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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 20. Oktober 2014 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0142064 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Kaltstarts eines Fahrzeuges mit Dieselmotor, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Kaltstarts eines Fahrzeuges mit Dieselmotor, die eine Verbrennungsverzögerung, eine Verbrennungsphase, eine Latentwärme eines Kraftstoffes und eine Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung in Abhängigkeit von dem Verbrennungszustand berechnen und den Verbrennungszustand des Dieselmotors durch Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffeinspritzzeit basierend auf den berechneten Parametern optimieren.
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Im Allgemeinen sind Motoren entsprechend dem Zündungstyp in einen Funkenzündungstyp und einen Kompressionszündungstyp klassifiziert. Ein Motor des Funkenzündungstyps komprimiert ein Luftgemisch und zündet das Luftgemisch durch einen elektrischen Funken. Zum Beispiel ist ein Benzinmotor ein Motor des Funkenzündungstyps. Andererseits komprimiert ein Motor des Kompressionszündungstyps nur Luft und spritzt Kraftstoff in die Luft ein, wenn die Luft eine hohe Temperatur hat, so dass der Motor eine spontane Verbrennung auslöst. Zum Beispiel ist ein Dieselmotor ein Motor des Kompressionszündungstyps.
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Der Dieselmotor verbrennt aufgrund von Kompression und Zündung, so dass es im Vergleich zu dem Benzinmotor nachteilig ist, den Dieselmotor im Falle einer niedrigen Außentemperatur zu starten. Wenn die Außentemperatur niedrig ist, ist eine Leerlaufdrehzahl des Dieselmotors während des Starts instabil, so dass eine Dampfblasenerscheinung des Motors auftreten kann und ein unvollständig verbranntes Gas übermäßig erzeugt werden kann, bis eine Kühlmitteltemperatur auf eine konstante Temperatur ansteigt.
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Wenn eine Motordrehzahl höher als oder gleich wie eine vorbestimmte Drehzahl ist, nachdem ein Anlasser einen Motor gedreht hat und ein Luftgemisch in einer Brennkammer des Motors explodiert ist, bestimmt eine Motorsteuereinrichtung (ECU) bei einem Dieselmotor, dass der Motor stabil gestartet ist. Daher steuert die ECU eine Kraftstoffmenge, die in den Motor eingespritzt wird, um die Motordrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn der Motor in einen Leerlaufbereich eintritt.
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Bei dem herkömmlichen Verfahren und System zur Motorsteuerung werden optimale Werte von Motorsteuerparametern logisch eingegeben, um den Motor unter einer Raumtemperaturbedingung zu steuern, während Motorentwickler Daten in Bezug auf einen Motorstartversuch analysieren, um optimale Werte unter einer Niedrigtemperaturbedingung des Motors zu untersuchen und zu verwenden. Daher steigen bei dem herkömmlichen Verfahren und System zur Motorsteuerung die Zeit und die Kosten für die Entwicklung, da viele Versuche für jede Temperatur- und Luftdruckbedingung durchgeführt werden. Außerdem kann aufgrund der Herabsetzung von Hardware eines Motorsystems das Leistungsvermögen des Motors verschlechtert werden.
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Mit der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Kaltstarts eines Fahrzeuges mit Dieselmotor geschaffen, die eine Verbrennungsverzögerung, eine Verbrennungsphase, eine Latentwärme eines Kraftstoffes und eine Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung in Abhängigkeit von dem Verbrennungszustand bestimmen und den Verbrennungszustand des Dieselmotors durch Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffeinspritzzeit basierend auf den bestimmten Parametern optimieren.
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Nach einem Aspekt der Erfindung kann ein Verfahren zur Steuerung eines Kaltstarts eines Fahrzeuges mit Dieselmotor aufweisen: Bestimmen, ob eine Kaltstartbedingung erfüllt ist, durch Erfassen von Daten zur Steuerung eines Dieselmotors, mittels einer Steuereinrichtung, Bestimmen eines durch Verbrennung erzeugten Drehmoments zum Starten des Dieselmotors, wenn die Kaltstartbedingung erfüllt ist, mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Verbrennungsverzögerung und einer Verbrennungsphase basierend auf dem durch die Verbrennung erzeugten Drehmoment zum Starten des Dieselmotors und den erfassten Daten mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Haupteinspritzzeit entsprechend der bestimmten Verbrennungsverzögerung und Verbrennungsphase mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Latentwärme von Kraftstoff basierend auf dem durch Verbrennung erzeugten Drehmoment zum Starten des Dieselmotors und den erfassten Daten mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Steuereinspritzmenge entsprechend der bestimmten Latentwärme des Kraftstoffes mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung basierend auf dem durch die Verbrennung erzeugten Drehmoment zum Starten des Dieselmotors und den erfassten Daten mittels der Steuereinrichtung, Bestimmen einer Haupteinspritzmenge entsprechend der bestimmten Gesamtmenge von Wärme mittels der Steuereinrichtung, und Steuern eines Betriebs eines Injektors basierend auf der Haupteinspritzzeit, der Steuereinspritzmenge und der Haupteinspritzmenge mittels der Steuereinrichtung.
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Die Daten können eine Kühlmitteltemperatur und eine Ansaugtemperatur umfassen.
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Die Kaltstartbedingung kann erfüllt sein, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist oder die Ansaugtemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist.
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Die Haupteinspritzzeit kann vorgerückt werden, wenn die bestimmte Verbrennungsverzögerung größer als ein Referenzwert ist.
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Die Haupteinspritzzeit kann vorgerückt werden, wenn die bestimmte Verbrennungsphase größer als ein Referenzwert ist.
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Die Steuereinspritzmenge kann verringert werden, wenn die bestimmte Latentwärme von Kraftstoff größer als ein Referenzwert ist.
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Die Haupteinspritzmenge kann erhöht werden, wenn die Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung kleiner als ein Referenzwert ist.
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Das durch Verbrennung erzeugte Drehmoment zum Starten des Dieselmotors kann auf der Basis eines Motorabtriebsdrehmoments und eines Motorstartdrehmoments bestimmt werden.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kaltstarts eines Fahrzeuges mit Dieselmotor aufweisen: einen Datendetektor, der Daten zur Steuerung des Kaltstarts eines Dieselmotors erfasst, eine Steuereinrichtung, die durch Empfangen der Daten von dem Datendetektor bestimmt, ob eine Kaltstartbedingung erfüllt ist, und einen Betrieb eines Injektors steuert, wenn die Kaltstartbedingung erfüllt ist, und einen Injektor, der eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzzeit basierend auf einem von der Steuereinrichtung übertragenen Signal einstellt, wobei die Steuereinrichtung durch Bestimmen einer Verbrennungsverzögerung, einer Verbrennungsphase, einer Latentwärme von Kraftstoff und einer Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung eine Haupteinspritzzeit, eine Steuereinspritzmenge und eine Haupteinspritzmenge bestimmt.
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Der Datendetektor kann einen Kühlmitteltemperatursensor, einen Ansauglufttemperatursensor und einen Verbrennungsdrucksensor aufweisen.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie bestimmt, dass die Kaltstartbedingung erfüllt ist, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist oder die Ansaugtemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie ein durch Verbrennung erzeugtes Drehmoment zum Starten des Dieselmotors bestimmt und die Verbrennungsverzögerung, die Verbrennungsphase, die Latentwärme von Kraftstoff und die Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung basierend auf dem bestimmten Drehmoment bestimmt.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Haupteinspritzzeit entsprechend der Verbrennungsverzögerung und der Verbrennungsphase bestimmt.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Haupteinspritzzeit vorrückt, wenn die Verbrennungsverzögerung größer als ein Referenzwert ist.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Haupteinspritzzeit vorrückt, wenn die Verbrennungsphase größer als ein Referenzwert ist.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Steuereinspritzmenge entsprechend der Latentwärme von Kraftstoff bestimmt.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Steuereinspritzmenge verringert, wenn die bestimmte Latentwärme von Kraftstoff größer als ein Referenzwert ist.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Haupteinspritzmenge entsprechend der Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung bestimmt.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie die Haupteinspritzmenge erhöht, wenn die Gesamtmenge von Wärme durch Verbrennung kleiner als ein Referenzwert ist.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie das durch Verbrennung erzeugte Drehmoment zum Starten des Dieselmotors basierend auf einem Motorabtriebsdrehmoment und einem Motorstartdrehmoment bestimmt.
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Wie oben beschrieben, werden gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzzeit und eine Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend einem Verbrennungsdrucksignal eines Motorzylinders gesteuert, so dass die Startfähigkeit des Fahrzeuges mit Dieselmotor im Falle eines Kaltstarts verbessert werden kann.
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Darüber hinaus ist es möglich, den Dieselmotor im optimierten Verbrennungszustand zu starten, so dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges mit Dieselmotor verbessert werden kann.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockschema einer Vorrichtung zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
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2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Datendetektor 10, eine Steuereinrichtung 20 und einen Injektor 30 auf.
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Der Datendetektor 10 weist einen Motordrehzahlsensor 11, einen Kühlmitteltemperatursensor 12, einen Ansauglufttemperatursensor 13 und einen Verbrennungsdrucksensor 14 auf.
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Der Motordrehzahlsensor 11 kann eine Änderung der Motordrehzahl entsprechend einem Fahrzustand des Fahrzeuges erfassen. Der Motordrehzahlsensor 11 kann ein Kurbelwellenwinkelsensor oder ein Nockenwellenwinkelsensor sein, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Der Kühlmitteltemperatursensor 12 kann eine Änderung der Temperatur des Kühlmittels entsprechend einem Betriebszustand des Motors erfassen.
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Der Ansauglufttemperatursensor 13 kann eine Temperatur von Luft erfassen, die einem Ansaugkrümmer zugeführt wird.
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Der Verbrennungsdrucksensor 14 kann einen Verbrennungsdruck der Motorzylinder entsprechend einem Verbrennungszustand erfassen.
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Die Steuereinrichtung 20 bestimmt durch Empfangen der Daten von dem Datendetektor 10, ob eine Kaltstartbedingung erfüllt ist, bestimmt eine Verbrennungsverzögerung, eine Verbrennungsphase, eine Latentwärme des Kraftstoffes und eine Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung, wenn die Kaltstartbedingung erfüllt ist, und bestimmt eine Haupteinspritzzeit, eine Steuereinspritzmenge und eine Haupteinspritzmenge basierend auf der bestimmten Verbrennungsverzögerung, der Verbrennungsphase, der Latentwärme des Kraftstoffes und der Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung.
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Die Steuereinrichtung 20 kann bestimmen, dass die Kaltstartbedingung erfüllt ist, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist oder die Ansaugtemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist.
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Die Steuereinrichtung 20 kann die Haupteinspritzzeit entsprechend der Verbrennungsverzögerung und der Verbrennungsphase bestimmen. Die Steuereinrichtung 20 kann die Haupteinspritzzeit vorrücken, wenn die Verbrennungsverzögerung erhöht ist oder die Verbrennungsphase erhöht ist.
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Die Steuereinrichtung 20 kann die Steuereinspritzmenge entsprechend der Latentwärme des Kraftstoffes bestimmen. Die Steuereinrichtung 20 kann die Steuereinspritzmenge verringern, wenn die Latentwärme des Kraftstoffes erhöht ist.
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Die Steuereinrichtung 20 kann die Haupteinspritzmenge entsprechend der Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung bestimmen. Die Steuereinrichtung 20 kann die Haupteinspritzmenge erhöhen, wenn die Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung verringert ist.
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Wie oben beschrieben, kann die Steuereinrichtung 20 einen Betrieb des Injektors 30 durch Bestimmen der Haupteinspritzzeit, der Steuereinspritzmenge und der Haupteinspritzmenge entsprechend der Verbrennungsverzögerung, der Verbrennungsphase, der Latentwärme des Kraftstoffes und der Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung steuern.
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Zu diesen Zwecken kann die Steuereinrichtung 20 als wenigstens ein Prozessor realisiert werden, der von einem vorbestimmten Programm betrieben wird, und das vorbestimmte Programm kann programmiert werden, um jeden Schritt eines Verfahrens zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung durchzuführen.
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Der Injektor 30, welcher eine Kraftstoffeinspritzdüse ist, die mit einem Solenoidventil ausgestattet ist, spritzt Kraftstoff durch Öffnen des Solenoidventils, wenn ein Strom durch das Solenoidventil fließt, entsprechend einem von der Steuereinrichtung 20 ausgegebenen Kraftstoffeinspritzsignal ein.
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Der Injektor 30 stellt eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzzeit entsprechend der Haupteinspritzzeit, der Steuereinspritzmenge und der Haupteinspritzmenge, die von der Steuereinrichtung 20 bestimmt werden, ein. Dementsprechend kann der Verbrennungszustand des Motors optimiert werden.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 2 ein Verfahren zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, beginnt ein Verfahren zur Steuerung eines Kaltstarts eines Dieselmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in Schritt S10 mit dem Erfassen von Daten zur Steuerung des Dieselmotors.
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Wenn in Schritt S10 die Daten erfasst sind, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S20, ob eine Kaltstartbedingung erfüllt ist.
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Die Kaltstartbedingung kann erfüllt sein, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist oder die Ansaugtemperatur kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur ist.
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Wenn in Schritt S20 die Kaltstartbedingung erfüllt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S30 ein durch Verbrennung erzeugtes Drehmoment zum Starten des Dieselmotors.
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Das durch Verbrennung erzeugte Drehmoment zum Starten des Dieselmotors kann auf der Basis eines Motorabtriebsdrehmoments und eines Motorstartdrehmoments bestimmt werden. Hierin kann das Motorstartdrehmoment in Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur geändert werden.
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Wenn in Schritt S30 das durch Verbrennung erzeugte Drehmoment zum Starten des Dieselmotors bestimmt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S40 eine Verbrennungsverzögerung und eine Verbrennungsphase basierend auf dem durch Verbrennung erzeugten Drehmoment.
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Die Verbrennungsverzögerung kann ein Zeitintervall vom Einspritzen von Kraftstoff durch den Injektor 30 bis zur Erzeugung der Verbrennung bedeuten. Außerdem kann die Verbrennungsphase, die 50% verbrannten Massenanteil (MFB50) darstellt, einen Punkt von 50% Erzeugungsmenge von Gesamtwärmeenergie bedeuten, die von einem verbrannten Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt wird.
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Wenn in Schritt S40 die Verbrennungsverzögerung und die Verbrennungsphase bestimmt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S50 eine Haupteinspritzzeit entsprechend der Verbrennungsverzögerung und der Verbrennungsphase.
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Wenn die Verbrennungsverzögerung größer als ein Referenzwert ist, bedeutet dies, dass die Verbrennung spät beginnt, so dass die Steuereinrichtung 20 die Haupteinspritzzeit vorrücken kann.
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Wenn die Verbrennungsphase größer als ein Referenzwert ist, bedeutet dies, dass die Verbrennungsphase verzögert ist, so dass die Steuereinrichtung 20 die Haupteinspritzzeit vorrücken kann.
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Die Steuereinrichtung 20 bestimmt in Schritt S60 eine Latentwärme des Kraftstoffes basierend auf dem durch Verbrennung erzeugten Drehmoment zum Starten des Dieselmotors.
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Die Latentwärme des Kraftstoffes kann eine Wärmemenge bedeuten, die erzeugt wird, wenn in den Motorzylinder eingespritzter Kraftstoff atomisiert wird.
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Wenn in Schritt S60 die Latentwärme des Kraftstoffes bestimmt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S70 eine Steuereinspritzmenge entsprechend der Latentwärme des Kraftstoffes.
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Wenn die Latentwärme des Kraftstoffes größer als ein Referenzwert ist, kann die Verbrennung durch die Latentwärme des Kraftstoffes negativ beeinflusst werden, so dass die Latentwärme des Kraftstoffes begrenzt werden sollte. Daher kann die Steuereinrichtung 20 die Steuereinspritzmenge verringern, wenn die Latentwärme des Kraftstoffes größer als der Referenzwert ist.
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Außerdem bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S80 eine Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung basierend auf dem durch Verbrennung erzeugten Drehmoment zum Starten des Dieselmotors.
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Wenn in Schritt S80 die Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung bestimmt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20 in Schritt S90 eine Haupteinspritzmenge entsprechend der Gesamtmenge der Wärme.
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Wenn die bestimmte Gesamtmenge der Wärme durch Verbrennung kleiner als ein Referenzwert ist, kann die Steuereinrichtung 20 die Haupteinspritzmenge erhöhen, um ein Ziel der Gesamtmenge der Wärme beizubehalten.
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Danach steuert die Steuereinrichtung 20 in Schritt S100 einen Betrieb des Injektors 30 basierend auf der Haupteinspritzzeit, der Steuereinspritzmenge und der Haupteinspritzmenge.
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Wie oben beschrieben, werden gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzzeit und eine Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend einem Verbrennungsdrucksignal eines Motorzylinders gesteuert, so dass die Startfähigkeit des Fahrzeuges mit Dieselmotor im Falle eines Kaltstarts verbessert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0142064 [0001]
