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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für ein Motorensystem, das die Entstehung eines Pumpgeräusches in einem Motorensystem unterdrückt, das mit einem Turbolader ausgestattet ist, sowie auf ein Fahrzeug mit einer solchen Steuerung für ein Motorensystem.
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Ein Turbolader wird in einem Motorensystem verwendet, um die Fluidität von Ansaugluft zu steigern und dadurch die Beschleunigungsleistung sowie die Verbrennungseffizienz, d.h. die Kraftstoffeffizienz, zu verbessern. Auch ermöglicht das Vorsehen einer variablen Düse, die die Strömungspassagenfläche von Abgas variiert, in einer Abgasströmungspassage einer Turbine in dem Turbolader das Erzielen eines hohen Ladedrucks selbst dann, wenn das Abgas eine niedrige Strömungsrate aufweist.
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Andererseits kann ein Pumpgeräusch entstehen, wenn ein Gaspedal nach einem Aufladevorgang plötzlich freigegeben wird. Zum Angehen einer derartigen Entstehung von Pumpgeräusch offenbaren die ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungen
JP 2011-056 743 A ,
JP 2009-156 197 A und
JP 2009-281 144 A jeweils eine Technik, die einen Vorgang zum Unterdrücken der Entstehung des Pumpgeräusches ausführt.
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Ferner offenbart die Druckschrift
DE 10 2013 014 722 Al ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, wobei das Fahrzeug einen Turbolader mit einem Verdichter und einer Turbine aufweist. Ferner wird in der Druckschrift
US 4 594 668 A ein elektronisches Steuergerät offenbart, das zur Erzeugung von Steuer-, Diagnose- und Fehlersignalen für einen Dieselmotor mit einem Turbolader und einer Einspritzpumpe ausgestaltet ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In Abhängigkeit von einem Fahrzustand eines Fahrzeugs kann die Ausführung eines Vorgangs zum Unterdrücken der Entstehung eines Pumpgeräusches beliebige Leistungseigenschaften eines Fahrzeugs beeinflussen, wie z.B., jedoch nicht ausschließlich, die Leistungseigenschaften, die mit dem Abgas in Verbindung stehen. Auch variieren spezielle Bedingungen, unter denen das Pumpgeräusch entsteht, in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs und einem Betriebszustand eines Motors.
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Aus diesem Grund bestehen Bedenken, dass dieser Vorgang unnötig auch in einer Situation ausgeführt werden kann, in der die Entstehung von Pumpgeräuschen unwahrscheinlich ist, oder dass der Vorgang möglicherweise auch in einer Situation nicht ausgeführt wird, in der das Auftreten von Pumpgeräuschen wahrscheinlich ist.
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Es ist wünschenswert, eine Steuerung für ein Motorensystem bereitzustellen, mit der sich die Entstehung von Pumpgeräuschen wirksam unterdrücken lässt, während ein Einfluss auf jegliche Leistungseigenschaften eines Fahrzeugs vermieden wird, sowie ein Fahrzeug bereitzustellen, das eine solche Steuerung für ein Motoren-system aufweist.
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Gemäß der Erfindung wird eine Steuerung für ein Motorensystem gemäß Patentanspruch 1 angegeben, während vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuerung in den Unteransprüchen angegeben sind. Ferner wird gemäß der Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuerung gemäß Patentanspruch 8 angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuerung für ein Motorensystem angegeben. Das Motorensystem ist in einem Fahrzeug angebracht und weist einen Motor und einen Turbolader auf. Der Motor beinhaltet eine Brennkammer, und der Turbolader beinhaltet eine Turbine, einen Verdichter und eine variable Düse.
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Die Turbine steht in Verbindung mit der Brennkammer und wird durch von der Brennkammer abgegebenes Abgas rotationsmäßig bewegt, der Verdichter wird in integraler Weise mit der Turbine rotationsmäßig bewegt und beaufschlagt Ansaugluft mit Druck, um der Brennkammer druckbeaufschlagte Ansaugluft zuzuführen, und die variable Düse ist in einer Abgasströmungspassage der Turbine vorgesehen und variiert die Strömungspassagenfläche des Abgases.
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Die Steuerung für das Motorensystem weist Folgendes auf: eine Fahrzustands-Identifikationseinrichtung, die einen Fahrzustand des Fahrzeugs aus einer Vielzahl von Fahrzuständen identifiziert; eine Pump-Bestimmungseinrichtung, die auf der Basis des identifizierten Fahrzustands des Fahrzeugs sowie eines Betriebszustands des Motors feststellt, ob eine Pumpbedingung als eine Bedingung erfüllt ist, unter der ein Pumpgeräusch generiert wird; sowie eine variable Düsensteuerung, die auf der Basis des identifizierten Fahrzustands des Fahrzeugs und des Betriebszustands des Motors ein Öffnungsausmaß der variablen Düse in Richtung einer Öffnung derselben ändert, wenn von der Pump-Bestimmungseinrichtung festgestellt wird, dass die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung kann einen Parameter, der einen Betriebszustand des Motors angibt, mit einem vorbestimmten Wert vergleichen, um festzustellen, ob die Pumpbedingung erfüllt ist, und der vorbestimmte Wert kann voneinander verschiedene Werte besitzen, die in Abhängigkeit von den jeweiligen Fahrzuständen des Fahrzeugs vorgegeben werden können.
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Die Fahrzustände des Fahrzeugs können zumindest einen Gangwechselzustand und einen Ausrollzustand beinhalten.
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Ferner können die Fahrzustände des Fahrzeugs ein Hochdrehen des Motors beinhalten.
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Die Parameter, die den Betriebszustand des Motors angeben, können einen Druck eines Ansaugkrümmers, der mit der Brennkammer in Verbindung stehen kann, sowie eine Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate eines Einspritzers beinhalten, der einen Kraftstoff in die Brennkammer einspritzen kann, und die Pump-Bestimmungseinrichtung kann die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung erfüllt ist, wenn der Druck des Ansaugkrümmers gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Druck ist und die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate gleich einer oder größer als eine vorbestimmte Änderungsrate ist.
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Der vorbestimmte Druck kann voneinander verschiedene Werte aufweisen, die in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors vorgegeben werden können.
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Die vorbestimmte Änderungsrate kann voneinander verschiedene Werte aufweisen, die in Abhängigkeit von dem Druck des Ansaugkrümmers vorgegeben werden können.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Motorensystems;
- 2 eine Pumpregion in einen Verdichter-Kennfeld;
- 3A, 3B Darstellungen eines Ansaugleitung-Schwellenwerts bzw. eines Kraftstoffschwellenwerts;
- 4A, 4B jeweilige Darstellungen eines Öffnungsausmaßes einer variablen Düse bei der Feststellung, dass eine Pumpbedingung erfüllt ist;
- 5 eine Darstellung eines Öffnungsausmaßes einer Drosselklappe;
- 6 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Prozessablaufes eines Verfahrens zum Unterdrücken eines Pumpgeräusches.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele und Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei erwähnt, dass Größen, Materialien, spezielle Werte sowie jegliche weitere Faktoren, die in den jeweiligen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, lediglich der Erläuterung für ein einfacheres Verständnis der Erfindung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen, wenn dies nicht speziell ausgeführt ist.
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In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Elemente mit im Wesentlichen der gleichen Funktion und Konfiguration mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. Ferner sind Elemente, die nicht in direkter Beziehung zu der Erfindung stehen, in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Motorensystem 100
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1 veranschaulicht eine schematische Konfiguration eines Motorensystems 100. An dieser Stelle erfolgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf einen Vierzylinder-Dieselmotor mit Direkteinspritzung als nicht einschränkendes Beispiel eines Motors 108, wie er in 1 dargestellt ist, wobei die Strömung eines Fluids jeweils durch einen weißen Pfeil veranschaulicht ist. Der Motor 108 kann z.B. in einem Fahrzeug angebracht sein und dem Fahrzeug Antriebskraft zuführen.
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Der Motor 108 kann einen Zylinderblock 110, einen Zylinderkopf 112 und einen Kolben 116 aufweisen. Der Zylinderkopf 112 kann an einem oberen Bereich des Zylinderblocks 110 vorgesehen sein. Der Kolben 110 kann durch eine Pleuelstange 114 derart gelagert sein, dass er im Inneren des Zylinderblocks 110 verschiebbar ist. Ein Raum, der von dem Zylinderblock 110, dem Zylinderkopf 112 und einer oberen Oberfläche des Kolbens 116 umgeben ist, kann eine Brennkammer 118 bilden.
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Ein Ansaugkrümmer 120 und ein Abgaskrümmer 122 können an dem Zylinderkopf 112 jeweils derart vorgesehen ein, dass sie mit der Brennkammer 118 in Verbindung stehen. Ein Einlassventil 124 kann ein vorderes Ende aufweisen, das sich zwischen dem Ansaugkrümmer 120 und der Brennkammer 118 befindet, und das andere Ende desselben kann mit einem Einlassventil-Nocken 126 in Kontakt stehen. Eine Rotationsbewegung des Einlassventil-Nockens 126 kann die Verbindung zwischen dem Ansaugkrümmer 120 und der Brennkammer 118 öffnen und schließen.
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Ein Auslassventil 128 kann ein vorderes Ende aufweisen, das sich zwischen dem Abgaskrümmer 122 und der Brennkammer 118 befindet, und das andere Ende desselben kann mit einem Auslassventil-Nocken 130 in Kontakt stehen. Eine Rotationsbewegung des Auslassventil-Nockens 130 kann die Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer 122 und der Brennkammer 118 öffnen und schließen.
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Ein Einspritzer (ein Kraftstoff-Einspritzventil) 132 kann an dem Zylinderkopf 112 derart vorgesehen sein, dass sich ein vorderes Ende desselben im Inneren der Brennkammer 118 befindet, wobei der Einspritzer 132 Kraftstoff in die Brennkammer 118 einspritzen kann. Die Brennkammer 118 kann als Ergebnis eines Kontakts des von dem Einspritzer 132 eingespritzten Kraftstoffs mit durch den Kolben 116 verdichteter und erwärmter Luft eine spontane Zündung hervorrufen, um dadurch den Kolben 116 in hin und her gehender Weise zu bewegen. Die hin und her gehende Bewegung des Kolbens 116 wird durch die Pleuelstange 114 in eine rotationsmäßige Bewegung einer Kurbelwelle 134 umgewandelt.
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Luft, die einen Luftreiniger bzw. Luftfilter 136 durchlaufen hat und durch einen Verdichter 138a eines Turboladers 138 verdichtet worden ist, kann durch einen Zwischenkühler 140 abgekühlt werden, woraufhin die abgekühlte Luft von einem Ansaugrohr 142 in den Ansaugkrümmer 120 strömen kann und dadurch der Brennkammer 118 des Motors 108 zugeführt werden kann. Eine Drosselklappe 144 kann in dem Ansaugrohr 142 vorgesehen sein und kann eine Strömungspassagenbreite, d.h. ein Öffnungsausmaß, des Ansaugrohr 142 einstellen, um eine Strömungsrate der Ansaugluft zu steuern.
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Ein Abgasrohr 146 kann mit dem Abgaskrümmer 122 in Verbindung stehen. Abgas, das durch das Abgasrohr 146 strömt, kann die mit dem Abgasrohr 146 gekoppelte Turbine 138b des Turboladers 138 rotationsmäßig bewegen, woraufhin das Abgas durch eine einen Katalysator enthaltende katalytische Einheit 148 nach außen ausgestoßen werden kann.
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Der Verdichter 138a dreht sich in integraler Weise mit der Turbine 138b in dem Turbolader 138. Eine solche Rotationsbewegung des Verdichters 138a führt zur Druckbeaufschlagung der Ansaugluft, so dass der Brennkammer 118 des Motors 108 Ladeluft zugeführt werden kann. Der in dieser Weise ausgebildete Turbolader 138 steigert die Fluidität der Ansaugluft, so dass sich die Beschleunigungsleistung und die Verbrennungseffizienz, d.h. die Kraftstoffeffizienz, verbessern lassen.
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Weiterhin verwendet die Ausführungsform einen Turbo mit variabler Düse (VNT) als Turbolader 138. Somit variiert eine in einer Abgasströmungspassage in einem Gehäuse der Turbine 138b vorgesehene variable Düse 138c die Strömungspassagenfläche, d.h. ein Öffnungsausmaß, des Abgases zum Einstellen eines Ladedrucks.
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Eine Abgasrückführungs- (EGR-) Strömungspassage 150 kann einen Teil des Abgasrohrs 146 stromaufwärts von der Turbine 138b mit einem Teil des Ansaugrohrs 142 stromabwärts von der Drosselklappe 144 in Verbindung bringen. Die Abgasrückführungs-Strömungspassage 150 kann mit einem Abgasrückführungs-Kühler 152 versehen sein, der eine Rückführung des von dem Abgasrückführungs-Kühler 152 abgekühlten Abgases in die Brennkammer 118 zusammen mit der durch den Zwischenkühler 140 abgekühlten Ansaugluft ermöglicht.
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Ein Abgasrückführungs-Ventil 154 kann in der Abgasrückführungs-Strömungspassage 150 vorgesehen sein und die Strömungspassagenbreite der Abgasrückführungs-Strömungspassage 150 einstellen, um die Strömungsrate des in die Brennkammer 118 zurückzuführenden Abgases zu steuern. Ein Zuführen des Abgases zu der Brennkammer 118 zusammen mit der Ansaugluft vermindert eine Sauerstoffkonzentration und verringert dadurch eine Verbrennungstemperatur des Kraftstoffs, so dass die Entstehung von Stickoxiden (NOx) oder anderen Oxiden unterdrückt werden kann.
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Ein Ansaugkrümmer-Drucksensor 160 kann einen Druck des Ansaugkrümmers 120 detektieren (wobei dieser im Folgenden auch einfach als „Ansaugkrümmerdruck“ bezeichnet wird). Ein Kurbelwinkelsensor 162 kann einen Kurbelwinkel der Kurbelwelle 134 detektieren. Ein Schaltpositionssensor 164 kann eine Schaltposition eines Getriebes detektieren, zu dem eine Ausgangsleistung des Motors 108 übertragen wird. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 166 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs detektieren.
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Ein Antriebswellen-Drehzahlsensor 168 kann die Drehzahl einer Antriebswelle des Fahrzeugs detektieren. Diese Sensoren können jeweils mit einer Motorensteuereinheit (ECU) 170 gekoppelt sein und können jeweils ein einen Detektionswert angebendes Signal an die Motorensteuereinheit 170 abgeben.
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Bei der Motorensteuereinheit 170 kann es sich um einen Mikrocomputer handeln, der in nicht ausschließlicher Weise solche Einrichtungen, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen ROM, in dem Programme usw. gespeichert sind, sowie einen RAM, der als Arbeitsbereich dient, aufweisen kann und der den Motor 108 als Ganzes insgesamt steuern kann. Die Motorensteuereinheit 170 kann mit dem Einspritzer 132, der variablen Düse 138c und der Drosselklappe 144 gekoppelt sein und kann diesen jeweils ein Befehlssignal zuführen.
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Die Motorensteuereinheit 170 kann auch die Funktionen eines Signalempfängers 180, einer Kraftstoffsteuerung 182, einer variablen Düsensteuerung 184, einer Drosselklappensteuerung 186, einer Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 und einer Pump-Bestimmungseinrichtung 190 ausüben. Diese Funktionseinheiten werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
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Der Signalempfänger 180 kann die Signale ermitteln, die die jeweiligen Detektionswerte angeben, die von dem Ansaugkrümmer-Drucksensor 160, dem Kurbelwinkelsensor 162, dem Schaltpositionssensor 164, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 166 und dem Antriebswellen-Drehzahlsensor 168 ermittelt worden sind. Der Signalempfänger 180 kann auch die Drehzahl des Motors 108 auf der Basis eines Signals ableiten, das den von dem Kurbelwinkelsensor 162 ermittelten Kurbelwinkel angibt.
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Die Kraftstoffsteuerung 182 kann den Kraftstoff auf der Basis eines Gaspedal-Öffnungsausmaßes (d.h. eines Ausmaßes des Niederdrückens eines Gaspedals) sowie in Bezug auf ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Kennfeld einspritzen. Die Kraftstoffsteuerung 182 kann den Kraftstoff in einer dem Gaspedal-Öffnungsausmaß entsprechenden Menge (d.h. in einer Einspritzperiode) in einer vorbestimmten, dem Kurbelwinkel entsprechenden Phase, z.B. in einem vorbestimmten Winkel nach einer Bewegung des Kolbens 116 von dem unteren Totpunkt bei der Verdichtung einspritzen.
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Ferner kann die Kraftstoffsteuerung 182 auf der Basis einer Differenz bei der Einspritzmenge des Kraftstoffs pro Zeiteinheit eine Änderungsrate in der Einspritzmenge, d.h. eine Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate ableiten. In Verbindung mit einem derartigen Einspritzen des Kraftstoffs kann das Einlassventil 124 beim Ansaugvorgang nach einer Bewegung des Kolbens 116 von dem oberen Totpunkt geöffnet werden sowie nach einer Bewegung des Kolbens 116 von dem unteren Totpunkt geschlossen werden, und zwar in Reaktion auf die Rotationsbewegung des Einlassventil-Nockens 126.
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Das Auslassventil 128 kann beim Auslassvorgang nach einer Bewegung des Kolbens 116 von dem unteren Totpunkt geöffnet werden und kann nach einer Bewegung des Kolbens 116 von dem oberen Totpunkt geschlossen werden, und zwar in Reaktion auf die Rotationsbewegung des Auslassventil-Nockens 130.
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Die variable Düsensteuerung 184 kann das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c einstellen, um die Strömungspassagenfläche des Abgases zu variieren, und kann dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des in ein Turbinenrad einzuleitenden Abgases steuern. Eine solche Konfiguration, die die variable Düse 138c und die variable Düsensteuerung 184 beinhaltet, ermöglicht eine Steigerung einer jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit der Turbine 138b und des Verdichters 138a unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Abgasrohr 146. Dies ermöglicht wiederum eine Steigerung eines Drucks an einem Ausgang des Verdichters 138a, d.h. es ermöglicht eine Erhöhung des Drucks (oder eines Ansaugdrucks) der in die Brennkammer 118 einzuleitenden Ansaugluft.
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Die Drosselklappensteuerung 186 kann das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 einstellen, um die Strömungsrate der Ansaugluft zu steuern. Im Hinblick auf einen Dieselmotor, der nicht unbedingt eine Einstellung eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses benötigt, kann die Drosselklappensteuerung 184 die Drosselklappe 144 normalerweise in einem geöffneten Zustand halten.
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Jedoch kann die Drosselklappensteuerung 186 die Drosselklappe 144 auf ein Öffnungsausmaß verengen, das auf der Drehzahl des Motors 108 basiert, um die Temperatur des Abgases in einer Situation zu erhöhen, in der eine Verbrennung und Regeneration von Partikeln in einem Dieselpartikelfilter (DPF) ausgeführt werden sollen oder eine NOx-Menge reduziert werden soll, indem die Strömungsrate in der Abgasrückführungs-Strömungspassage 150 unmittelbar nach dem Starten des Motors 108 reduziert werden soll.
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2 veranschaulicht eine Pumpregion in einem Verdichterkennfeld, wobei die horizontale Achse eine Strömungsrate in dem Verdichter 138a veranschaulicht und die vertikale Achse ein Druckverhältnis des Drucks an dem Auslass zu einem Druck an einem Einlass des Verdichters 138a veranschaulicht. Bei dem Motorensystem 100 ermöglicht eine Verengung der variablen Düse 138c eine Steigerung des Drucks an dem Auslass des Verdichters 138a, d.h. des Verhältnisses des Drucks an dem Auslass zu dem Druck an dem Einlass des Verdichters 138a, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Abgasrohr 146 niedrig ist, wie dies vorstehend beschrieben worden ist.
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Wenn dagegen das Gaspedal-Öffnungsausmaß vermindert wird, während die variable Düse 138c immer noch verengt ist, d.h. während das Druckverhältnis des Verdichters 138a immer noch hoch ist, nimmt die Strömungsrate der den Verdichter 138a durchlaufenden Ansaugluft in signifikanter Weise ab, wie dies in 2 durch einen durchgehenden Pfeil dargestellt ist, der in die Pumpregion in dem Verdichterkennfeld hineinfällt, wie dies in 2 schraffiert dargestellt ist. Mit anderen Worten heißt dies, dass leicht ein Pumpgeräusch als Kompromiss für die Beibehaltung der Beschleunigungsleistung und der Verbrennungseffizienz durch Verengung der variablen Düse 138c generiert werden kann.
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Es gibt auch einige Fälle, in denen die Drosselklappe 144 bei der Regeneration des Dieselpartikelfilters oder beim Starten des Motors 108 verengt werden kann, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, wobei dies bedeutet, dass die Strömungsrate der den Verdichter 138a durchlaufenden Ansaugluft noch weiter sinkt. Eine derartige Situation erleichtert ein Eintreten in den Pumpbereich in dem Verdichterkennfeld und erschwert auch ein Entkommen aus der Pumpregion.
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Zum Angehen dieser Problematik beinhaltet die Ausführungsform das Identifizieren eines aktuellen Fahrzustands eines Fahrzeugs, in dem das Motorensystem 100 angebracht ist, sowie die Feststellung, ob eine Möglichkeit für das Entstehen des Pumpgeräusches hoch ist, auf der Basis des Fahrzustands des Fahrzeugs (der im Folgenden einfach als „Fahrzeug-Fahrzustand“ bezeichnet wird) und eines Betriebszustands des Motors 108 (der im Folgenden einfach als „Motorbetriebszustand“ bezeichnet wird).
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Bei der Feststellung, dass die Möglichkeit für das Entstehen des Pumpgeräusches hoch ist, beinhaltet die Ausführungsform das Ausführen eines Vorgangs zum Unterdrücken der Entstehung des Pumpgeräusches. Dadurch lässt sich die Entstehung von Pumpgeräuschen unterdrücken, wie dies in 2 durch einen gestrichelten Pfeil veranschaulicht ist, während die Beschleunigungsleistung und die Verbrennungseffizienz mittels des Turboladers 138, insbesondere durch die variable Düse 138c desselben, verbessert werden. Nachfolgend wird eine ausführliche Beschreibung einer Feststellung einer Pumpbedingung als Bedingung, unter der das Pumpgeräusch generiert wird, sowie des Vorgangs zum Unterdrücken der Entstehung von Pumpgeräuschen angegeben, der im Anschluss daran ausgeführt werden kann.
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Die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 identifiziert den aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand aus einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Fahrzeug-Fahrzuständen. Vorliegend wird die Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein nicht einschränkendes Beispiel beschrieben, bei dem die Fahrzeug-Fahrzustände vier Fahrzeug-Fahrzustände beinhalten, die jeweils ihre entsprechenden Fahrzeug-Fahrbedingungen erfüllen.
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Bei den vier Fahrzeug-Fahrzuständen kann es sich in einer nicht einschränkenden Aufzählung z.B. um einen hochdrehenden Zustand, einen Gangwechselzustand, einen Ausrollzustand und einen nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand handeln, die jeweils ihre entsprechenden Fahrzeug-Fahrbedingungen erfüllen, nämlich eine Hochdrehbedingung, eine Gangwechselbedingung, eine Ausrollbedingung sowie eine nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Bedingung.
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Der hochdrehende Zustand kann äquivalent zu einem sogenannten Hochjagen bzw. Aufheulen des Motors 108 sein und kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die Hochdrehbedingung erfüllt ist. Beispielsweise kann es sich bei der Hochdrehbedingung um eine Bedingung handeln, bei der sich die Schaltposition des Getriebes in einer neutralen Position befindet und das Fahrzeug gestoppt ist (d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit nahezu gleich Null beträgt (Fahrzeuggeschwindigkeit-≈ 0)). Die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 kann auf der Basis von Ausgangssignalen des Schaltpositionssensors 164 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 166 feststellen, ob es sich bei dem Fahrzeug-Fahrzustand um den hochdrehenden Zustand handelt.
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Bei dem Gangwechselzustand kann es sich um einen Zustand handeln, in dem die Schaltposition geändert wird. Der Gangwechselzustand kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die Gangwechselbedingung erfüllt ist, wobei es sich z.B. um eine Bedingung handeln kann, bei der sich die Schaltposition des Getriebes in der neutralen Position befindet und das Fahrzeug in Fahrt ist (d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit ist nicht gleich Null (Fahrzeuggeschwindigkeit ≠ 0)). Die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 kann auf der Basis der Ausgangssignale des Schaltpositionssensors 164 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 166 feststellen, ob es sich bei dem Fahrzeug-Fahrzustand um den Gangwechselzustand handelt.
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Der Ausrollzustand kann äquivalent zu einer sogenannten Trägheitsbewegung sein und kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die Ausrollbedingung erfüllt ist. Beispielsweise kann es sich bei der Ausrollbedingung um eine Bedingung handeln, bei der eine Überbrückungskupplung eingerückt ist, wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe (AT) handelt, das in nicht einschränkender Weise ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT) beinhaltet, oder um eine Bedingung, bei der die Schaltposition des Getriebes in einer beliebigen anderen Position als der neutralen Position ist (wie z.B. einer Vorwärts-Position und einer Rückwärts-Position), wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit manuellem Getriebe (MT) handelt.
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Die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 kann auf der Basis von in der Motorensteuereinheit 170 gespeicherter Fahrzeuginformation (wie z.B. Information, ob es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe oder ein Fahrzeug mit manuellem Getriebe handelt) sowie auf der Basis des Ausgangssignals des Schaltpositionssensors 164 feststellen, ob es sich bei dem Fahrzeug-Fahrzustand um den Ausrollzustand handelt.
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Der nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Zustand kann auf der Annahme eines sogenannten Blockier- bzw. Stopp-Zustands basieren und kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Bedingung erfüllt ist. Der Stopp-Zustand kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem ein Gaspedal durchgedrückt ist und gleichzeitig ein Bremspedal gedrückt ist und somit die Drehzahl eines Motors bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe hoch ist.
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Beispielsweise kann es sich bei der nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Bedingung um eine Bedingung handeln, in der das Fahrzeug ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe ist, die Überbrückungskupplung nicht überbrückend bzw. nicht eingerückt ist und es sich bei der Schaltposition des Getriebes um eine beliebige andere Position als die neutrale Position handelt.
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Die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 kann auf der Basis der in der Motorensteuereinheit 170 gespeicherten Fahrzeuginformation (die Information darüber beinhaltet, ob es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe oder um ein Fahrzeug mit manuellem Getriebe handelt), des Ausgangssignals des Schaltpositionssensors 164, der von dem Signalempfänger 180 abgeleiteten Drehzahl des Motors 108 sowie des Ausgangssignals des Antriebswellen-Drehzahlsensors 168 feststellen, ob es sich bei dem Fahrzeug-Fahrzustand um den nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand handelt.
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Eine Bestimmung, ob sich die Überbrückungskupplung im überbrückenden bzw. eingerückten Zustand befindet, kann auf der Basis davon erfolgen, ob eine Differenz zwischen der Drehzahl des Motors 108 und der von dem Antriebswellen-Drehzahlsensor 168 ermittelten Drehzahl der Antriebswelle (d.h. der Drehzahl der Antriebswelle, die stromabwärts von der Überbrückungskupplung vorgesehen ist) Null beträgt oder gleich der oder geringer als die vorbestimmte Drehzahl ist.
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Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Bedingung kann die Feststellung, ob es sich bei dem Fahrzeug-Fahrzustand um den nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand handelt, unter Berücksichtigung der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 166 ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Betätigungszustand des Bremspedals erfolgen. Mit anderen Worten, der Fahrzeug-Fahrzustand kann als der nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Zustand festgestellt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null beträgt und zusätzlich zu der Erfüllung der vorstehend beschriebenen Bedingung das Bremspedal niedergedrückt ist.
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Bei Erfüllung von einer der Fahrzeug-Fahrbedingungen, d.h. der Hochdrehbedingung, der Gangwechselbedingung, der Ausrollbedingung und der nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Bedingung, kann die Fahrzustands-Identifikationsvorrichtung 188 feststellen, dass es sich bei dem aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand um den Fahrzeug-Fahrzustand handelt, der der einen erfüllten Bedingung der Fahrzeug-Fahrbedingungen entspricht. Wenn die Fahrzeug-Fahrbedingungen nicht erfüllt sind, kann die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 die Feststellung treffen, dass es sich bei dem aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand um einen beliebigen anderen Fahrzeug-Fahrzustand handelt.
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 stellt auf der Basis des von der Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 identifizierten Fahrzeug-Fahrzustands sowie des Motorbetriebszustands fest, ob die Pumpbedingung als eine Bedingung, unter der ein Pumpgeräusch generiert wird, d.h. unter der die Möglichkeit der Entstehung von Pumpgeräuschen hoch ist, erfüllt ist. Die Ausführungsform kann einen Ansaugkrümmerdruck sowie die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate als nicht einschränkende Parameter beinhalten, die den Motorbetriebszustand angeben.
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Der Ansaugkrümmerdruck kann eine Last des Motors 108 angegeben. Die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate kann ein Änderungsausmaß bei der Betätigung des Gaspedals angeben und kann hoch werden, wenn das Gaspedal plötzlich freigegeben wird. Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 kann die den Motorbetriebszustand angebenden Parameter mit ihren jeweiligen vorbestimmten Werten vergleichen, um festzustellen, ob die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Insbesondere kann die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 den Ansaugkrümmerdruck und die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate mit ihren jeweiligen Schwellenwerten vergleichen (d.h. einem Ansaugkrümmerdruckschwellenwert und einem Kraftstoffschwellenwert) und kann die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung erfüllt ist, wenn der Ansaugkrümmerdruck gleich dem oder größer als der Ansaugkrümmerdruckschwellenwert (d.h. ein vorbestimmter Druck) ist und die durch einen Absolutwert dargestellte Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate gleich dem oder größer als der Kraftstoffschwellenwert (d.h. gleich einer oder größer als eine vorbestimmte Änderungsrate ist, bei der sich die Kraftstoffeinspritzmenge in abnehmender Weise ändert). Die Schwellenwerte, d.h. der Ansaugkrümmerdruckschwellenwert und der Kraftstoffschwellenwert können den jeweiligen Fahrzeug-Fahrzuständen entsprechend vorgesehen sein.
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Es sei erwähnt, dass die Bedingung, unter der Pumpgeräusche generiert werden, in Abhängigkeit von den jeweiligen Fahrzeug-Fahrzuständen variiert. Somit können die Ansaugkrümmerdruckschwellenwerte als jeweilige Werte vorgegeben werden, die sich in Abhängigkeit von den Fahrzeug-Fahrzuständen voneinander unterscheiden. Gleichermaßen können die Kraftstoffschwellenwerte als jeweilige Werte vorgegeben werden, die sich in Abhängigkeit von den Fahrzeug-Fahrzuständen voneinander unterscheiden. Darüber hinaus können die Ansaugkrümmerdruckschwellenwerte nach Maßgabe der Drehzahl des Motors 108 in Abhängigkeit von den Fahrzeug-Fahrzuständen unterschiedlich sein, und die Kraftstoffschwellenwerte können in Abhängigkeit von dem Ansaugkrümmerdruck unterschiedlich sein.
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Die 3A und 3B veranschaulichen den Ansaugkrümmer-Schwellenwert bzw. den Kraftstoffschwellenwert, wobei die horizontale Achse und die vertikale Achse in 3A die Drehzahl des Motors 108 bzw. den Ansaugkrümmer-Schwellenwert darstellen und die horizontale Achse sowie die vertikale Achse in 3B den Ansaugkrümmerdruck bzw. den Kraftstoffschwellenwert darstellen. In 3A und 3B sind der hochdrehende Zustand, der Gangwechselzustand, der Ausrollzustand sowie der nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Zustand in einer durchgezogenen Linie, einer unterbrochenen Linie, einer jeweils durch einen einzelnen Punkt unterbrochenen Linie bzw. einer jeweils durch zwei Punkte unterbrochenen Linie dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 3A kann der Ansaugkrümmer-Schwellenwert entsprechend einem jeweiligen der Fahrzeug-Fahrzustände vorgesehen sein. Für den Gangwechselzustand und den Ausrollzustand aus der Vielzahl der Fahrzeug-Fahrzustände können die jeweiligen Ansaugkrümmer-Schwellenwerte derselben jeweils in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 108 variiert werden.
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Der Gangwechselzustand und der Ausrollzustand beinhalten beide einen in Fahrt befindlichen Zustand des Fahrzeugs und führen somit wahrscheinlicher zu dem Auftreten eines Einflusses auf das Abgas, wie dies auf den später noch beschriebenen Prozess der Unterdrückung der Entstehung von Pumpgeräuschen zurückzuführen ist, als im Vergleich zu dem hochdrehenden Zustand und dem nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand, die in einer Situation vorhanden sind, in der das Fahrzeug gestoppt ist.
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Auch werden Straßengeräusche oder beliebige andere Geräusche generiert, wenn das Fahrzeug in Fahrt ist, so dass es schwierig wird, Pumpgeräusche im Vergleich zu der Situation zu hören, in der das Fahrzeug gestoppt ist. Aus diesem Grund können die Ansaugkrümmer-Schwellenwerte für den Gangwechselzustand und den Ausrollzustand höher vorgegeben werden als für den hochdrehenden Zustand und den nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand, wie dies in 3A dargestellt ist, um ein Erfüllen der Pumpbedingung zu erschweren sowie einen geringeren Einfluss auf das Abgas zu nehmen.
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Im Vergleich zu dem Gangwechselzustand ist der Ausrollzustand langsam hinsichtlich der Verminderung der Strömungsrate der Ansaugluft, die den Verdichter 138a pro Zeiteinheit durchläuft, bei Freigabe des Gaspedals, so dass es somit schwierig wird, dass diese in die Pumpregion fällt. Somit kann der Ansaugkrümmer-Schwellenwert für den Ausrollzustand höher vorgegeben werden als für den Gangwechselzustand.
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Unter Bezugnahme auf 3B kann der Kraftstoff-Schwellenwert entsprechend dem jeweiligen Fahrzeug-Fahrzustand vorgesehen werden. Ferner können die Kraftstoffschwellenwerte für die jeweiligen Fahrzeug-Fahrzustände jeweils in Abhängigkeit von dem Ansaugkrümmerdruck geändert werden. Insbesondere ist der Kraftstoffschwellenwert für den Gangwechselzustand, in dem die Entstehung des Pumpgeräusches am wahrscheinlichsten ist (insbesondere in dem Gangwechsel-zustand während einer Beschleunigung), niedriger vorgesehen als für jeglichen anderen Fahrzeug-Fahrzustand, so dass ein Erfüllen der Pumpbedingung erleichtert ist.
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 kann eine Extraktion von jeglichen Ansaugkrümmer-Schwellenwerten gemäß der Darstellung in 3A auf der Basis des aktuellen Fahrzeug-Fahrzustands und der Drehzahl des Motors 108 vornehmen sowie eine Extraktion von jeglichen Kraftstoffschwellenwerten gemäß der Darstellung in 3B auf der Basis des aktuellen Fahrzeug-Fahrzustands und des Ansaugkrümmerdrucks vornehmen.
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 kann die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung erfüllt ist, wenn der aktuelle Ansaugkrümmerdruck gleich dem oder größer als der extrahierte Ansaugkrümmer-Schwellenwert ist und die aktuelle Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate gleich dem oder größer als der extrahierte Kraftstoffschwellenwert ist. Eine derartige Konfiguration ermöglicht eine geeignete Bestimmung, ob die Pumpbedingung erfüllt ist, während ein Einfluss auf jegliche Leistungseigenschaften des Fahrzeugs, wie z.B., jedoch nicht ausschließ-lich, die Leistungseigenschaften in Bezug auf das Abgas, vermindert ist.
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Ferner können auch Hystereseeigenschaften bei der Bestimmung, ob die Pumpbedingung erfüllt ist, Anwendung finden. Beispielsweise kann die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung erfüllt ist, wenn der Ansaugkrümmerdruck gleich dem oder größer als der entsprechende Ansaugkrümmer-Schwellenwert ist und die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate gleich dem oder größer als der entsprechende Kraftstoffschwellenwert ist, wobei die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 die Feststellung treffen kann, dass die Pumpbedingung nicht mehr erfüllt ist, wenn der Ansaugkrümmerdruck oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate geringer wird als der entsprechende Schwellenwert desselben bzw. derselben.
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In dieser Hinsicht kann die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 davon absehen, unmittelbar die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung nicht mehr erfüllt ist, selbst wenn der Ansaugkrümmerdruck niedriger wird als der entsprechende Ansaugkrümmer-Schwellenwert oder selbst wenn die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate geringer wird als der entsprechende Kraftstoffschwellenwert.
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Sobald der Ansaugkrümmerdruck einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, der geringer ist als der entsprechende Ansaugkrümmer-Schwellenwert, oder sobald die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, der geringer ist als der entsprechende Kraftstoffschwellenwert, kann die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung nicht mehr erfüllt ist. Dadurch kann ein Auftreten von Klappern verhindert werden, das in einer Region in der Nähe des Ansaugkrümmer-Schwellenwerts oder in der Nähe des Kraftstoffschwellenwerts auftreten kann.
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Wenn die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 die Feststellung getroffen hat, dass die Pumpbedingung erfüllt ist, steuert die variable Düsensteuerung 184 das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c auf der Basis des aktuellen Fahrzeug-Fahrzustands und der Drehzahl des Motors 108 derart, dass dieses in einer Öffnungsrichtung, d.h. in einer Richtung, in der das Öffnungsausmaß erhöht wird, geändert wird.
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Wie vorstehend beschrieben, wird normalerweise die variable Düse 138c häufig durch die variable Düsensteuerung 184 verengt, um den Druck am Auslass des Verdichters 138a zu erhöhen, d.h. um die Beschleunigungsleistung zu steigern. Dabei vergrößert die variable Düsensteuerung 184 das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c, um die Entstehung von Pumpgeräuschen zu verhindern, wenn von der Pump-Bestimmungseinrichtung 190 festgestellt worden ist, dass die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Die 4A und 4B veranschaulichen jeweils das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c bei der Feststellung, dass die Pumpbedingung erfüllt ist. Wenn es sich bei dem aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand beispielsweise um den Gangwechselzustand oder den Ausrollzustand handelt, kann die variable Düsensteuerung 184 auf der Basis der Drehzahl des Motors 108, wie dies in 4A in gestrichelten Linien dargestellt ist, das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c von einem geschlossenen Zustand der variablen Düse 138c, wie dieser in 4A durch weiße Pfeile dargestellt ist, erhöhen.
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Wenn es sich bei dem aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand um den hochdrehenden Zustand oder den nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand handelt, kann die variable Düsensteuerung 184 unabhängig von der Drehzahl des Motors 108, wie diese in 4B in gestrichelten Linien dargestellt ist, das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c von dem geschlossenen Zustand der variablen Düse 138c erhöhen, wie dies in 4B durch weiße Pfeile dargestellt ist.
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Auch kann das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c in dem hochdrehenden Zustand oder dem nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand höher vorgegeben werden als das Öffnungsausmaß in dem Gangwechselzustand oder dem Ausrollzustand.
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Ein Grund dafür besteht darin, dass eine Einschränkung bei dem Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c in dem Gangwechselzustand oder dem Ausrollzustand, in denen das Fahrzeug in Fahrt ist, zu dem Zweck vorhanden sein kann, eine Verminderung der Fahreigenschaften zu vermeiden, während keine Einschränkung bei dem Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c (d.h. die variable Düse 138c kann vollständig geöffnet werden) in dem hochdrehenden Zustand oder dem nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand vorhanden sein kann, in denen von einem gestoppten Zustand des Fahrzeugs ausgegangen wird und somit eine Verminderung der Fahreigenschaften ohne Belang ist.
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Wie ferner in 4A und 4B dargestellt ist, kann das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c in Abhängigkeit von der äußeren Umgebung in Form von beliebigen voneinander verschiedenen Werten vorgegeben werden. Nicht einschränkende Beispiele für die äußere Umgebung können eine normale Umgebung sowie eine Umgebung in großer Höhe beinhalten, bei der es sich um Hochland handelt oder in der niedrige Temperaturen vorherrschen. Insbesondere kann das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c in der Umgebung auf großer Höhe größer vorgegeben werden als das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c in der normalen Umgebung.
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Dies berücksichtigt die Tatsache, dass eine Dichte der Luft im Hochland gering ist und daher die Drehzahl der Turbine 138b leicht zunimmt, und dass die Dichte bei niedriger Temperatur gering ist und somit ein im Zylinder vorhandener Druck leicht ansteigt. Beispielsweise kann die Motorensteuereinheit 170 eine Bestimmung dahingehend, ob es sich bei der äußeren Umgebung um eine Umgebung in großer Höhe handelt, auf der Basis eines Ausgangssignals eines nicht dargestellten Luftdrucksensors, eines Ausgangssignals eines nicht dargestellten Ansaugluft-Temperatursensors oder beiden davon vornehmen.
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 kann die Feststellung treffen, dass die Pumpbedingung nicht länger erfüllt ist, und zwar als Folge des Sinkens des Ansaugkrümmerdrucks oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate von einem Zustand, der von der Pump-Bestimmungseinrichtung 190 als die Pumpbedingung erfüllend festgestellt worden ist.
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Bei der Feststellung durch die Pump-Bestimmungseinrichtung 190, dass die Pumpbe-dingung nicht mehr erfüllt wird, kann die variable Düsensteuerung 184 das Öff-nungsausmaß der variablen Düse 138c derart steuern, dass sich dieses in einer Schließrichtung ändert, um dadurch das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c auf das Öffnungsausmaß zurückzuführen, das unmittelbar vor der Feststellung vorhanden war, dass die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Dabei kann das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c auf der Basis einer allmählich abnehmenden Kurve nach und nach variiert werden, die eine vorbestimmte Änderungsrate, d.h. einen Gradienten, beinhaltet, ohne das Öffnungsausmaß auf einmal zu ändern. Bei der allmählich abnehmenden Kurve kann es sich um eine Primärkurve oder um eine beliebige Kurve aus Kurven von mehreren Ordnungen handeln. Eine solche Konfiguration gestattet einen glatten Übergang zu einer normalen Steuerung und ermöglicht somit ein wirksames Unterdrücken der Entstehung von Pumpgeräuschen, was aus einer plötzlichen Veränderung bei dem Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c resultiert.
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Bei der Erfüllung der Pumpbedingung kann die Drosselklappensteuerung 186 das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf der Basis der Drehzahl des Motors 108 derart steuern, dass dieses in einer Öffnungsrichtung verändert wird. Die Drosselklappe 144 kann die Strömungspassagenbreite des Ansaugrohrs 142 einstellen, das mit der Brennkammer 118 in Verbindung stehen kann.
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Wie vorstehend beschrieben, gibt es einige Fälle, in denen die Drosselklappensteuerung 186 die Drosselklappe 144 auf das Öffnungsausmaß einstellen kann, das der Drehzahl des Motors 108 entspricht, um die Verbrennung und die Regeneration der Partikel in dem Dieselpartikelfilter durchzuführen und die Menge an NOx durch Erhöhen der Strömungsrate in der Abgasrückführungs-Strömungspassage 150 zu vermindern. Wenn die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 die Feststellung trifft, dass die Pumpbedingung in einer solchen Situation erfüllt ist, kann die Dros-selklappensteuerung 186 die Drosselklappe 144 derart steuern, dass diese in Öffnungsrichtung verändert wird, um die Entstehung von Pumpgeräuschen zu verhindern.
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5 veranschaulicht das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144. Beispielsweise selbst dann, wenn die Drosselklappe 144 relativ geschlossen ist, wie dies in 5 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, und zwar zum Zweck der Regeneration des Dieselpartikelfilters oder zum Steigern der Strömungsrate in der Abgasrückführungs-Strömungspassage 150, kann die Drosselklappensteuerung 186 auf der Basis der Drehzahl des Motors 108 das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 vergrößern, wie dies in 5 durch weiße Pfeile dargestellt ist, wenn festgestellt worden ist, dass die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Hierbei kann, wie bei einem Beispiel, wie dies in 4A und 4B dargestellt ist, das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf einen beliebigen von voneinander verschiedenen Werten eingestellt werden, und zwar in Abhängigkeit von der äußeren Umgebung, z.B. in Abhängigkeit von der normalen Umgebung und der Umgebung in großer Höhe. Genauer gesagt, es kann im Hinblick auf die Dichte der Luft, die im Hochland gering ist, das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 in der Umgebung in großer Höhe größer vorgegeben werden als das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 in der normalen Umgebung.
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Bei der Feststellung durch die Pump-Bestimmungseinrichtung 190, dass die Pumpbedingung nicht mehr erfüllt ist, als Folge des Sinkens des Ansaugkrümmerdrucks oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate von dem Zustand, der von der Pump-Bestimmungseinrichtung 190 als die Pumpbedingung erfüllend festgestellt worden ist, kann die Drosselklappensteuerung 186 das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 derart steuern, dass dieses in einer Schließrichtung geändert wird, um dadurch das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf das Öffnungsausmaß zurückzuführen, das unmittelbar vor der Feststellung vorhanden war, dass die Pumpbedingung erfüllt ist.
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Hierbei kann wie bei einem Beispiel der variablen Düse 138c das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf der Basis einer allmählich abnehmenden Kurve nach und nach geändert werden, die eine vorbestimmte Änderungsrate, d.h. einen Gradienten beinhaltet, ohne das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf einmal zu ändern.
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Verfahren zum Unterdrücken von Pumpgeräuschen
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Im Folgenden werden spezielle, jedoch nicht einschränkende Prozesse eines Verfahrens zum Unterdrücken von Pumpgeräuschen unter Verwendung des Motorensystems 100 beschrieben.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Prozessablaufs des Verfahrens zum Unterdrücken von Pumpgeräuschen. Bei der Ausführungsform kann das Verfahren zum Unterdrücken von Pumpgeräuschen auf der Basis einer Unterbrechungs-Handhabung, die in vorbestimmten Zeitintervallen vorgenommen werden kann, wiederholt ausgeführt werden.
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Als erstes kann der Signalempfänger 180 die Signale ermitteln, die die jeweiligen Detektionswerte anzeigen, die von dem Ansaugkrümmer-Drucksensor 160, dem Kurbelwinkelsensor 162, dem Schaltpositionssensor 164, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 166 und dem Antriebswellen-Drehzahlsensor 168 ermittelt werden, um die Drehzahl des Motors 108 abzuleiten (Schritt S200).
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Anschließend kann die Kraftstoffsteuerung 182 die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate auf der Basis der eingespritzten Kraftstoffmenge ableiten (Schritt S202). Anschließend kann die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 feststellen, ob eine der Mehrzahl von Fahrzeug-Fahrbedingungen (d.h. die Hochdrehbedingung, die Gangwechselbedingung, die Ausrollbedingung sowie die nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Bedingung) erfüllt ist.
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Bei der Feststellung, dass eine der Fahrzeug-Fahrbedingungen erfüllt ist, kann die Fahrzustands-Identifikationseinrichtung 188 einen der Fahrzeug-Fahrzustände (d.h. den hochdrehenden Zustand, den Gangwechselzustand, den Ausrollzustand sowie den nicht überbrückenden, mit der Antriebswelle verbundenen Zustand), der der festgestellten Fahrzeug-Antriebsbedingung entspricht, als den aktuellen Fahrzeug-Fahrzustand bestimmen (Schritt S204).
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Die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 kann feststellen, ob einer der vorbestimmten Fahrzeug-Fahrzustände (d.h. der hochdrehende Zustand, der Gangwechselzustand, der Ausrollzustand sowie der nicht überbrückende, mit der Antriebswelle verbundene Zustand) als Fahrzeug-Fahrzustand identifiziert worden ist (Schritt S206). Das Verfahren zum Unterdrücken des Pumpgeräusches kann beendet werden, wenn die Feststellung durch die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 erbringt, dass keiner der vorbestimmten Fahrzeug-Fahrzustände festgestellt worden ist, d.h. dass der Fahrzeug-Fahrzustand als ein beliebiger anderer Fahrzeug-Fahrzustand identifiziert worden ist (NEIN im Schritt S206).
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Wenn einer der vorbestimmten Fahrzeug-Fahrzuständen identifiziert worden ist (JA im Schritt S206), stellt die Pump-Bestimmungseinrichtung 190 fest, ob die Pumpbedingung erfüllt ist, und zwar auf der Basis des identifizierten Fahrzeug-Fahrzustands sowie des Motorbetriebszustands, die den Ansaugkrümmerdruck und und die Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate beinhalten können (Schritt S208).
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Es folgt dann eine Bestätigung dahingehend, ob die Feststellung erfolgt ist, dass die Pumpbedingung erfüllt ist (Schritt S210). Das Verfahren zum Unterdrücken des Pumpgeräusches kann beendet werden, wenn bestätigt wird, dass die Pumpbedin-gung nicht als erfüllt festgestellt worden ist (NEIN im Schritt S210).
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Wenn bestätigt wird, dass die Pumpbedingung als erfüllt festgestellt worden ist (JA im Schritt S210), steuert die variable Düsensteuerung 184 das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c derart, dass dieses in Öffnungsrichtung geändert wird, und zwar auf der Basis des identifizierten Fahrzeug-Fahrzustands sowie der Drehzahl des Motors 108 (Schritt S212), und die Drosselklappensteuerung 186 kann das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 derart steuern, dass dieses auf der Basis der Drehzahl des Motors 108 in Öffnungsrichtung geändert wird (Schritt S214), worauf das Verfahren zum Unterdrücken des Pumpgeräusches beendet werden kann.
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Bei dem Motorensystem 100 der vorstehenden Ausführungsform ist es möglich, die Entstehung des Pumpgeräusches in effektiver Weise zu unterdrücken, während ein Einfluss auf jegliche Leistungseigenschaften des Fahrzeugs, wie z.B., jedoch nicht ausschließlich, die Leistungseigenschaften in Bezug auf das Abgas sowie die Fahreigenschaften, unterdrückt wird.
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Auch werden das Öffnungsausmaß der variablen Düse 138c sowie das Öffnungsausmaß der Drosselklappe 144 auf der Basis des Fahrzeug-Fahrzustands und/oder der Drehzahl des Motors 108 selbst dann in angemessener Weise vorgegeben, wenn das jeweilige Öffnungsausmaß derselben zum Unterdrücken der Erzeugung von Pumpgeräuschen vergrößert werden soll. Dadurch ist es möglich, die Beschleu-nigungsleistung sowie die Verbrennungseffizienz aufrecht zu erhalten sowie eine Temperatur des Abgases aufrecht zu erhalten, während die Entstehung von Pumpgeräuschen unterdrückt wird.
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Weiterhin wird bei der Ausführungsform das Entstehen von Pumpgeräuschen unter Verwendung der vorhandenen variablen Düse 138c und der Drosselklappe 144 unterdrückt, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist, wie z.B. ein separater Mechanismus, der einen Druck der Luft freisetzt, die den Verdichter 138a durchlaufen hat. Somit können eine Zunahme bei dem Mechanismus-Gewicht, dem eingenommenen Volumen, den Kosten oder jegliche Kosten, die für eine Konstruktionsänderung notwendig werden, verhindert werden.
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Vorstehend sind zwar einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben worden, jedoch ist die Erfindung in keinster Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es versteht sich, dass von Fachleuten Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass man den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der Erfindung verlässt. Die Erfindung soll auch solche Modifikationen und Änderungen mit umfassen, sofern diese im Umfang der beigefügten Ansprüche oder Äquivalenten davon liegen.
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Beispielsweise ist in den vorstehenden Ausführungsformen ein Dieselmotor als ein Beispiel für den Motor 108 beschrieben worden, jedoch ist jegliche Ausführung der Erfindung auch bei einem Benzinmotor anwendbar, ohne darauf beschränkt zu sein. Bei einer Ausführungsform, bei der es sich bei dem Motor 108 um einen Benzinmotor handelt, kann das Ausmaß einer Veränderung bei der Betätigung des Gaspedals auf einer Änderungsrate des Öffnungsausmaßes der Drosselklappe 144 anstatt der Kraftstoffeinspritzmengen-Änderungsrate basieren.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Motorensystem
- 108
- Motor
- 110
- Zylinderblock
- 112
- Zylinderkopf
- 114
- Pleuelstange
- 116
- Kolben
- 118
- Brennkammer
- 120
- Ansaugkrümmer
- 122
- Abgaskrümmer
- 124
- Einlassventil
- 126
- Einlassventil-Nocken
- 128
- Auslassventil
- 130
- Auslassventil-Nocken
- 132
- Einspritzer
- 134
- Kurbelwelle
- 136
- Luftfilter
- 138
- Turbolader
- 138a
- Verdichter
- 138b
- Turbine
- 138c
- variable Düse
- 140
- Zwischenkühler
- 142
- Ansaugrohr
- 144
- Drosselklappe
- 146
- Abgasrohr
- 148
- katalytische Einheit
- 150
- Abgasrückführungs-Strömungspassage
- 152
- Abgasrückführungs-Kühler
- 154
- Abgasrückführungs-Ventil
- 160
- Ansaugkrümmer-Drucksensor
- 162
- Kurbelwinkelsensor
- 164
- Schaltpositionssensor
- 166
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 168
- Antriebswellen-Drehzahlsensor
- 170
- Motorensteuereinheit
- 180
- Signalempfänger
- 182
- Kraftstoffsteuerung
- 184
- variable Düsensteuerung
- 186
- Drosselklappensteuerung
- 188
- Fahrzustands-Identifikationseinrichtung
- 190
- Pump-Bestimmungseinrichtung
- ECU
- Motorensteuereinheit
- EGR
- Abgasrückführung
