-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren eines Dieselfahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Drosselklappen-Steuerungsverfahren, welches eine plötzliche Bewegung eines Fahrzeugs verhindern und das Geräusch eines Fahrzeugs verbessern kann, wenn dieses beginnt, sich zu bewegen.
-
Beschreibung bezogener Technik
-
Im Allgemeinen erzeugt ein Dieselmotor sehr viele Geräusche und Vibrationen verglichen mit einem Benzinmotor, so dass es nicht dem Bedarf eines Verbrauchers für ein leises Fahrzeug erfüllt, wobei die lauten Geräusche und die Vibrationen die Hauptfaktoren sind, die die Produktqualität des Dieselfahrzeugs verschlechtern. Ein Dieselmotor produziert ein hohes Drehmoment in einem zweckmäßigen Drehzahlbereich und erreicht eine hohe Treibstoffeffizienz verglichen mit einem Benzinmotor, so dass es Vorzüge gibt, wie die relativ preiswerten Treibstoffkosten, doch die lauten Geräusche und Vibrationen werden erzeugt von einem hohen Verdichtungsverhältnis und einem maximalen Zylinderexplosionsdruck. Eine Höhe des Explosionsdrucks und eine Verbrennungsdruckanstiegsneigung während einer Verbrennung, strukturelle Stärke und Steifigkeit und ein Kraftübertragungsweg eines Fahrzeugs werden gemeinsam in Betracht gezogen, um die Geräusche und Vibrationen des Dieselmotors zu verbessern, wobei bekannt ist, dass es wirksam ist, den Verbrennungsdruck zu steuern, welcher eine Ursache der Geräusche/Vibrationen ist, ohne einen Anstieg von Kosten und Gewicht.
-
Aus der
DE 27 50 537 A1 ist ein Verfahren zum Vermindern des Verbrennungsgeräuschs von Dieselmotoren im Leerlauf bekannt, wobei ein Steuergerät auf ein von einem Drehzahlmessgerät geliefertes Drehzahlsignal und ein von einem Temperaturmessgerät geliefertes Temperaturmesssignal anspricht und ein Signal an einen Antrieb sendet, infolgedessen der Antrieb ein Kegelventil öffnet und eine Drosselklappe etwas schließt.
-
Die Information, die in diesem Hintergrundabschnitt bereitgestellt wird, dient nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds dieser Erfindung und sollte nicht so interpretiert werden, als würde hiermit anerkannt oder vorgeschlagen, dass diese Information den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellt.
-
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
-
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, zum Steuern einer Leerlaufdrosselklappe eines Dieselfahrzeugs ein Verfahren bereitzustellen, welches die Vorteile aufweist, Leerlaufgeräusch und Vibration eines Dieselfahrzeugs zu verbessern, indem ein maximaler Verbrennungsdruck und eine Druckanstiegsneigung reduziert werden, wenn eine auf einem Modell basierende Luftmenge gesteuert wird durch eine Drosselklappensteuerung.
-
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Leerlaufdrosselklappen-Steuerungsverfahren eines Dieselfahrzeugs aufweisen einen ersten Schritt des Ermittelns, ob eine Leerlauf-Eingangsbedingung des Fahrzeugs erfüllt ist, einen zweiten Schritt des Steuerns einer Drosselklappe anhand eines Luftmengenkennfelds und des Steuerns eines Abgasrückführungs- (AGR)-Ventils anhand eines AGR-Kennfelds, wenn der erste Schritt erfüllt ist, einen dritten Schritt des Ermittelns, ob eine Leerlauf-Lösen-Bedingung erfüllt ist während des zweiten Schritts, und einen vierten Schritt des Ermittelns, ob eine AGR-Rückkehr-Bedingung erfüllt ist, wenn die Leerlauf-Lösen-Bedingung erfüllt ist im dritten Schritt, wobei die Leerlauf-Eingangsbedingung aufweist das Ermitteln, ob eine Leerlaufbedingung erfüllt ist, das Ermitteln, ob eine Umgebungsbedingung erfüllt ist, und das Ermitteln, ob eine Funktionsverbesserungsbedingung erfüllt ist.
-
Die Leerlaufbedingung ist durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motorgeschwindigkeit und eine Gaspedalbetriebsbedingung bestimmt.
-
Die Leerlaufbedingung ist erfüllt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich 0 ist, die Motorgeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und das Gaspedal nicht betätigt wird.
-
Die Umgebungsbedingung ist bestimmt durch eine Außentemperatur, eine Kühlmitteltemperatur und eine Temperatur einer Auslassseite in einem Zwischenkühler.
-
Die Umgebungsbedingung ist erfüllt, wenn die Außentemperatur zwischen einem vorbestimmten Maximalwert und einem vorbestimmten Minimalwert liegt, die Kühlmitteltemperatur höher ist als ein Temperaturwert in einem voll aufgewärmten Zustand, und die Temperatur der Auslassseite in dem Zwischenkühler zwischen einem vorbestimmten Maximalwert und einem vorbestimmten Minimalwert liegt.
-
Die Funktionsverbesserungsbedingung ist durch eine Schaltstufe, ein Bremssignal und eine Turbinengeschwindigkeit bestimmt.
-
Die Funktionsverbesserungsbedingung ist erfüllt, wenn die Schaltstufe N oder P ist, eine Bremse betätigt wird und die Turbinengeschwindigkeit zwischen einem vorbestimmten Maximalwert und einem vorbestimmten Minimalwert liegt.
-
Eine Öffnungsrate der Drosselklappe ist gesteuert von einer vorbestimmten Zielluftmenge und eine Öffnungsrate des AGR-Ventils ist gesteuert von einer vorbestimmten AGR-Rate, wenn der erste Schritt erfüllt ist.
-
Die Leerlauf-Lösen-Bedingung kann aufweisen eine Bedingung, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird oder ein Gaspedal betätigt wird.
-
Die AGR-Rückkehr-Bedingung ist durch einen Schubbetrieb oder einen Gangwechselzustand bestimmt.
-
Das Leerlaufdrosselklappen-Steuerungsverfahren kann ferner aufweisen das Ausgleichen eines Treibstoffeinspritzungsfaktor-Kennfelds als ein Steuerfaktor, der das Geräusch beeinflusst, wenn die Drosselklappe gesteuert wird.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Freiheit, das AGR-Verhältnis so weit zu ändern, wie ein Benutzer Treibstoffverbrauch, Abgas und Geräusche optimieren möchte.
-
Die AGR-Rate wird auch in einen Normalzustand zurückgeführt in einem Gangwechsel-Zustand oder einem Schubbetriebs-Zustand, so dass abrupte Bewegung und Geräusche des Fahrzeugs reduziert sind, wobei die abrupte Bewegung während des Betriebs der Drosselklappe und des AGR-Ventils erzeugt werden.
-
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorzüge, welche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, bzw. genauer erläutert werden. Zusammen mit der „Detaillierten Beschreibung“ dienen sie der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Flussdiagramm für das Steuern einer Drosselklappe in einem Leerlaufzustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine Eingangsbedingung in einen Leerlaufzustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine Graphik, welche die Effekte der Geräuschreduzierung in einem Leerlaufzustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist eine Graphik, welche einen Verbrennungsraumdruck misst vor und nach der Steuerung einer Drosselklappe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabsgerecht sind, und dass sie eine etwas vereinfachte Darstellung der Eigenschaften bilden, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Spezifische Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie z.B. spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise auch durch die geplante Nutzung und Anwendungsumgebung bestimmt.
-
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche oder ähnliche Teile der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispiele werden durch die beigefügten Zeichnungen und den Text unten erläutert. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungen erläutert wird, wird damit in keiner Weise die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Sondern die Erfindung soll abgesehen von den als Beispiel angeführten Ausführungsformen auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen abdecken, insofern innerhalb des von den Ansprüchen definierten Schutzumfangs liegend.
-
Hierin wird im Folgenden, mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die vorliegende Erfindung beschrieben, so dass der Fachmann in der Lage ist, die Erfindung auszuführen.
-
1 ist ein Flussdiagramm für das Steuern einer Drosselklappe in einem Leerlaufzustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei wenn eine Luftmenge, basierend auf einem Modell, gesteuert wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Leerlaufdrosselklappe eines Dieselfahrzeugs: ermittelt, ob eine Leerlaufbedingung erfüllt ist oder nicht während des Betriebs, steuert eine Drosselklappe und ein AGR-Ventil unter Verwendung eines Luftmengen-Kennfelds und eines AGR-Kennfelds, wenn die Eingangsbedingung erfüllt ist, und steuert das AGR-Ventil nicht, wenn die Leerlauf-Löse-Bedingung erfüllt ist während des Steuerns und ermittelt, ob eine AGR-Rückkehr-Bedingung erfüllt ist, um das AGR-Ventil zu steuern, nachdem die AGR-Kennfeld-Rückkehr-Bedingung erfüllt ist, so dass eine plötzliche Bewegung eines Fahrzeugs, die verursacht wird durch Ändern der Öffnungsrate des AGR-Ventils, reduziert wird, und ein Frühes-Stadium-Startgeräusch, welches verursacht wird durch das Einschränken der AGR-Nutzung, kann verbessert werden.
-
Zuerst wird ermittelt, ob eine Leerlauf-Eingangsbedingung erfüllt ist S110, wobei die Leerlauf-Eingangsbedingung bestimmt wird durch einen Leerlaufbedingungs-Bestimmer 100, welcher eine Leerlauf-Eingangsbedingung ermittelt durch Prüfen der Leerlaufbedingung, einen Umgebungsbedingungs-Bestimmer 200, welcher eine Umgebungsbedingung ermittelt, und einen Funktionsbedingungs-Bestimmer 300 zum Verbessern einer Funktion. Wenn die Leerlauf-Eingangsbedingung erfüllt ist durch die Bestimmer, wird ein Drosselklappenschalter 400 betätigt.
-
Wie in 2 dargestellt, nutzt der Leerlaufbedingungs-Bestimmer 100 eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motorgeschwindigkeit, ein Gaspedalsignal, usw., wobei festgelegt ist, dass ein Fahrzeug sich in einem Leerlaufzustand befindet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, eine Motorgeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, oder ein Gaspedalsignal 0% ist. Der vorbestimmte Wert kennzeichnet eine Leerlaufdrehzahl des Motors gemäß dem Motorzustand.
-
Der Umgebungsbedingungs-Bestimmer 200 verwendet eine Außentemperatur, eine Kühlertemperatur, eine Temperatur einer Auslassseite eines Zwischenkühlers, usw., wobei die Außentemperatur zwischen einem vorbestimmten Minimalwert und einem vorbestimmten Maximalwert liegt, die Temperatur der Auslassseite des Zwischenkühlers zwischen einem vorbestimmten Minimalwert und einem vorbestimmten Maximalwert liegt, und die Kühlwassertemperatur höher ist als eine Temperatur, bei welcher der Motor in einem voll aufgewärmten Zustand ist.
-
Der Funktionsbedingungs-Bestimmer 300 nutzt eine Schaltstufe, eine Bremsbetätigungsbedingung, eine Turbinengeschwindigkeit, usw., wobei festgelegt ist, dass eine Funktion verbessert werden kann, wenn die Schaltstufe N oder P ist, die Bremse betätigt wird, oder die Turbinengeschwindigkeit zwischen einem vorbestimmten Minimalwert und einem vorbestimmten Maximalwert liegt. Mit anderen Worten wird die verzögerte Abfahrt des Fahrzeugs verhindert, und der Nebeneffekt wegen eines abrupten Wechsels der Öffnungsrate der Klappe wird verhindert, wobei die verzögerte Abfahrt oder der Nebeneffekt erzeugt werden während des Eingangs in die Drosselklappensteuerung und während des Lösens von der Drosselklappensteuerung.
-
Wenn die obigen Eingangsbedingungen erfüllt sind, wird die Drosselklappensteuerung gestartet S120. Bei diesem Vorgang werden eine Öffnungsrate der Drosselklappe und eine Öffnungsrate des AGR-Ventils gesteuert, und damit eine vorbestimmte Zielluftmenge und eine vorbestimmte AGR-Rate.
-
Während die Drosselklappe gesteuert wird während der obigen Leerlauf-Eingangsbedingung, wenn eine Leerlauf-Lösen-Bedingung erfüllt ist S130, wird die Leerlaufsteuerung gelöst, um zu einer normalen Zielluftmenge (normales Kennfeld) zurückzukehren. Die Lösen-Bedingung weist eine Bedingung auf, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst oder das Gaspedal betätigt wird.
-
Wenn die Lösen-Bedingung erfüllt ist, oder die Beschleunigungsabsicht eines Fahrers erfasst wird, z.B. dass das Bremspedal nicht betätigt wird (AUS) oder das Gaspedal betätigt wird, wird die Drosselklappe augenblicklich geöffnet S140. Wenn jedoch das AGR-Ventil, welches während der Drosselklappensteuerung geschlossen war, geöffnet wird, kann die Luftmenge nicht sanft gesteuert werden, so dass das Fahrzeug abrupt bewegt werden kann, was Unbehagen erzeugt. Dementsprechend behält das AGR-Ventil seinen geschlossenen Zustand bei, und die Drosselklappe wird augenblicklich geöffnet, und es wird ermittelt, ob eine Rückkehr-Bedingung zu einem AGR-Kennfeld erfüllt ist oder nicht S160. Die Rückkehr-Bedingung weist einen Schubbetrieb-Zustand oder einen Gangwechsel-Zustand auf.
-
Hierin ist im Folgenden ein Betriebsverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Zuerst wird ein Betriebszustand eines Motors erfasst, um die Drosselklappe und das AGR-Ventil zu steuern, und ein Modellwert wird berechnet. Die Betriebszustände weisen auf die Motorgeschwindigkeit, die Luftmenge, die Temperatur der Ansaugluft, den Ladedruck, die Öffnungsrate einer Drosselklappenöffnung, und die Öffnungsrate des AGR-Ventils.
-
Die berechneten Modellwerte sind die Öffnungsrate einer Drosselklappe und die Öffnungsrate eines AGR-Ventils.
-
Die Öffnungsrate der Drosselklappe und die Öffnungsrate eines AGR-Ventils werden jeweils gesteuert anhand des Zielluftmengenkennfelds und des AGR-Kennfelds, wobei das Kennfeld durch einen Nutzer bestimmt sein kann, und die Öffnungsrate des AGR-Ventils wird gesteuert durch eine Änderung des AGR-Kennfelds.
-
Die Leerlauf-Eingangsbestimmung ist bestimmt durch die Betriebszustände, wobei, wenn die Motorgeschwindigkeit kleiner ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl, der Drosselklappenschalter 400 betätigt wird in einer Leerlaufbedingung, und das AGR-Kennfeld, die Zielluftmenge und die min/max-Öffnungsrade der Drosselklappe werden zu einem neuen Kennfeld umgeschaltet durch die Leerlaufbedingung, um die Drosselklappe zu steuern. In diesem Moment des Umschaltens ist die Drosselklappe geschlossen.
-
Das AGR-Kennfeld bestimmt einen AGR-Betrag, der zu verwenden ist während der Drosselklappensteuerung, und wenn der AGR-Betrag durch einen Nutzer festgesetzt wird, 20% der gesamten Luftmenge zu betragen, wird die Öffnungsrate des AGR-Ventils bestimmt, um die Zielluftmenge zu erreichen, wobei der AGR-Betrag zwischen 0% und 20% liegt. Wie oben beschrieben entscheidet der Nutzer frei über die Spanne des Betrags der AGR-Nutzung, und die Spanne des Betrags der AGR-Nutzung kann als ein Anpassungsparameter hinzugefügt werden, wenn die ECU (das elektronische Motorsteuergerät, für Englisch „electronic control unit“) abgestimmt wird, um Treibstoffverbrauch, Elektromotor und Geräusche während der Drosselklappensteuerung zu optimieren.
-
Das AGR-Gas wurde üblicherweise nicht genutzt, um das Geräuschmerkmal während der Drosselklappensteuerung zu verbessern, aber das AGR-Gas wird teilweise verwendet, um den Treibstoffverbrauch und die Abgasqualität zu optimieren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Der max/min-Wert der Öffnungsrate der Drosselklappe und die Zielluftmenge werden zu einem ursprünglichen Kennfeld zurückgeführt, wenn die Drosselklappensteuerung gelöst wird. Die AGR-Rate jedoch behält ihren Frühstadiums-Wert der Fahrzeugbewegung bei, selbst wenn die Drosselklappensteuerung gelöst wird.
-
Wenn anschließend die Drosselklappen-Lösen-Bedingung erfüllt ist oder eine Beschleunigungsabsicht eines Fahrers erfasst wird, wird die Drosselklappe vollständig geöffnet, um eine Luftmenge anzubieten, die für ein Fahren nötig ist. Das AGR-Ventil behält jedoch seinen geschlossenen Zustand bei, so dass die abrupte Bewegung bei einer frühen Phase der Fahrzeugbewegung reduziert ist.
-
Wenn danach die AGR-Kennfeld-Rückkehrbedingung erfüllt ist durch einen Schubbetrieb-Zustand, wird das AGR-Ventil geöffnet. Wenn das AGR-Ventil betrieben wird in Abhängigkeit von der AGR-Kennfeld-Rückkehr-Bedingung, wird das AGR-Ventil kontinuierlich betrieben in Abhängigkeit von dem Fahrzustand. Die AGR-Kennfeld-Rückkehrbedingung macht einen Unterschied zwischen dem Rückkehrzeitpunkt der Drosselklappe und des AGR-Ventils, wenn die Drosselklappensteuerungs-Lösen-Bedingung erfüllt ist und ein Fahrer das Fahrzeug beschleunigt, um eine abrupte Bewegung des Fahrzeugs zu verhindern, welche erzeugt werden kann, wenn die Drosselklappe und das AGR-Ventil gleichzeitig betätigt werden, und benutzt das AGR-Ventil-Steuerungsverfahren nur, um den Luftbetrag zu steuern, um sicher in einen nicht-Leerlauf-Zustand zurückzukehren.
-
Mit anderen Worten, wenn während die Drosselklappe geschlossen ist durch Steuerung der Drosselklappe in einer Leerlaufbedingung die Beschleunigungsabsicht erfasst wird durch Lösen des Bremspedals und Betätigung des Gaspedals, wird die Drosselklappe augenblicklich geöffnet, doch das AGR-Ventil geschlossen für eine vorbestimmte Zeit.
-
Wenn in obiger Beschreibung die AGR-Lösen-Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Leerlauf-Drosselklappen-Steuerungszustand beibehalten.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleicht auch ein Einspritzkoeffizienten-Kennfeld aus, wenn die Drosselklappensteuerung gesteuert wird, um die Drosselklappensteuerung zu optimieren, und kann ein Ausgleichs-Kennfeld bereitstellen, welches Steuerfaktoren aufweist wie einen Zeitpunkt einer Haupteinspritzung, Voreinspritzungsintervall, Einspritzdruck (Rail-Druck) usw., welche Treibstoffverbrauch, Abgas und Geräusch beeinflussen.
-
3 ist eine Graphik, welche die Wirkungen der Reduzierung von Geräuschen in einem Leerlaufzustand gemäß einer beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, (a) von 3 zeigt die Geräuschverbesserung in einer N-Schaltstufe und (b) von 3 zeigt die Geräuschverbesserung in einer D-Schaltstufe.
-
Wie bei „A“ und „B“ von 3 gezeigt, gibt es eine Verbesserung um 4dB in der N-Schaltstufe und eine Verbesserung um 6dB in der D-Schaltstufe.
-
4 ist eine Graphik, welche Brennkammerdrücke misst vor und nach dem Steuern einer Drosselklappe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zeigt einen Fall von vor der Verbesserung (a) und nach der Verbesserung (b) in der N-Schaltstufe und zeigt einen Fall von vor der Verbesserung (c) und nach der Verbesserung (d) in der D-Schaltstufe. Wie in (b) und (d) von 4 beschrieben sind der Maximaldruck und die Druckanstiegsneigung verändert im Vergleich zu der Bedingung vor der Verbesserung.
-
In der N-Schaltstufe ist der Maximaldruck reduziert von 46,2 bar auf 33,0 bar, und eine Druckanstiegsneigung (dp/dθ) ist reduziert von 2,0 auf 1,5. Auch in der D-Schaltstufe ist der Maximaldruck reduziert von 48,0 bar auf 33,7 bar, und die Druckanstiegsneigung ist reduziert von 2,1 auf 1,4.
-
Wie oben beschrieben werden der maximale Verbrennungsdruck und die Druckanstiegsneigung reduziert durch die Drosselklappensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, so dass das Geräusch und die Vibration eines Dieselfahrzeugs in einem Leerlaufzustand verbessert werden.
