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QUERVERWEIS AUS VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0071080 , die am 21. Mai 2015 eingereicht worden ist, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren dazu. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren, welche einen Kraftstoffverbrauch verbessern können und eine Abgasmenge wie von Stickoxid bzw. Stickstoffoxid reduzieren können.
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HINTERGRUND
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Die in diesem Abschnitt angegebenen Aussagen stellen lediglich Hintergrundinformationen dar, die einen Bezug zu der vorliegenden Erfindung aufweisen und bilden möglicherweise nicht Stand der Technik.
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Umweltbestimmungen bezüglich Schadstoffe in Abgasen von Fahrzeugen wurden in verschiedenen Ländern zunehmend verschärft. Dementsprechend sind Fahrzeuge unter diesen Bestimmungen bezüglich Abgasen mit verschiedenen Typen von Katalysatoreinrichtungen zum Entfernen von Schadstoffen wie NOx, CO und THC ausgerüstet, die in Abgasen enthalten sind.
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Als Beispiele der verschiedenen Typen von Katalysatoreinrichtungen werden ein Dieseloxidationskatalysator (DOK), ein Dieselpartikelfilter (DPF), ein NOx-Speicherkatalysator (lean NOx trap; LNT) und eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SKR) verwendet.
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Ein Abgasnachbearbeitungssystem, wie der DOK, der LNT und die SKR, die zum Reduzieren von Schadstoffen angebracht sind, benötigt für eine chemische Reaktion eine Basis- bzw. Grundtemperatur (Aktivierungstemperatur).
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Im Allgemeinen ist eine Abgastemperatur in einem kühlen Zustand des Motors niedrig, und das Abgasnachbehandlungssystem ist in dem kühlen Zustand nicht aktiviert. Daher ist eine Reinigungsrate von Abgas durch das Abgasnachbehandlungssystem verringert und eine Abgasmenge, wie von Stickoxid, nimmt zu.
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Als solches wird ein Verfahren, welches das Abgasrückführungsverhältnis (AGR) erhöht, verwendet, um die Abgasmenge zu verringern. Ein Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs ist jedoch verschlechtert, wenn das Verfahren eingesetzt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs, welche einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern kann und eine Abgasmenge reduzieren kann, wenn eine Temperatur einer Abgasnachbearbeitungseinheit eine Aktivierungstemperatur nicht erreicht.
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Eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: einen Common-Rail-Motor, der eine Mehrzahl von Brennkammern aufweist und Drehmoment durch Verbrennen von in die Kammern eingespritztem Kraftstoff bereitstellt; eine AGR-Vorrichtung, die durch Rückführen eines Teils des von den Brennkammern abgegebenen Abgases zu den Brennkammern Abgas zurückführt; einen SKR-Katalysator, der bei einer Abgasleitung angeordnet ist und das von den Brennkammern abgegebene Abgas reinigt; und eine Steuerung, die Steuerparameter des Common-Rail-Motors in Abhängigkeit einer Temperatur des SKR-Katalysators steuert.
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Die Steuerung kann in einen Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eintreten, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators größer ist als oder identisch ist mit einer Aktivierungstemperatur, und kann in einen Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eintreten, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators geringer ist als die Aktivierungstemperatur.
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Wenn der Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus aufgerufen bzw. in diesen eingetreten wird, kann die Steuerung einen Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer auf früher einstellen, einen Druck eines Common-Rails eines Common-Rail-Motors erhöhen, und eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung verringern.
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Wenn der Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus aufgerufen wird, kann die Steuerung einen Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer auf später einstellen, einen Druck eines Common-Rails des Common-Rail-Motors verringern, und eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung erhöhen.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Motors für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann umfassen: Erfassen einer Temperatur eines SKR-Katalysators, der Abgas reinigt; Vergleichen der Temperatur des SKR-Katalysators mit einer Aktivierungstemperatur; und Steuern von Steuerparametern eines Common-Rail-Motors in Abhängigkeit der Temperatur des SKR-Katalysators.
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Das Steuern von Steuerparameter kann umfassen: in einen Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eintreten, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators größer ist als oder identisch ist mit der Aktivierungstemperatur; und in einen Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eintreten, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators niedriger ist als die Aktivierungstemperatur.
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Wenn in den Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, kann ein Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer auf früher eingestellt werden, ein Druck eines Common-Rails eines Common-Rail-Motors kann erhöht werden, und eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung kann verringert werden.
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Wenn in den Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, kann ein Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer auf später eingestellt werden, ein Druck eines Common-Rails des Common-Rail-Motors kann verringert werden, und eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung kann erhöht werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern und eine Abgasmenge zu reduzieren, wie Stickoxid, indem Steuerparameter eines Motors in Abhängigkeit einer Temperatur eines Katalysators einer Abgasnachbearbeitungseinheit gesteuert werden.
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Ferner kann ein Kraftstoffverbrauch reduziert werden, indem in einen Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, wenn eine Temperatur eines SKR-Katalysators höher ist als oder identisch ist mit einer Aktivierungstemperatur, und eine Abgasmenge, wie von Stickstoffoxid, kann verringert werden, indem in einen Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, wenn eine Temperatur des SKR-Katalysators niedriger ist als eine Aktivierungstemperatur.
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Weitere Anwendungsbereiche werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung ersichtlich. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zum Zweck der Illustration vorgesehen sind und nicht dazu vorgesehen sind, den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Damit die Erfindung gründlich verstanden wird, werden nun verschiedene Formen derselben beschrieben, als Beispiele, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:
Die Zeichnungen vorgesehen sind vorgesehen, um darauf bei den Erklärungen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug zu nehmen, und der Rahmen der vorliegenden Erfindung soll nicht als auf die begleitenden Zeichnungen beschränkt ausgelegt werden.
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine schematische Ansicht, die einen Common-Rail-Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich illustrativen Zwecken und sind nicht dazu gedacht, den Rahmen der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Verwendungen zu beschränken. Es ist zu verstehen, dass entsprechende Bezugszeichen durch die Zeichnungen hin dieselben oder entsprechenden Teile und Eigenschaften bezeichnen.
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Wie der Fachmann verstehen wird, können die beschriebenen Ausführungsform auf verschiedenen Weisen abgewandelt werden, alles ohne den Rahmen oder Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Zusätzlich sind die Größe und Dicke von jeder in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen zufällig gezeigt, für ein besseres Verständnis und zur Vereinfachung der Beschreibung. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. In den Zeichnungen sind die Dicke von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen etc. zum Zwecke der Klarheit übertrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Common-Rail-Motor 100, der eine Mehrzahl von Brennkammern 110 aufweist und durch Verbrennen von in die Brennkammer 110 eingespritztem Kraftstoff Drehmoment bereitstellt, eine AGR-Vorrichtung 200, die Abgas zu der Brennkammer 110 zuführt, indem ein Teil von von den Brennkammern 110 abgegebenes Abgas zurückgeführt wird, einen SKR-Katalysator 300, der bei einer Abgasleitung angeordnet ist und das von der Brennkammer 110 abgegebene Abgas reinigt, und eine Steuerung 500 auf, in 2, die Parameter des Common-Rail-Motors 100 in Abhängigkeit einer Temperatur des SKR-Katalysators 300 steuert.
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Der Common-Rail-Motor 100 wird mittels eines Schemas betrieben, welches direkt Kraftstoff in eine Brennkammer 110 einspritzt, anders als bei einem existierenden Motor, der mittels eines Schemas betrieben wird, welches Kraftstoff und Luft durch einen Mixer in die Brennkammer 110 zuführt.
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Beispielsweise wird eine Dieselkraftstoffeinspritzeinrichtung, die bisher verwendet worden ist, mittels eines Schemas betrieben, welche eine Nockenantriebseinrichtung verwendet, um einen Einspritzdruck zu schaffen, und ein Prinzip aufweist, bei dem der Einspritzdruck gemeinsam mit einer Geschwindigkeitszunahme zunimmt, und im Ergebnis nimmt eine Einspritzkraftstoffmenge zu.
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Ein Common-Rail-Schema gemäß der vorliegenden Erfindung weist jedoch einen Vorteil auf, dass eine Erzeugung von Einspritzdruck und ein Einspritzvorgang voneinander getrennt sind, sodass eine Druckerzeugung und eine Einspritzung von Kraftstoff bei der Gestaltung eines Motors separat berücksichtigt werden können, und im Ergebnis können eine Verbrennung und Einspritzvorgänge frei gestaltet werden.
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Das heißt, da ein Kraftstoffdruck und ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in Abhängigkeit eines Motorbetriebszustands eingestellt werden können, indem ein Motorkennfeld ("engine map") verwendet wird, kann in dem Common-Rail-Dieselmotor, selbst wenn eine UpM des Motors niedrig ist, eine Hochdruckeinspritzung ermöglicht werden, und im Ergebnis kann eine komplette Verbrennung angestrebt werden, Abgas und Lärm können reduziert werden, und eine Kraftstoffeffizienz kann signifikant verbessert werden.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird gemäß dem Common-Rail-Dieselmotor Kraftstoff in einem Kraftstofftank 150 durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe 152 gepumpt und zu einem Common-Rail 156 zugeführt. Zu dem Common-Rail 156 zugeführter Kraftstoff wird, während ein vorbestimmter Druck aufrechterhalten wird, durch einen Kraftstoffinjektor 160 in die Brennkammer 110 eingespritzt.
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Die Hochdruckkraftstoffpumpe 152 dient zum Pumpen von Kraftstoff, während sie durch eine (nicht gezeigte) Nockenwelle angetrieben wird, und ein Druck in dem Common-Rail 156 wird mittels eines Drucksensors 158 erfasst.
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Die Steuerung 500 steuert ein Drucksteuerventil 154, das in einem Auslass der Hochdruckkraftstoffpumpe 152 angeordnet ist, in Abhängigkeit der UpM und einer Last des Motors, um so einen Kraftstoff kontinuierlich auf einen festgelegten Wert zu steuern, ohne dass der Kraftstoff bei einem hohen Druck komprimiert wird, während der Motor dreht.
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Unter Bezugnahme auf 1 extrahiert die AGR-Vorrichtung 200 Abgas von dem vorderen Ende eines Turboladers 400, der turboaufgeladene Luft zu dem Motor zuführt, und führt das Abgas zu dem Motor zurück. Der Fachmann wird erkennen, dass das Abgas auch bei anderen Punkten zum Zurückführen eingefangen werden kann. Die AGR-Vorrichtung 200 weist ein AGR-Ventil 210, das eine Rückführmenge des Abgases einstellt, und einen AGR-Kühler 220 auf, der das Abgas mit einer hohen Temperatur, welches mittels des AGR-Ventils 210 zurückgeführt wird, kühlt. Das Abgas wird durch einen Einlasskrümmer 130 in den Motor eingeströmt.
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Der SKR-Katalysator 300 wird zum Reinigen von Schadstoffen wie Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxiden bzw. Stickstoffoxiden (NOx) von dem Abgas benutzt, welche durch den Motor erzeugt werden. Der SKR-Katalysator induziert eine Oxidationsreaktion von Kohlenwasserstoffen, Kohlenstoffmonoxid, und eine Reduktionsreaktion von Stickoxiden durch Imprägnieren von verschiedene Edelmetallen, einschließlich Platin, Palladium und Rhodium mit Aluminimum als einer Basis.
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Der Katalysator weist eine Reinigungsfähigkeit auf, die mit zunehmender Temperatur zunimmt. Wenn der Katalysator nicht eine Aktivierungstemperatur erreicht, nimmt die Fähigkeit zum Reinigen von Schadstoffen ab, sodass er Schadstoffe nicht oxidieren oder reduzieren kann, sondern erlaubt, dass diese Materialien in die Atmosphäre abgegeben werden, und dementsprechend können Emissionen verschlechtert werden.
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Um die vorstehenden Probleme zu lösen, steuert die Steuerung 500 die Steuerparameter des Common-Rail-Motors 100 in Abhängigkeit einer Temperatur des SKR-Katalysators 300. Die Temperatur der SKR-Katalysators 300 wird durch einen Temperatursensor 310 erfasst.
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Die Steuerung 500 kann durch einen oder mehrere Prozessoren realisiert sein, die durch ein vorgegebenes Programm aktiviert werden, und das vorgegebene Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt eines Verfahrens zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung auszuführen.
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Die Steuerparameter des Common-Rail-Motors können ein Timing einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 110, einen Druck des Common-Rails 156 und eine Rückführmenge des Abgases einschließen.
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Im Detail tritt die Steuerung 500 in einen Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus ein, wenn die durch den Temperatursensor 310 erfasste Temperatur der SKR-Katalysators 300 größer ist als eine Aktivierungstemperatur. Und wenn die Temperatur des SKR-Katalysators 300, die durch den Temperatursensor 310 erfasst wird, größer ist als die Aktivierungstemperatur, tritt die Steuerung 500 in einen Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus ein.
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Wenn in den Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, stellt die Steuerung 500 das Timing bzw. den Zeitpunkt einer Kraftstoffeffizienz in die Brennkammer auf früher ein, erhöht den Druck des Common-Rails 156, und verringert eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung 200.
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Das Kraftstoffeinspritztiming bzw. der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird durch den Injektor 160 eingestellt. Der Druck des Common-Rails 156 wird durch Steuern einer Öffnung des Drucksteuerventils 154 eingestellt. Die Abgasrückführmenge wird durch Steuern einer Öffnung des AGR-Ventils eingestellt.
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Da eine Reinigungsrate des Abgases durch den SKR-Katalysator 300 hoch ist, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators 300 größer ist als die Aktivierungstemperatur, führt die Steuerung 500 den Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus aus, um einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren.
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Wenn in den Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, stellt die Steuerung 500 das Timing bzw. den Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 110 auf später ein, verringert einen Druck des Common-Rails 156, und erhöht eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung 200.
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Da die Reinigungsrate des Abgases durch den SKR-Katalysator 300 niedrig ist, wenn die Temperatur des SKR-Katalysators 300 geringer ist als die Aktivierungstemperatur, führt die Steuerung 500 den Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus aus, der eine Abgasmenge verringert, wie von Stickstoffoxid bzw. Stickoxid.
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Hiernach wird ein Verfahren zum Steuern eines Motors für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 4 gezeigt, erfasst der Temperatursensor 310 die Temperatur des SKR-Katalysators 300, der das Abgas reinigt, bei Schritt S10. Die durch den Temperatursensor 310 erfasste Temperatur wird der Steuerung 500 zugeführt.
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Die Steuerung 500 vergleicht die Temperatur des SKR-Katalysators mit der Aktivierungstemperatur bei Schritt S20.
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Wenn die Temperatur des SKR-Katalysators größer ist als oder identisch ist mit der Aktivierungstemperatur, tritt die Steuerung 500 bei Schritt S30 in den Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus ein. Wenn die Temperatur des SKR-Katalysators geringer ist als die Aktivierungstemperatur, tritt die Steuerung 500 bei Schritt S40 in den Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus ein.
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Wenn bei Schritt S30 in den Katalysatoraktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, stellt die Steuerung 500 das Timing bzw. den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 110 auf früher ein, erhöht den Druck des Common-Rails 156 und verringert eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung, und zwar bei Schritt S35.
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Wenn bei Schritt S40 in den Katalysatordeaktivierungsverbrennungsmodus eingetreten wird, stellt die Steuerung 500 das Timing bzw. den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer auf später ein, verringert einen Druck des Common-Rails 156 und erhöht eine Abgasrückführmenge durch die AGR-Vorrichtung, und zwar bei Schritt S45.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern und eine Abgasmenge zu reduzieren, wie von Stickoxid bzw. Stickstoffoxid, indem die Steuerparameter des Common-Rail-Motors 100 in Abhängigkeit der Temperatur des SKR-Katalysators 300 eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Common-Rail-Motor
- 110
- Brennkammer
- 130
- Einlasskrümmer
- 150
- Kraftstofftank
- 152
- Hochdruckkraftstoffpumpe
- 154
- Drucksteuerventil
- 156
- Common-Rail
- 158
- Drucksensor
- 160
- Injektor
- 200
- AGR-Vorrichtung
- 210
- AGR-Ventil
- 220
- AGR-Kühler
- 300
- SKR-Katalysator
- 310
- Temperatursensor
- 400
- Turbolader
- 500
- Steuerung
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Während diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsform anzusehen ist, ist zu verstehen, dass die Erfindung dazu vorgesehen ist, verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen einzuschließen, die in den Rahmen und Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0071080 [0001]
