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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Steuern eine Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung, wobei eine Katalysatortemperatur steuerbar ist und eine Bremskraft einer Bremse verbessert werden kann.
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HINTERGRUND
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Ein Fahrzeug mit Ottomotor ist mit einem Turbo-System mit einer Turboaufladung erhältlich, das die Kraftstoffeffizienz und eine Motorleistung erhöht.
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Das Turbo-System erhöht die Leistung durch Erhöhen eines Luftgehalts, der in einen Motor unter Verwendung der Energie des Abgases, das aus dem Fahrzeug nach außen ausgestoßen wird, angesaugt wird, allerdings weist das an der Abgasleitungsseite angebrachte Turbo-System Schwierigkeiten beim Erhöhen einer Katalysatortemperatur in einer frühen Phase eines Startens des Fahrzeugs auf.
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Die Automobilindustrie hat multidirektionale Untersuchungen/Forschungen durchgeführt, um Abgasvorschriften zu erfüllen. Als ein Verfahren für diesen Zweck gibt es ein Verfahren zum Anbringen einer Katalysatorvorrichtung zum Reinigen von Abgas an einer vorgegebenen Position eines Abgaskrümmers.
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In diesem Fall, da ein Katalysatormaterial innerhalb der Katalysatorvorrichtung im Allgemeinen bei 350°C oder mehr aktiviert wird, um eine normale Reinigungsfunktion bereitzustellen, nachdem das Fahrzeug startet, reinigt die Katalysatorvorrichtung die ausgestoßenen schädlichen Materialien/Stoffe nicht, bis die Katalysatorvorrichtung eine Aktivierungstemperatur von 350°C erreicht und setzt die nicht gereinigten schädlichen Materialien/Stoffe in der Luft frei.
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Demzufolge, nachdem das Fahrzeug startet, verwendet das Fahrzeug eine separate Heizung oder steuert die Kraftstoffeinspritzung, um die Katalysatorvorrichtung zu erwärmen, so dass die Katalysatorvorrichtung die Aktivierungstemperatur von 350°C rasch erreichen kann.
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Als ein Verfahren zum Erhöhen einer Katalysatortemperatur in einer frühen Phase des Fahrzeugstarts gibt es ein Verfahren zum Verzögern eines Zündzeitpunktes.
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Das heißt, wenn der Zündzeitpunkt verzögert wird, obwohl die gleiche Kraftstoffmenge verbrannt wird, verwendet das Verfahren Eigenschaften zum Verringern eines Verbrennungsdrucks und Erhöhen einer Temperatur des Abgases.
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Jedoch, obwohl der Zündzeitpunkt künstlich verzögert wird, damit das Fahrzeug eine erforderliche Leistung erlangen kann, muss ein größerer Luftgehalt an eine Verbrennungskammer zugeführt werden. Zu diesem Zweck muss ein Öffnungswert einer mit einer Verbrennungskammer des Motors verbundene Drosselklappe groß sein.
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In diesem Fall, in dem Fall des Ottomotors, der mit dem Turbolader ausgerüstet ist, da der Öffnungswert der Drosselklappe unter einem Betriebszustand zum Aktivieren der Katalysatorvorrichtung erhöht wird, tritt das Phänomen auf, dass ein Druck eines Ansaugkrümmers/Einlasskrümmers (Druck einer Ansaugleitung) nicht verringert wird, sondern auf einen Wert eines atmosphärischen Drucks erhöht wird.
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Demzufolge, nachdem das Fahrzeug startet, zum Zeitpunkt eines Verzögerns des Zündzeitpunktes unter dem Betriebszustand zum Aktivieren der Katalysatorvorrichtung, wird die Katalysatortemperatur erhöht, aber der Druck der Ansaugleitung wird nicht verringert. Als ein Ergebnis weist eine Bremse unter Verwendung der Katalysatorvorrichtung ein Bremskraftproblem auf.
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Der Stand der Technik verwendet einen Bremskraftverstärker und eine mechanische Vakuumpumpe, um einen Druck des Vakuums innerhalb des Bremskraftverstärkers in einem Vakuumzustand zu halten, um die Bremskraft der Bremse zu erhöhen.
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Wenn ein Fahrzeug normal läuft, ist ein Ansaugdruck kleiner als der Atmosphärendruck, so dass der Stand der Technik möglicherweise nicht in der Lage ist, die Bremskraft beizubehalten. Jedoch wird in dem Fall, in dem der Zündzeitpunkt verzögert wird, um die Katalysatortemperatur in einer frühen Phase des Fahrzeugstarts zu erhöhen, wenn der Öffnungswert der Drosselklappe erhöht wird, damit das Fahrzeug die erforderliche Leistung erlangen kann, wie dies oben beschrieben wird, der Druck der Ansaugleitung auf den Atmosphärendruck erhöht und somit wird der Druck des Vakuums innerhalb des Bremskraftverstärkers nicht in dem Vakuumzustand gehalten, so dass der Stand der Technik ein Problem beim Beibehalten der Bremskraft der Bremse aufweist.
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Die als Stand der Technik beschriebenen Inhalte sind lediglich zum Fördern des Verständnisses für den Hintergrund der vorliegenden Erfindung vorgesehen und sollten nicht derart betrachtet werden, dass sie dem Stand der Technik entsprechen, der einem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Ausgestaltung des vorliegenden Erfindungsgedankens stellt ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung bereit, wobei ein Druck innerhalb eines Bremskraftverstärkers in einem Vakuumzustand selbst in einem Fahrmodus zum Erhöhen einer Katalysatortemperatur in einer frühen Phase zum Starten eines Motors in dem Fahrzeug, das mit einem Turbo-System ausgerüstet ist, gehalten werden kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens umfasst ein System zum Steuern/Regeln einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung eine Kupplung, die zwischen einer Antriebsquelle, die die Leistung eines Motors zuführt, und einer Vakuumpumpe zum wahlweisen Unterbrechen der von der Antriebsquelle an die Vakuumpumpe zugeführten Leistung angebracht ist. Ein Drucksensor ist eingerichtet, um einen Druck einer Vakuumleitung, die zwischen der Vakuumpumpe und einem Bremskraftverstärker angebracht ist, zu erfassen/abzutasten. Eine Steuerung ist eingerichtet, um den durch den Drucksensor gemessenen Druck mit einem Solldruckwert zu vergleichen, um die Kupplung wahlweise zu unterbrechen.
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Die Steuerung kann ein Verbindungssignal an die Kupplung übertragen, um den Druck innerhalb des Bremskraftverstärkers in einem Vakuumzustand in einer frühen Phase eines Startens des Fahrzeugs zu halten, um die Leistung von der Antriebsquelle an eine an/in der Vakuumpumpe angebrachte/montierte Vakuumpumpen-Drehwelle zu übertragen.
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Die Steuerung kann ein Verbindungssignal an die Kupplung übertragen, wenn der Druck der Vakuumleitung höher als der Solldruckwert ist, und ein Unterbrechungssignal an die Kupplung übertragen, wenn der Druck der Vakuumleitung kleiner als der Solldruckwert ist.
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Die Kupplung kann zwischen einer in dem Motor montierten Nockenwelle und einer in der Vakuumpumpe montierten Vakuumpumpen-Drehwelle montiert werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens umfasst ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung ein Bestimmen durch eine Steuerung, ob ein Modus ein Katalysatortemperaturerhöhungsmodus zum Erhöhen einer Katalysatortemperatur unter Berücksichtigung eines Fahrzustandes des Fahrzeugs ist. Eine Leistung wird an die Vakuumpumpe in dem Katalysatortemperaturerhöhungsmodus durch eine Antriebsquelle zugeführt. Ein an die Vakuumpumpe zugeführter Vakuumdruck wird durch einen Drucksensor gemessen. Die Leistung wird an die Vakuumpumpe durch die Antriebsquelle zugeführt, wenn der an die Vakuumpumpe zugeführte Vakuumdruck höher als ein Solldruckwert ist.
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In dem Schritt zum Zuführen der Leistung kann ein Verbindungssignal an eine zwischen der Antriebsquelle und der Vakuumpumpe angebrachte Leistungsverbindungsvorrichtung angelegt werden.
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Die Leistungsverbindungsvorrichtung kann eine Kupplung sein, die die von dem Motor an die Vakuumpumpe zugeführte Leistung wahlweise unterbricht.
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In dem Schritt zum Messen des Drucks, wenn der an die Vakuumpumpe zugeführte Vakuumdruck höher als der Solldruckwert ist, kann das Verbindungssignal an die Kupplung übertragen werden, und wenn der Druck der Vakuumleitung kleiner als der Solldruckwert ist, kann ein Unterbrechungssignal an die Kupplung übertragen werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
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1 zeigt ein Konzeptdiagramm eines Systems zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens.
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2 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Steuerung und von Sensoren, die Fahrinformationen des Fahrzeugs angeben/anzeigen.
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3 zeigt ein Gesamtflussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens.
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4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm der einzelnen Schritte des Verfahrens zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend werden ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß Ausführungsbeispielen des vorliegenden Erfindungsgedankens unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein Konzeptdiagramm eines Systems zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst das System zum Steuern/Regeln einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens im Wesentlichen eine Kupplung 600, einen Drucksensor 500 und eine Steuerung 400.
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Die Kupplung 600 ist angebracht zwischen einer Antriebsquelle 100, die eine Leistung eines Motors zuführt, und einer Vakuumpumpe 200, die veranlasst/bewirkt, dass ein Inneres eines Bremskraftverstärkers 300 in einem Vakuumzustand ist, um zu ermöglichen, dass die nachfolgend beschriebene Steuerung 400 die von der Antriebsquelle 100 zugeführte Leistung wahlweise unterbrechen kann.
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Im Allgemeinen erzeugt die Vakuumpumpe 200 ein Vakuum durch Drehen/Rotieren eines Rotors und eines Flügelrades, welche Vakuumpumpe damit ausgerüstet ist, und führt den Vakuumdruck an eine Vakuumleitungs- 30 Seite, die außerhalb der Vakuumpumpe 200 angebracht ist ab, wobei der Vakuumdruck in den Bremskraftverstärker 300 eingebracht wird, um einen zum Bremsen des Fahrzeugs erforderlichen Vakuumdruck zuzuführen.
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Gemäß dem Stand der Technik ist eine an der Vakuumpumpe 200 angebrachte Vakuumpumpen-Drehwelle 200a mit einer an dem Motor angebrachten Nockenwelle 5 gekoppelt und somit dreht sich die Vakuumpumpen-Drehwelle 200a durch eine Antriebskraft des Motors, um den Vakuumdruck zu erzeugen, und überträgt dann den Vakuumdruck in den Bremskraftverstärker 300, allerdings ist gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens die Kupplung 600, die die Leistung unterbrechen kann, zwischen der Antriebsquelle 100 und der Vakuumpumpe 200 angebracht, um zu ermöglichen, dass die Steuerung 400 die Leistung des Motors an die Vakuumpumpe 200 im Bedarfsfall zuführt.
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Der Drucksensor 500, der einen Druck der zwischen der Vakuumpumpe 200 und dem Bremskraftverstärker 300 angebrachten Vakuumleitung 30 messen kann, ist an einem Punkt der Vakuumleitung 30 angebracht und misst einen Druck in Echtzeit, wenn der Vakuumdruck von der Vakuumpumpe 200 in den Bremskraftverstärker 300 zugeführt wird und überträgt den abgetasteten Druckwert an die Steuerung 400.
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Die zwischen der Kupplung 600 und dem Drucksensor 500 angebrachte Steuerung 400 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit – ECU) sein, wobei die ECU einen vorgespeicherten Solldruckwert mit einem durch den Drucksensor 500 gemessenen Druckwert vergleicht und dann ein Ein-/Ausschalten der Kupplung 600 gemäß dem Vergleichsergebnis wahlweise steuert.
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Als ein Beispiel, wenn der Vakuumdruck innerhalb des Bremskraftverstärkers 300 –400 mmHg in einem Fall erfordert, in dem der Druck der Vakuumleitung 30, der durch den Drucksensor 500 gemessen wird, höher als –400 mmHg ist, liefert die Steuerung 400 die von der Antriebsquelle 100 an die Vakuumpumpe 200 zugeführte Leistung und führt somit den durch die Vakuumpumpe 200 zugeführten Vakuumdruck in den Bremskraftverstärker 300 zu.
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Ferner steuert die Steuerung 400 die Kupplung 600 durch Übertragen eines Unterbrechungs-(AUS)Signals an die Kupplung 600, wenn der Druckwert der Vakuumleitung 30, der durch den Drucksensor 500 gemessen wird, kleiner als der eingestellte Solldruckwert ist.
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2 zeigt ein Konfigurationsdiagramm zwischen der Steuerung 400 und Sensoren, die eingerichtet sind, um Fahrinformationen des Fahrzeugs an die Steuerung 400 zu übertragen. Wie in 2 dargestellt, empfängt die 'ECU', die die Steuerung 400 darstellt, verschiedene durch einen Motorstart-Detektor 10 und den Drucksensor 500 gemessene Abtast-/Erfassungswerte und schaltet die Kupplung 600 in Abhängigkeit von den Abtast-/Erfassungswerten aus.
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Der Motorstart-Detektor 10 ist an der Motorseite, einer Start-Taste oder einer Startknopfseite angebracht, um abzutasten, ob sich das Fahrzeug, das gerade startet, in einer frühen Phase eines Startens befindet und ein abgetastetes Ergebnis an die Steuerung 400 zu übertragen.
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Wie oben beschrieben, ist der Drucksensor 500 an der Vakuumleitungs- 30 Seite angebracht, um den Druck des in den Bremskraftverstärker 300 eingebrachten Vakuums zu messen.
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Ein Steuerprozess des Motorstart-Detektors 10, der Steuerung 400 und der Kupplung 600 wird nachfolgend beschrieben.
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Der Stand der Technik weist einen Nachteil beim Erhöhen der Katalysatortemperatur in einer frühen Phase eines Startens eines Fahrzeugs auf, wenn das Fahrzeug mit dem Turbo-System ausgerüstet ist. Um das obige Problem zu lösen, verzögert der Stand der Technik den Zündzeitpunkt, aber erhöht ebenfalls den Öffnungswert der Drosselklappe, so dass der Atmosphärendruck statt des Vakuumdrucks in der Ansaugleitung des Motors gebildet wird, wodurch das Bremskraftproblem der Bremse in einer frühen Phase eines Startens eines Fahrzeugs verursacht wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens, wie oben beschrieben, wenn es durch den Motorstart-Detektor 10 bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug in einer frühen Phase eines Startens befindet, überträgt die Steuerung 400 ein Verbindungssteuersignal an die zwischen der Antriebsquelle 100 und der Vakuumpumpe 200 angebrachten Kupplung 600, um einen Druck des Vakuums, der nahezu gleich dem Vakuumdruck ist, in den Bremskraftverstärker 300 einzubringen, wodurch die Bremskraft der Bremse auf einem gewünschten Grad in der frühen Phase eines Startens gehalten wird.
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Im Allgemeinen ist die Vakuumpumpen-Drehwelle 200a der Vakuumpumpe 200 mit der an der Motorseite angebrachten Nockenwelle 5 verbunden und somit wird die Leistung des Motors an die Vakuumpumpen-Drehwelle 200a über die Nockenwelle 5 zugeführt. Als ein Ergebnis kann die Kupplung 600 gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens ebenfalls zwischen der an der Motorseite gebildeten Nockenwelle 5 und der Vakuumpumpen-Drehwelle 200a angebracht werden, aber ist nicht notwendigerweise daran angebracht, und kann demzufolge an jeder Position angebracht werden, an der sie die Leistung der Motorseite wahlweise unterbrechen kann. Somit kann die Kupplung 600 zwischen einer an der Motorseite angebrachten Nockenwelle 5 und der Vakuumpumpen-Drehwelle 200a angebracht werden, um die Leistung des Motors wahlweise zu unterbrechen.
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3 zeigt ein Gesamtflussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens und 4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm der einzelnen Schritte davon.
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Wie dargestellt, gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens, umfasst das Verfahren zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung ein Bestimmen, ob ein Modus ein Katalysatortemperaturerhöhungsmodus zum Erhöhen einer Katalysatortemperatur unter Berücksichtigung eines Fahrzustandes des Fahrzeugs ist (S100). Eine Leistung wird an die Vakuumpumpe in dem Katalysatortemperaturerhöhungsmodus durch eine Antriebsquelle zugeführt (S200). Ein an die Vakuumpumpe zugeführter Vakuumdruck wird gemessen (S300). Die Leistung wird an die Vakuumpumpe durch die Antriebsquelle zugeführt, wenn der an die Vakuumpumpe zugeführte Vakuumdruck höher als ein eingestellter Solldruckwert ist (S400).
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In diesem Fall wird der Katalysatortemperaturerhöhungsmodus in der frühen Phase eines Startens des Fahrzeugs betrieben, und wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs erforderlich ist, einen Katalysator durch Erhöhen der Temperatur zu aktivieren, wird die Bremskraft der Bremse bei einer erforderlichen Temperatur auch in einem Temperaturerhöhungsmodus zum Erhöhen der Katalysatortemperatur gehalten, indem ermöglicht wird, dass eine zwischen der Antriebsquelle 100 und der Vakuumpumpe 200 angebrachte Leistungsverbindungsvorrichtung 700 die Leistung der Antriebsquelle 100 in die Vakuumpumpe 200 einbringen kann.
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Die Leistungsverbindungsvorrichtung 700 ist die Kupplung 600, die wahlweise die Leistung wie oben beschrieben unterbrechen kann, und die Kupplung 600 kann auch zwischen einer Nockenwelle 5 und der an der Vakuumpumpe 200 angebrachten Vakuumpumpen-Drehwelle 200a montiert sein.
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Ferner wird in dem Schritt zum Messen des Drucks des Vakuums (S300), wenn der Druck des an die Vakuumpumpe 200 zugeführten Vakuum höher als der Solldruckwert ist, ein Verbindungssignal an die Kupplung 600 übertragen, und wenn der Druck der Vakuumleitung 30 kleiner als der Solldruckwert ist, wird ein Unterbrechungssignal an die Kupplung 600 übertragen.
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Der detaillierte Betriebsprozess davon ist bereits beschrieben worden und demzufolge wird der hier weggelassen.
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Gemäß dem System und dem Verfahren zum Steuern einer Vakuumpumpe in einem Benzinfahrzeug mit einer Kupplung gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des vorliegenden Erfindungsgedankens ist es möglich, die Bremskraft der Bremse zu erhöhen, indem der Druck innerhalb des Bremskraftverstärkers in dem Vakuumzustand auch in dem Fahrmodus zum Erhöhen der Katalysatortemperatur gehalten wird, wodurch die Stabilität und Zuverlässigkeit beim Fahren sowie verschiedene Effekte wie eine weitere Erhöhung der Kraftstoffeffizienz und eine weitere Verringerung der Katalysatorkosten im Vergleich zum Stand der Technik unter Verwendung nur einer mechanischen Vakuumpumpe und des Bremskraftverstärkers bereitgestellt werden.
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Obwohl der vorliegende Erfindungsgedanke mit Bezug auf die Ausführungsbespiele dargestellt und beschrieben worden ist, ist es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise modifiziert und geändert werden kann, ohne von der Lehre und dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert, abzuweichen.
