurde,
durch Erhöhen der Menge des eingespritzten Kraftstoffs
oder durch Erhöhen der Einlassluftmenge (Drosselventilöffnung). Die
Funktion des Kraftmaschinenausgabeerhöhungsabschnitts ist
durch den Mikrocomputer der ECU 40 implementiert, der ein
in seinem ROM oder RAM gespeichertes Programm ausführt.
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Das
vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel bietet
die folgenden Vorteile.
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Das
erste Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass
dann, wenn die Wärmeverwendungsnachfrage, etwa die Innenraumheiznachfrage
oder die Katalysatoraufwärmnachfrage eingetreten ist, zumindest
einer aus der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
in Übereinstimmung mit der nachgefragten Wärmemenge
ausgewählt wird, um die Abwärmesteuerung durchzuführen.
Dementsprechend ist es gemäß diesem Ausführungsbeispiel möglich,
die Abwärmesteuerung optimal durchzuführen und
einen solchen Nachteil wie das Absenken der Betriebseffizienz der
Kraftmaschine auf ein Minimum zu unterdrücken.
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Die
Vielzahl der Abwärmemengeneinstellabschnitte stellen verschiedene
Erhöhungsmengen der Abwärme bereit. Selbst wenn
die nachgefragte Wärmemenge schwankt ist es dementsprechend
möglich, der Wärmeverwendungsnachfrage optimal nachzukommen,
da in Abhängigkeit des Werts der nachgefragten Wärmemenge
zu jedem Zeitpunkt einer aus der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
ausgewählt werden kann.
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Dieses
Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass die Kraftmaschinenausgabe
erhöht wird, um das Absenken der Kraftmaschinenausgabe
in Folge des Durchführens der Abwärmesteuerung
zu kompensieren. Dementsprechend kann gemäß diesem
Ausführungsbeispiel verhindert werden, dass die Fahreigenschaft
des Fahrzeugs während einer Zeitspanne verschlechtert wird,
in welcher die Abwärmesteuerung durchgeführt wird,
da die Energie zum Fahrenlassen des Fahrzeugs während dieser Zeitspanne
beibehalten werden kann.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Als
nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, wobei der Fokus auf den Unterschied zu
dem ersten Ausführungsbeispiel gerichtet ist. Das zweite
Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass es eine Abwärmeeffizienz η berechnet,
die ein Verhältnis aus einer Erhöhungsmenge der
Abwärme (die im weiteren Verlauf einfach als ”Wärmemengenerhöhung” bezeichnet
werden kann) zu einer Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung (die
im weiteren Verlauf einfach als ”Kraftstoffmengenerhöhung” bezeichnet
werden kann) zu berechnen, wenn die Abwärmesteuerung für
jeden der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
durchgeführt wird, und dass sie zumindest einen aus der
Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten auswählt,
der betrieben werden sollte, um die Abwärmemenge auf Grundlage
der berechneten Abwärmeeffizienzen η als Steuerparameter
zu erhöhen.
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Die
Abwärmeeffizienz η, die als Prozentsatz ausgedrückt
werden kann, ist durch die Gleichung η = ΔQ [kW]/Δqf
[kW] angegeben, wobei ΔQ die Wärmemengenerhöhung
ist und Δqf die Kraftstoffinengenerhöhung ist.
Die Kraftstoffinengenerhöhung ΔQ ist eine Wärmemenge,
die durch den Abwärmemengeneinstellabschnitt erzeugt werden
kann, der die Zündzeitgebungsverzögerungssteuerung
oder die Ventilzeitgebungsverstellungssteuerung durchführt.
Da die Abwärmeeffizienz η ein Wert ist, der eine
Beziehung aus der erzeugbaren Wärmemenge zu der Erhöhungsmenge
der Kraftstoffeinspritzung ist, kann die Abwärmeeffizienz η als
erzeugbare Wärmeeffizienz betrachtet werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel wird die Abwärmeeffizienz
für n (n ist eine positive Ganzzahl, die größer
als 1 ist) Abwärmemengeneinstellabschnitte als η1
bis ηn berechnet und die berechneten Abwärmeeffizienzen η1
bis ηn werden in der Reihenfolge von hoch nach niedrig
sortiert. Zumindest einer der Wärmeeffizienzen η1
bis ηn wird in Übereinstimmung mit der nachgefragten
Wärmemenge der Wärmeverwendungsnachfrage ausgewählt
und zwar unter Bezugaufnahme auf das Sortierungsergebnis. Genauer gesagt
wird der Abwärmemengeneinstellabschnitt, der die höchste
Abwärmeeffizienz hat, ausgewählt, um die Abwärmesteuerung
durchzuführen. Die Abwärmeeffizienzen η1
bis ηn des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts
werden in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands
zu jedem Zeitpunkt berechnet. Zudem wird die Wärmemengenerhöhung
in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands zu jedem
Zeitpunkt für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt
als ΔQ1 bis ΔQn berechnet.
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Dieses
Ausführungsbeispiel ist zudem so konfiguriert, dass es
eine Gesamterhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung berechnet
und eine Kraftmaschinenausgabesteuerung auf Grundlage der berechneten
Gesamterhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung als den
Kraftmaschinenausgabeerhöhungsvorgang durchführt,
um die Abnahme der Kraftstoffausgabe in Folge des Durchführens
der Abwärmesteuerung zu kompensieren.
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6 ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Kraftmaschinenausgabe
[kW] und der Abwärmemenge [kW] zeigt. In 6 zeigt
die durchgezogene Linie diese Beziehung an dem Punkt der höchsten
Kraftstoffeffizienz.
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Dabei
wird hier angenommen, dass die nachgefragte Wärmemenge
Qre aufgetreten ist, wenn die Ausgabe der mit der höchsten
Kraftstoffeffizienz laufenden Kraftmaschine der Punkt A ist. In diesem
Fall tritt ein Mangel der Abwärmemenge um ΔQ auf,
wie dies in 6 gezeigt ist. Um diesen Mangel
zu kompensieren wird die Abwärmesteuerung durchgeführt.
Um der nachgefragten Wärmemenge Qre nachzukommen ist es
erforderlich, den Steuerpunkt (den Kraftmaschinenbetriebspunkt)
von dem Punkt der höchsten Kraftstoffeffizienz zu einer
Seite zu verschieben, an der die Kraftstoffeinspritzung zunimmt
(zu einer Seite, bei der die Kraftstoffeffizienz gesenkt wird).
Um dieses Verschieben durchzuführen wird in Übereinstimmung
mit den Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
eine Auswahl (ein Umschalten) innerhalb der Vielzahl an Abwärmemengeneinstellabschnitten
durchgeführt. Da ferner die Kraftmaschinenausgabe mit zunehmender
Abwärmemenge abnimmt wird der Kraftmaschinenausgabeerhöhungsvorgang
durchgeführt, um die Abnahme der Kraftmaschinenausgabe
zu kompensieren.
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7 ist
ein Funktionsblockschaubild zum Erläutern der durch das
Abwärmesteuergerät des zweiten Ausführungsbeispiels
durchgeführten Abwärmesteuerung.
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Ein
Abwärmeeffizienzberechnungsabschnitt M1 berechnet die Abwärmeeffizienzen η1
bis ηn für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt
in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand
zu jedem Zeitpunkt unter Verwendung einer Vielzahl von Effizienzberechnungskennfeldern,
die für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt vorgesehen
sind. Die den Kraftmaschinenbetriebszustand wiedergebenden Steuerparameter
beinhalten beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl NE und die
Kraftmaschinenlast, etwa den Lufteinlassrohrdruck oder die Einlassluftströmungsrate.
Es ist zudem möglich, die Abwärmeeffizienzen η1
bis ηn durch arithmetische Operationen zu berechnen, indem
Konstanten verwendet werden, die im Vorfeld für den jeweiligen
Abwärmemengeneinstellabschnitt festgelegt wurden.
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Der
Wärmemengenerhöhungsberechnungsabschnitt M2 berechnet
die Wärmemengenerhöhungen ΔQ1 bis ΔQn
für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt
in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand
zu jedem Zeitpunkt unter Verwendung einer Vielzahl von Wärmemengenberechnungskennfeldern,
die für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt
vorgesehen sind. Es ist zudem möglich, die Wärmemengenerhöhungen ΔQ1
bis ΔQn durch arithmetische Operationen zu berechnen, indem
Konstanten verwendet werden, die im Vorfeld für den jeweiligen
Wärmemengeneinstellabschnitt festgelegt wurden.
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Ein
Auswählabschnitt M3 sortiert die durch den Abwärmeeffizienzberechnungsabschnitt
M1 berechneten Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
in der Reihenfolge von hoch nach niedrig und wählt den
Abwärmemengeneinstellabschnitt, der die höchste
Effizienz aufweist, als denjenigen aus, der die Abwärmesteuerung
gegenwärtig durchführen sollte. Da es in diesem
Fall zudem erforderlich ist, der nachgefragten Wärmemenge
zu jedem Zeitpunkt nachzukommen, müssen die durch den Wärmemengenerhöhungsberechnungsabschnitt
M2 berechneten Wärmemengenerhöhungen ΔQ1
bis ΔQn berücksichtigt werden. Dementsprechend
wählt der Auswählabschnitt M3 zumindest einen
der Abwärmemengeneinstellabschnitte aus, der der nachgefragten
Wärmemenge nachkommen kann, und der die beste oder eine
bessere Abwärmeeffizienz als derjenige hat, der die Abwärmesteuerung
gegenwärtig durchführen sollte.
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Ein
Kraftmaschinenwelleneffizienzberechnungsabschnitt M4 berechnet die
Kraftmaschinenwelleneffizienz ηt für jeden Abwärmemengeneinstellabschnitt,
der durch den Auswählabschnitt M3 ausgewählt wurde,
in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand
(NE oder Kraftmaschinenlast) zu jedem Zeitpunkt unter Verwendung
einer Vielzahl von Effizienzberechnungskennfeldern, die für
den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt bereitgestellt
sind, oder durch arithmetische Operationen. In diesem Ausführungsbeispiel
werden sowohl die Kraftmaschinenwelleneffizienz ηtA vor
der Abwärmemengenerhöhung als auch die Kraftmaschinenwelleneffizienz ηtB
nach der Abwärmemengenerhöhung berechnet.
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Ein
Kraftstoffkorrekturmengenberechnungsabschnitt M5 berechnet die Kraftstoffinengenerhöhung Δqf
für jeden Abwärmemengeneinstellabschnitt, der
durch den Auswählabschnitt M3 ausgewählt wurde,
auf Grundlage der durch den Kraftmaschinenwelleneffizienzberechnungsabschnitt
M4 berechneten Kraftmaschinenwelleneffizienz ηt und berechnet
eine Gesamtmenge der Kraftstoffinengenerhöhung Δqf
(ΣΔqf) als eine Kraftstoffkorrekturmenge Kf. Die
Kraftstoffinengenerhöhung Δqf kann durch die Gleichung Δqf
= (1 – ηtB/ηtA) × qfin berechnet werden,
wobei qfin die Menge der Kraftstoffeinspritzung nach der Erhöhung
der Abwärmemenge ist. Falls in diesem Fall die Kraftmaschinenwelleneffizienz
(Kraftstoffeffizienz) gesenkt wird, nachdem die Abwärmemenge
erhöht wurde, nimmt der Wert von Δqf mit einem
abnehmenden Wert von ηtB zu. Als ein Ergebnis wird die
Kraftstoffinengenerhöhung Δqf zum Kompensieren
der Abnahme der Kraftstoffeffizienz berechnet.
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Die
Kraftstoffkorrekturmenge Kf (ΣΔqf) ist eine Erhöhungsmenge
der Kraftstoffeinspritzung zum Kompensieren des Absinkens der Kraftmaschinenausgabe
in Folge des Durchführens der Abwärmesteuerung.
Ein Drehmomentenkorrekturvorgang wird als der Ausgabeerhöhungsvorgang
unter Verwendung dieser Kraftstoffkorrekturmenge Kf durchgeführt.
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Ein
Drehmomentenkorrekturabschnitt M6 gibt einen Befehl zum Korrigieren
der Drosselöffnung aus sowie einen Befehl zum Korrigieren
der Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem
durch den Kraftstoffkorrekturmengenberechnungsabschnitt F5 berechneten
Kraftstoffkorrekturmenge Kf. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Korrekturmenge
der Einlassluft auf Grundlage des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
und der Kraftstoffkorrekturmenge Kf berechnet und ein Drosselöffnungsbefehlswert
wird auf Grundlage der berechneten Korrekturmenge der Einlassluft berechnet.
Zudem wird eine Korrektur an der Kraftstoffeinspritzmenge durch
die Kraftstoffkorrekturmenge Kf vorgenommen.
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Die
Funktionen der vorstehend erwähnten Abschnitte M1 bis M5
sind durch den Mirkocomputer der ECU 40 implementiert,
der seinen ROM oder RAM gespeicherte Programme ausführt.
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang der Abwärmesteuerung
zeigt, die wiederholtermaßen bei vorbestimmten Zeitintervallen
durch das Abwärmesteuergerät des zweiten Ausführungsbeispiels
durchgeführt werden.
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Dieser
Vorgang beginnt damit, dass bei Schritt S21 bestimmt wird, ob die
Wärmeverwendungsnachfrage eingetreten ist oder nicht. Falls
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S1 positiv ist, schreitet der
Ablauf zu Schritt S22 vor, um zu bestimmen, ob es möglich
ist oder nicht, der nachgefragten Wärmemenge nachzukommen,
indem die normale Kraftmaschinensteuerung beibehalten wird, bei
der die Kraftmaschine am Betriebspunkt höchster Kraftstoffeffizienz betrieben
wird. Falls das Bestimmungsergebnis bei Schritt S22 negativ ist
schreitet der Ablauf zu Schritt S23 vor.
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Bei
Schritt S23 werden die Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts unter Verwendung
der Effizienzberechnungskennfelder des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts
berechnet. Bei dem darauffolgenden Schritt S24 werden die Wärmemengenerhöhungen ΔQ1
bis ΔQn für den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt
unter Verwendung der Wärmemengenberechnungskennfelder des
jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts berechnet.
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Als
nächstes werden bei Schritt S25 die bei Schritt S23 berechneten
Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn in der Reihenfolge
von hoch nach niedrig sortiert und der Abwärmemengeneinstellabschnitt,
der die höchste oder eine höhere Effizienz hat
und der der nachgefragten Wärmemenge zu diesem Zeitpunkt nachkommen
kann, wird als derjenige ausgewählt, der die Abwärmesteuerung
gegenwärtig durchführen sollte.
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Beim
darauffolgenden Schritt S26 wird der Kraftmaschinenausgabeerhöhungsvorgang
durchgeführt. Genauer gesagt wird bei Schritt S26 die gesamte
Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung ΣΔqf
für den Abwärmemengeneinstellabschnitt zum gegenwärtigen
Durchführen der Abwärmesteuerung berechnet und
die berechnete Gesamterhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung ΣΔqf
wird als die Kraftstoffkorrekturmenge Kf festgelegt. Danach wird der
Einlassluftmengenerhöhungsvorgang oder der Kraftstoffeinspritzmengenerhöhungsvorgang
durchgeführt.
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Gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich,
die Abwärmesteuerung in Übereinstimmung mit der Wärmeverwendungsnachfrage
zu jedem Zeitpunkt wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
durchzuführen und darüber hinaus den Nachteil,
etwa die Abnahme der Kraftmaschinenbetriebseffizienz in Folge des
Durchführens der Abwärmesteuerung, auf ein Minimum
zu reduzieren.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass es
die Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn (Verhältnis
aus einer Erhöhungsmenge der Abwärme zu einer
Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung) für
den jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitt berechnet
und die Abwärmesteuerung unter Verwendung der berechneten
Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn als Steuerparameter
durchführt. Ferner ist das zweite Ausführungsbeispiel
so konfiguriert, dass es vorzugsweise den Abwärmemengeneinstellabschnitt zum
Durchführen der Abwärmesteuerung auswählt, der
eine höhere Abwärmeeffizienz aufweist. Dies macht
es möglich, die Abwärmesteuerung durchzuführen,
während die Kraftstoffeffizienz überwacht wird,
um ein Absinken der Kraftstoffeffizienz auf ein Minimum zu unterdrücken.
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Die
Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn des jeweiligen
Abwärmemengeneinstellabschnitts werden in Abhängigkeit
des Kraftmaschinenbetriebszustands berechnet und dementsprechend
ist es möglich, die Abwärmesteuerung auf optimalere
Weise durchzuführen, während berücksichtigt
wird, dass die Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts mit dem
Kraftmaschinenbetriebszustand variieren.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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Natürlich
können an dem vorherigen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, wie dies nachstehend
beschrieben ist.
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Die
vorgenannten Ausführungsbeispiele können derart
modifiziert werden, dass ein Erhöhungsbereich (dynamischer
Bereich) der Abwärmemenge der Kraftmaschine 10 im
Vorfeld für jeden der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitte
festgelegt wird und der Abwärmemengeneinstellabschnitt,
der den größten Erhöhungsbereich hat,
als derjenige ausgewählt wird, der die Abwärmesteuerung
durchführt. Beispielsweise wird in dem ersten Ausführungsbeispiel,
das den ersten Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern
der Zündzeitgebung + spätes Öffnen des
Auslassventils), den zweiten Abwärmemengeneinstellabschnitt
(Verzögern der Zündzeitgebung + frühes Öffnen
des Einlassventils) und den dritten Abwärmemengeneinstellabschnitt (Verzögern
der Zündzeitgebung) aufweist, der dritte Abwärmemengeneinstellabschnitt
zum Durchführen der Abwärmesteuerung ausgewählt,
falls der erhöhbare Bereich in der Reihenfolge von dem
dritten bis zum ersten Abwärmemengeneinstellabschnitt größer wird.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, den erhöhbaren Bereich
der Abwärmemenge für jeden der Vielzahl aus Abwärmemengeneinstellabschnitten
in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand
zu berechnen.
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Da
es gemäß der vorgenannten Konfiguration unnötig
wird, den Abwärmemengeneinstellabschnitt auf einen anderen
zu wechseln, wenn die Variation der nachgefragten Wärmemenge
relativ klein ist, kann die Häufigkeit verringert werden,
mit der zwischen der Vielzahl von Abwärmemengeeinstellabschnitten
umgeschaltet wird. Dies macht es möglich, eine Variation
des Kraftmaschinenbetriebszustands in Folge des Durchführens des
Umschaltens zwischen der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten,
welches eine Verschlechterung der Fahreigenschaften hervorruft,
zu unterdrücken.
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Die
vorherigen Ausführungsbeispiele können derart
konfiguriert werden, dass die Anzahl der Abwärmemengeneinstellabschnitte,
die die Abwärmesteuerung gleichzeitig durchführen,
mit einer Erhöhung der nachgefragten Wärmemenge
größer wird.
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Wenn
gemäß dieser Konfiguration die nachgefragte Wärmemenge
relativ klein ist, da die Anzahl der Abwärmemengeneinstellabschnitte,
die die Abwärmesteuerung gleichzeitig durchführen,
klein ist, kann eine Störung in der Steuerung unter der
Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten, die die
Abwärmesteuerung gleichzeitig durchführen, unterdrückt
werden. Wenn ferner die nachgefragte Wärmemenge relativ
groß ist, kann eine große nachgefragte Wärmemenge
auf einfache Weise erfüllt werden, da die Anzahl der Abwärmemengeneinstellabschnitte
groß ist, welche die Abwärmesteuerung gleichzeitig
durchführen.
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Die
Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten kann derart
sein, dass die Betriebseffizienz der Kraftmaschine 10 auf
unterschiedliche Weise variiert wird. In diesem Fall können
die jeweils durch die Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
gesteuerten Ziele die gleichen sein. Beispielsweise dann, wenn deren
Steuerziele die Zündzeitgebung sind, kann eine Auswahl
aus einer Vielzahl von Zündzeitgebungskennfeldern getroffen
werden, die für verschiedene Kraftmaschinenbetriebseffizienzen
in Übereinstimmung mit dem Inhalt der Wärmeverwendungsnachfrage
oder der nachgefragten Wärmemenge zu jedem Zeitpunkt vorbereitet
wurden. Wenn in diesem Fall ein Zündzeitgebungskennfeld
zum stärkeren Absenken der Kraftmaschinenbetriebseffizienz
ausgewählt wird, kann die Zündzeitgebung stärker
verzögert werden und die Abwärmemenge wird stärker
erhöht. Auch gemäß dieser Konfiguration
ist es möglich, die Abwärmesteuerung in Übereinstimmung
mit einer Wärmeverwendungsnachfrage zu jedem Zeitpunkt
durchzuführen, während ein solcher Nachteil, dass
die Abnahme der Kraftmaschinenbetriebseffizienz in Folge des Durchführens
der Abwärmesteuerung gesenkt wird, auf ein Minimum unterdrückt
wird.
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Die
Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten kann bezüglich
der Variation der Abwärmemenge verschiedene Ansprechcharakteristiken
aufweisen.
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Die
vorgenannten Ausführungsbeispiele können so modifiziert
werden, dass ein Kühlverlusterhöhungsabschnitt
zum Erhöhen der Abwärmemenge hauptsächlich
durch Erhöhen des Kühlverlustes sowie ein Abgasverlusterhöhungsabschnitt
zum Erhöhen der Abwärmemenge hauptsächlich
durch Erhöhen des Abgasverlusts enthalten sind und dass die
Abwärmemenge entweder durch den Kühlverlusterhöhungsabschnitt
oder den Abgasverlusterhöhungsabschnitt erhöht
wird, der in Übereinstimmung zumindest mit dem Inhalt der
Wärmeverwendungsnachfrage oder der nachgefragten Wärmemenge ausgewählt
wird. Der Kühlverlusterhöhungsabschnitt kann ein
Abschnitt zum Erhöhen der Innenzylindertemperatur (Verbrennungstemperatur)
durch Anpassen der AGR-Gasmenge oder zum Verzögern der Zündzeitgebung
sein, wodurch das Drehmoment beibehalten wird, oder ein Abschnitt
zum Verlängern der Zeitspanne, während der ein
Verbrennungsgas mit hoher Temperatur durch Verzögern der Öffnungszeitgebung
des Auslassventils in dem Zylinder verbleibt. Der Abgasverlusterhöhungsabschnitt
kann ein Abschnitt zum Verbrennen des Abgases in dem Auslassrohr
durch starkes Verzögern der Zündzeitgebung oder
durch frühzeitiges Öffnen des Auslassventils sein.
Anders als vorstehend erläutert kann der Abgasverlusterhöhungsabschnitt
ein Abschnitt zum Verlangsamen der Verbrennungsgeschwindigkeit durch
Erhöhen der internen AGR-Menge oder der externen AGR-Menge
durch die AGR-Vorrichtung sein.
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Im
Allgemeinen ist es von Vorteil, die Wärmeenergie durch
den Kühlverlust zu verwenden, um auf die Innenraumheiznachfrage
zu antworten, und die Wärmemenge durch den Abgasverlust
zu verwenden, um auf die Katalysatoraufwärmnachfrage anzusprechen.
Dementsprechend ist diese Modifikation derart konfiguriert, dass
dann, wenn die Innenraumheiznachfrage aufgetreten ist, die Abwärmemenge
durch Verwendung des Kühlverlusterhöhungsabschnitts
erhöht wird, und wenn die Katalysatoraufwärmnachfrage
aufgetreten ist, die Abwärmemenge durch Verwendung des
Abgasverlusterhöhungsabschnitts erhöht wird.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel können die Steuerparameter,
anstelle der Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts, erhöhbare
Bereiche (dynamische Bereiche) des jeweiligen Abwärmemengeneinstellabschnitts
aufweisen, so dass die Abwärmemenge in Übereinstimmung
entweder mit den Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn
oder den erhöhbaren Bereichen erhöht werden kann.
Diese Konfiguration macht es möglich, die Abwärmesteuerung
durchzuführen, während das Absenken des Kraftstoffverbrauchs
auf ein Minimum unterdrückt wird, und zudem auf einen großen
Wert der nachgefragten Wärmemenge anzusprechen.
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Der
Vorgang der Abwärmesteuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel
kann auf die in 9 gezeigte Weise modifiziert
werden. In 9 haben die gleichen Schritte
wie jene von 8 die gleichen Bezugszeichen
und deren Erläuterung ist ausgelassen oder abgekürzt.
Der Vorgang von 9 beinhaltet zusätzlich
die Schritte S31 und S32.
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Wenn
in dem Vorgang aus 9 die Wärmeverwendungsnachfrage
(”JA” bei Schritt S21) eintritt und die nachgefragte
Wärmemenge nicht erfüllt werden kann (”NEIN” bei
Schritt S22), dann schreitet der Ablauf zu Schritt S31, um zu bestimmen,
ob die Abwärmemenge bereits erhöht wurde oder
nicht. Es ist vorzuziehen, zu diesem Zeitpunkt zu bestimmen, ob seit
dem Zeitpunkt des Starts der Erhöhung der Abwärmemenge
eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht. Falls das
Bestimmungsergebnis bei Schritt S31 negativ ist (falls die vorbestimmte Zeitspanne
noch nicht verstrichen ist), schreitet der Ablauf zu Schritt S23.
Bei Schritt S23 und den folgenden Schritten S24 und S25 werden eine
Berechnung der Abwärmeeffizienzen η1 bis ηn,
eine Berechnung der Wärmemengenerhöhungen ΔQ1
bis ΔQn, und ein Auswählen der Vielzahl von Abwärmemengeeinstellabschnitten
in Übereinstimmung mit den berechneten Wärmeeffizienzen η1
bis ηn durchgeführt.
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Falls
andererseits das Bestimmungsergebnis bei Schritt S31 positiv ist
(falls die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist), schreitet der
Ablauf zu Schritt S32 vor, um den Inhalt der Abwärmesteuerung
zu ändern, da dies bedeutet, dass die nachgefragte Wärmemenge
nicht erfüllt werden konnte. Falls es in diesem Fall möglich
ist, die Abwärmemenge durch den gegenwärtig verwendeten
Abwärmemengeneinstellabschnitt weiter zu erhöhen,
wird dieser gleiche Abwärmemengeneinstellabschnitt verwendet
und andernfalls wird stattdessen ein anderer Abwärmemengeeinstellabschnitt
verwendet oder hinzugefügt.
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Gemäß dem
in 9 gezeigten Vorgang ist es möglich, die
Abwärmesteuerung durchzuführen, während überwacht
wird, ob die nachgefragte Wärmemenge erfüllt wurde.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein Fall auftreten,
in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge zum Zeitpunkt des Erhöhens
der Abwärmemenge verringert wird. In diesem Fall wird die
Abwärmeeffizienz η durch die Gleichung η = ΔQ
[kW]/Δqf [kW] berechnet, wobei ΔQ die Wärmemengenerhöhung
ist und Δqf eine Verringerungsmenge der Kraftstoffeinspritzung
ist. Es ist vorzuziehen, dass die Abwärmesteuerung auf
Grundlage der Abwärmeeffizienz η durchgeführt
wird, während die Verringerung der Kraftstoffeffizienz
auch in einem solchen Fall auf ein Minimum unterdrückt
wird.
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In
den vorstehenden Ausführungsbeispielen hat jeder Abwärmemengeneinstellabschnitt
die Funktion des Verzögerns der Zündzeitgebung,
oder des frühzeitigen Öffnens des Einlassventils
oder des späten Öffnens des Auslassventils um
die Abwärmemenge zu erhöhen. Jedoch kann der Abwärmemengeneinstellabschnitt
zum Zwecke des Erhöhens der Abwärmemenge eine
andere Funktion aufweisen. Beispielsweise kann die Abwärmemenge
erhöht werden, indem die Zündzeitgebung in einem
Bereich mit einem ausreichenden Spielraum zu einem Klopfen der Kraftmaschine übermäßig
vorgestellt wird oder indem die externe AGR-Menge durch die AGR-Vorrichtung
angepasst wird oder indem die Kühlwasserströmungsrate
unter Verwendung einer elektrischen Wasserpumpe gesteuert wird oder
indem die Einlassluftströmungsrate gesteuert wird. Zum
Steuern der Einlassluftströmungsrate kann der Öffnungsgrad eines Walzensteuerventils
(TCV) oder eines Wirbelsteuerventils (SCV) gesteuert werden, das
in dem Einlassrohr montiert ist.
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Zusätzlich
zu dem vorstehend erwähnten kann der Abwärmemengeneinstellabschnitt
eine Funktion zum Durchführen einer Schaltsteuerung eines
Getriebes aufweisen, um die Abwärmemenge zu erhöhen.
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Die
vorliegende Erfindung kann zudem auf ein Kraftmaschinensystem zum
Steuern einer Dieselkraftmaschine angewendet werden. In diesem Fall hat
jeder Abwärmemengeneinstellabschnitt entweder eine Funktion
zum Steuern der Ventilöffnungs-/Schließzeitgebung
(spätes Öffnen oder frühzeitiges Öffnen)
des Auslassventils, eine Funktion zum Steuern der Ventilöffnungs-/Schließzeitgebung (spätes Öffnen
oder frühzeitiges Öffnen) des Einlassventils,
eine Funktion zum Einbringen einer externen Abgasrückführung,
eine Funktion zum Steuern des Ladedrucks eines Turboladers und eine
Funktion zum Steuern der Strömungsrate des Kühlwassers des
Ladeluftkühlers.
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Die
Wärmeverwendungsnachfrage kann, im Unterschied zur Innenraumheiznachfrage
und der Katalysatoraufwärmnachfrage, eine Nachfrage zum Erhöhen
der Temperatur einer am Fahrzeug montierten Komponente, etwa einer
Fahrzeugbatterie beinhalten. Beispielsweise kann dann, wenn eine
Hochspannungsbatterie an einem Fahrzeug als Kraftquelle eines Fahrzeugsbetriebsmotors
montiert ist, die Wärmeverwendungsnachfrage eine Batterieaufwärmnachfrage
sein, um die Hochspannungsbatterie über einer vorbestimmten
Temperatur zu halten, so dass die Hochspannungsbatterie die elektrische Leistung
stabil zuführen kann. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug
bei einer niedrigen Außenlufttemperatur fährt
oder wenn das Fahrzeug in der Nacht oder während des Winters
fährt, tritt eine Nachfrage zum Erhöhen der Batterietemperatur
als die Wärmeverwendungsnachfrage ein und die Abwärmesteuerung wird
unter Verwendung zumindest einer der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
durchgeführt, um dieser Nachfrage nachzukommen.
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Die
vorstehend erläuterten und bevorzugten Ausführungsbeispiele
sind beispielhaft für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung,
die ausschließlich durch die nachstehend beiliegenden Patentansprüche
beschrieben ist. Es ist so zu verstehen, dass Modifikationen der
bevorzugten Ausführungsbeispiele so vorgenommen werden
können, wie sie dem Fachmann geläufig sind.
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Das
Abwärmesteuergerät wird in einem Wärmewiedergewinnungssystem
zum Wiedergewinnen und Wiederverwenden einer Abwärme einer
Kraftmaschine verwendet. Das Abwärmesteuergerät weist
eine Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten auf,
die zum Erhöhen einer Abwärmemenge der Kraftmaschine
aktiviert werden, sowie einen Steuerabschnitt, der die Abwärmesteuerung
in Übereinstimmung mit einer Wärmeverwendungsnachfrage
durchführt, um die Abwärmemenge der Kraftmaschine
durch Aktivieren zumindest eines der Vielzahl von Abwärmemengeneinstellabschnitten
zu erhöhen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2009-90901 [0001]
- - JP 11-324746 [0004]