DE102016222875B4

DE102016222875B4 - Verfahren und System zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102016222875B4
Application number: DE102016222875.7A
Authority: DE
Inventors: Seung Eun YU; Hyo Sang Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2036-11-22
Also published as: JP6818513B2; JP2018003828A; KR20180005783A; DE102016222875A1; CN107587947A; US10227938B2; CN107587947B; US20180010533A1; KR101836663B1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Aufladers (200) eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren umfasst:das Ermitteln mit einem Steuergerät (300) in einem ersten Ermittlungsschritt, ob ein Motor (10) in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betrieben wird oder nicht;das Berechnen mit dem Steuergerät (300) in einem zweiten Ermittlungsschritt eines Differenzwertes zwischen einem Zielverstärkungsdruck eines Turboladers (150) basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und einem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader (150) verstärkt wurde, und das Ermitteln, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor (10) in dem CDA-Modus betrieben wird;das Ermitteln mit dem Steuergerät (300) in einem dritten Ermittlungsschritt, basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors (10), ob oder nicht es dem Auflader (200) gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist;das Ermitteln mit dem Steuergerät (300) in einem vierten Ermittlungsschritt einer Zieldrehzahl des Aufladers (200) und das Ermitteln, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader (200) gestattet ist, betrieben zu werden; unddas Betreiben des Aufladers (200) basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Auflader (auch bezeichnet als Aufladegebläse, Ladegebläse, Verdichter, Lader, etc.)eines Fahrzeuges und insbesondere einen elektrischen Auflader, der einen Druck einer Einlassluft verstärkt, die in einen Motor strömt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen wird eine Zylinderabschalttechnologie (CDA; cylinder deactivation technology) bei einem Fahrzeugmotor angewendet, um den Kraftstoffverbrauch davon zu verringern. Wenn der Motor im CDA-Modus betrieben wird, unterbricht die Kraftstoffeinspritzung in einigen Zylindern, die in dem Motor vorgesehen sind und folglich werden nur die verbleibenden Zylinder verwendet, um den Motor zu betreiben.
Die CDA-Technologie wird während eines Teillastbetriebes des Fahrzeugs verwendet, wie beispielsweise einer Fahrt mit höherer Geschwindigkeit, etc. Daher, im Vergleich mit einem normalen Betriebszustand des Motors, sinkt in dem CDA-Modus der Kraftstoffverbrauch, sodass die Kraftstoffeffizienz ansteigt. Jedoch verringern sich das Volumen oder der Druck des Abgases, sodass es möglich ist, einen Effekt bei einem Fahrzustand eines Turboladers oder einem Abgasrückführvolumen in einem Abgasrückführsystem (AGR) vorzufinden. Daher ist es möglich einen Ansaugluftdruck mit dem Turbolader, etc. normalerweise zu verstärken, sogar wenn der Motor im CDA-Modus betrieben wird.
In der DE 10 2016 117 807 Al, bei der es sich um Nachveröffentlichten Stand der Technik handelt, wird ein Verfahren zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges beschrieben, bei dem ermittelt wird, ob ein Motor in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betreibbar ist. Ferner ist aus der US 2015/0 204 279 A1 ein Motorsystem mit Turbolader, Auflader und Zylinderabschaltvorrichtung bekannt. Bei dem dort beschriebenen Steuerverfahren wird der Auflader in Abhängigkeit davon, ob die Zylinderabschaltung aktiv ist oder nicht, betrieben.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Probleme, die im Stand der Technik auftreten, gemacht und die vorliegende Offenbarung ist dazu gedacht, um ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges vorzuschlagen, wobei das Verfahren effektiv den Einlassluftdruck mit einem Turbolader verstärkt, obwohl ein Motor in einem CDA-Modus (Zylinderabschaltmodus) betrieben wird, wodurch effektiv das rezirkulierte Abgasvolumen daran gehindert wird, abzunehmen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges: das Ermitteln mit einem Steuergerät in einem ersten Ermittlungsschritt, ob oder nicht ein Fahrzeug in einem Zylinderabschaltmodus (CDA) betrieben wird, das Berechnen mit dem Steuergerät in einem zweiten Ermittlungsschritt eines Unterschiedswertes zwischen einem Zielverstärkungsdruck eines Turboladers basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand des Fahrzeuges und einem derzeitigen Verstärkungsdruck einer Einlassluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde, und das Ermitteln, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird; das Ermitteln mit dem Steuergerät in einem dritten Ermittlungsschritt basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand des Motors, ob oder nicht es dem Auflader gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Unterschiedswert gleich oder größer als der Bezugsunterschiedswert ist; das Ermitteln mit dem Steuergerät in einem vierten Ermittlungsschritt einer Zieldrehzahl des Aufladers und das Ermitteln ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden; und das Betreiben des Aufladers basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.
In dem zweiten Ermittlungsschritt kann das Steuergerät den Zielverstärkungsdruck basierend auf einer gewünschten Motordrehzahl und einem gewünschten Einlassluftvolumen ermitteln.
In dem dritten Ermittlungsschritt kann das Steuergerät basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors ermitteln, ob oder nicht es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden, indem sowohl ein momentanes Ansaugluftvolumen und eine begrenzte Drehzahl des Aufladers verwendet werden.
In dem vierten Ermittlungsschritt kann das Steuergerät die Zieldrehzahl des Aufladers basierend auf einem Einlassluftdruck, einem momentanen Einlassluftvolumen des Aufladers und dem Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde, ermitteln.
Nach dem ersten Ermittlungsschritt kann das Verfahren das Erhöhen eines Öffnungsverhältnisses eines Abgasrückführventils (AGR-Ventil; EGR-Ventil; exhaust gas recirculation Ventil), ausgehend von einem voreingestellten Wert, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird, umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung umfasst ein System zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges, umfassend: einen Turbolader, der an einer Einlassluftleitung eines Motors vorgesehen ist und der einen Druck der Einlassluft, die in den Motor strömt, verstärkt; den Auflader, der an der Einlassluftleitung an einem Ort an einer Flussabwärtsseite des Turboladers vorgesehen ist und der optional den Druck der Einlassluft verstärkt, die in den Motor fließt; und ein Steuergerät, das ermittelt, ob oder nicht der Motor in einem Zylinderabschaltmodus (CDA) betrieben wird, das einen Unterschiedswert zwischen einem Zielverstärkungsdruck des Turboladers basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und einem momentanen Verstärkungsdruck der Ansaugluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde, berechnet und das ermittelt, ob oder nicht der Unterschiedswert gleich oder größer als ein Bezugsunterschiedswert ist, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird; das ermittelt, basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors, ob oder nicht es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden, wenn der Unterschiedswert gleich oder größer als der Bezugsunterschiedswert ist; das eine Zieldrehzahl eines Aufladers ermittelt und das ermittelt, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden; und das den Auflader basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, betreibt.
Gemäß dem Verfahren und dem System zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges, wie oben beschrieben wurde, ist es möglich effizient den Ansaugluftdruck mit dem Turbolader zu verstärken, obwohl der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird, wodurch effektiv das rezirkulierte (zurückgeführte) Abgasvolumen daran gehindert wird, abzunehmen.
Insbesondere betätigt in dem CDA-Modus des Motors, wenn der Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck des Turboladers und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde, gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist, das Steuergerät den Auflader. Daher wird ein Abnehmen des Abgasdrucks vermieden, wodurch verhindert wird, dass der Verstärkungsdruck der Ansaugluft abnimmt.
Zusätzlich, wenn der Differenzwert gleich oder größer ist als der Bezugsdifferenzwert, ermittelt das Steuergerät basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors, ob oder nicht es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden. Daher können das Steuerverfahren und das System effektiv den Auflader betätigen.
Basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader gestattet ist, betrieben zu werden, ermittelt das Steuergerät die Zieldrehzahl des Aufladers und ermittelt, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist. Daher ist es möglich, effizient den Auflader zu steuern, indem ermittelt wird, ob oder nicht der Auflader effektiv den Einlassluftdruck verstärken kann.
Figurenliste
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung können besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:

1 ein Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine Ansicht ist, die ein System zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Aufladers eines Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung: das Ermitteln mit einem Steuergerät 300 in einem ersten Ermittlungsschritt S100, ob oder nicht ein Motor 10 in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betrieben wird; das Berechnen mit dem Steuergerät 300 in einem zweiten Ermittlungsschritt S200 eines Differenzwertes zwischen einem Zielverstärkungsdruck eines Turboladers 150 basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und eines momentanen Verstärkungsdrucks der Einlassluft, die von dem Turbolader 150 verstärkt wurde, und das Ermitteln, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird; das Ermitteln mit dem Steuergerät 300 in einem dritten Ermittlungsschritt S300, basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors 10, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist; das Ermitteln mit dem Steuergerät 300 in einem vierten Ermittlungsschritt S400 einer Zieldrehzahl des Aufladers 200 und das Ermitteln, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn es dem Auflader 200 gestattet wird, betrieben zu werden; und das Betreiben des Aufladers 200 basierend auf der Zieldrehzahl im Schritt S500, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.
Im Speziellen ermittelt in dem ersten Ermittlungsschritt S100 das Steuergerät 300, ob oder nicht der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird. Das Steuergerät 300 kann ein Motorsteuergerät (ECU; MSG) sein, das den Motor 10 steuert oder es kann ein separates Steuergerät 300 sein, das den Auflader 200 steuert.
Das Steuergerät 300 ermittelt, ob oder nicht der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird. Wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird, befinden sich einige Zylinder, die in dem Motor 10 vorgesehen sind, in einem Leerlaufzustand. Daher wird das Einspritzen von Kraftstoff angehalten und die Kraftstoffeffizienz steigt an.
Jedoch erzeugen in dem CDA-Modus die sich im Leerlauf befindenden Zylinder kein Abgas mit einem hohen Druck und hoher Temperatur. Daher nehmen das Volumen und der Druck des gesamten Abgases im Vergleich mit dem normalen Betriebszustand des Motors 10 ab.
In dem zweiten Ermittlungsschritt S200, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird, berechnet das Steuergerät 300 den Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde. Als nächstes ermittelt das Steuergerät 300, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist.
Wie oben beschrieben wurde, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird, können das Volumen und der Druck des gesamten Gases im Vergleich mit dem normalen Betriebszustand des Motors 10 abnehmen. In dem normalen Betriebszustand wird eine Verbrennung in allen Zylindern erzeugt, die in dem Motor 10 vorgesehen sind. Daher ist es aufgrund des CDA-Modus des Motors 10 schwierig einen Einlassluftdruck des Turboladers 150 zu verstärken, der angetrieben wird, indem die kinetische Energie des Abgases verwendet wird.
Im Speziellen erhält der Turbolader 150 seine Rotationsenergie durch die kinetische Energie des Abgases, das in eine Turbine strömt und verstärkt den Einlassluftdruck unter Verwendung eines Aufladers, der mit der Turbine rotiert. Zusätzlich, um einen Verstärkungsdruck einer Einlassluft zu erreichen, der von dem Steuergerät 300 gewünscht ist, kann ein Wastegate, das das Volumen des Abgases steuert, das in die Turbine, etc. strömt, bedarfsweise in dem Turbolader 150 vorgesehen werden.
Wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird, verringert sich die Rotationsgeschwindigkeit des Turboladers 150 aufgrund des reduzierten Volumens des Abgases. Das reduzierte Volumen des Abgases in dem CDA-Modus ist geringer als das Volumen des Abgases in dem normalen Betriebszustand trotz der gleichen Drehzahl. Daher ist trotz dem gleichen Steuerzustand (Motordrehzahl, etc.) des Motors 10 das Verstärken des Einlassluftdrucks in dem CDA-Modus schwieriger als in dem normalen Betriebszustand. Obwohl einige der vielen Zylinder sich in dem Leerlaufzustand während des CDA-Modus des Motors 10 befinden, fließt eine Einlassluft in den Motor 10 sowie in die sich im Leerlauf befinden Zylinder. Das heißt, von einem Ansaugluftvolumen in dem CDA-Modus des Motors 10 wird es gewünscht, dass es gleich dem Einlassluftvolumen ist, das in alle Zylinder in den normalen Betriebszustand strömt.
Demgemäß umfasst das Verfahren das Ermitteln, ob oder nicht der Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader 150 verstärkt wird, gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist. Der Turbolader 150 weist eine Schwierigkeit beim Verstärken des Einlassluftdrucks aufgrund des CDA-Modus des Motors 10 auf.
Zusätzlich umfasst das Verfahren das Verstärken des Einlassluftdrucks, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist.
Wie weiter unten beschrieben wird, kann der Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 in Abhängigkeit von der gewünschten Drehzahl des Motors 10 und einem gewünschten Einlassluftvolumen ermittelt werden. Eine Drehzahl des Turboladers 150 wird durch Steuern eines Öffnungsgrades des Wastegates basierend auf dem Zielverstärkungsdruck ermittelt.
Zusätzlich, wie weiter unten beschrieben wird, ist der Bezugsdifferenzwert ein Kriterium zum Ermitteln, ob oder nicht es von dem Auflader 200 gefordert wird einen Einlassluftdruck zu verstärken. Das Kriterium wird dazu verwendet, um zu ermitteln, dass das Verwenden des Aufladers 200 vorteilhaft ist, um den Einlassluftdruck zu verstärken anstatt des Steuerns des Turboladers 150. Der Bezugsdifferenzwert kann verschieden in Anbetracht des strategischen Steuerns des Fahrzeuges ermittelt werden.
Beispielsweise kann der Bezugsdifferenzwert ein Kriterium zum Definieren eines Zustandes sein, der es unmöglich ist, einen Verstärkungsdruck der Einlassluft, der von dem Motor 10 gewünscht wird, mit dem momentanen Abgasdruck zu erfüllen, anstatt des Steuerns der Drehzahl des Turboladers 150, wie dem Steuern eines Öffnungsgrades des Wastegates des Turboladers 150 etc. Alternativ kann der Bezugsdifferenzwert ein Kriterium zum Definieren eines weiteren Zustandes sein, dass es vorteilhaft ist, einen Einlassluftdruck durch Betätigen des Aufladers 200 anstatt des Steuerns des Turboladers 150 zu verstärken.
In dem dritten Ermittlungsschritt S300, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist, ermittelt das Steuergerät 300 basierend auf dem derzeitigen Betriebszustand des Motors 10 ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, betrieben zu werden.
Wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist, ermittelt das Steuergerät 300 basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors 10, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, betrieben zu werden.
Um zu ermitteln, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, betrieben zu werden, wie weiter unten beschrieben wird, kann das Steuergerät 300 sowohl das momentane Einlassluftvolumen als auch die begrenzte Drehzahl des Aufladers 200 verwenden. Das heißt, das Steuergerät 300 ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, in dem dritten Ermittlungsschritt S300 betrieben zu werden.
In dem vierten Ermittlungsschritt S400, wenn basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors ermittelt wird, dass es dem Auflader 200 gestattet ist, betrieben zu werden, ermittelt das Steuergerät die Zieldrehzahl des Aufladers 200. Zusätzlich ermittelt das Steuergerät 300, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.
Wenn basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors 10 ermittelt wird, dass es dem Auflader 200 gestattet wird, betrieben zu werden, berechnet das Steuergerät 300 die Zieldrehzahl des Aufladers 200. Zusätzlich ermittelt das Steuergerät 300, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, wodurch ermittelt wird, ob es erforderlich ist, den Auflader zu betreiben.
Wenn die Zieldrehzahl des Aufladers geringer ist als die Bezugsdrehzahl, ist der Betrieb des Aufladers 200 ineffizient, um ein gewünschtes Einlassluftvolumen des Motors 10 zu erreichen.
Das heißt, die Zieldrehzahl ist ein Kriterium zum Definieren eines Zustandes, dass es vorteilhaft ist, einen Einlassluftdruck durch Betätigen des Aufladers 200 zu verstärken.
Die Zieldrehzahl kann verschieden unter Verwendung von experimentellen oder theoretischen Methoden ermittelt werden. Beispielsweise kann die Zieldrehzahl ein Kriterium zum Definieren eines Zustandes sein, dass es ineffizient ist einen Einlassluftdruck durch den Betrieb des Aufladers 200 aufgrund einer leichten Verstärkung des Einlassluftdrucks mit dem Auflader 200 zu verstärken.
Die Zieldrehzahl des Aufladers 200 kann unter Verwendung verschiedener Faktoren ermittelt werden. Beispielsweise, wie weiter unten beschrieben wird, kann die Zieldrehzahl durch Verwenden des Differenzwertes zwischen dem Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader 150 verstärkt wurde, ermittelt werden.
Das heißt, in dem vierten Ermittlungsschritt S400 wird ermittelt, ob oder nicht das Betätigen des Aufladers 200 dabei effizient ist einen Einlassluftdruck zu verstärken.
In einem Betätigungsschritt S500, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, wird der Auflader 200 basierend auf der Zieldrehzahl betätigt.
Um den Auflader 200 zu betätigen, betätigt das Steuergerät 300 eine Antriebsquelle, die in dem Auflader 200 vorgesehen ist. Zusätzlich kann ein Bypass-Kanal 40 in dem Auflader 200 vorgesehen sein und das Steuergerät 300 kann den Bypass-Kanal steuern, indem ein Ventil davon ein- und ausgeschaltet wird.
Der Bypass-Kanal 40 des Aufladers 200 ist ein Kanal zum vorbeiführen von Einlassluft (Ansaugluft), die in den Motor 10 strömt, um einen Strömungswiderstand zu verhindern, der durch die Einlassluft hervorgerufen wird, die an dem Auflader 200 aufgrund eines Leerlaufzustandes des Aufladers 200 vorbeiströmt.
Wenn die Zieldrehzahl des Aufladers gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, rotiert das Steuergerät 300 den Auflader mit der Zieldrehzahl. Daher wird der Einlassluftdruck durch sowohl den Turbolader 150 als auch den Auflader 200 verstärkt und erfüllt den Verstärkungsdruck der Einlassluft, der von dem Motor 10 gewünscht wird.
Das heißt, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus basierend auf dem Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck (Einlassluftdruck, der von dem Motor 10 gewünscht wird) des Turboladers 150 und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader 150 verstärkt wurde, betrieben wird, ermittelt das Steuergerät 300, ob oder nicht es erforderlich ist, dass der Auflader 200 betrieben wird, um den Einlassluftdruck zu verstärken. Das Steuergerät 300 ermittelt basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors 10, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist betrieben zu werden. Wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader 200 gestattet ist, betrieben zu werden, ermittelt das Steuergerät 300, ob oder nicht die Zieldrehzahl des Aufladers gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist und ermittelt, ob oder nicht es vorteilhaft ist den Auflader 200 zu betätigen. Wenn ermittelt wird, dass es vorteilhaft ist den Auflader 200 zu betätigen, betätigt das Steuergerät sowohl den Turbolader 150 als auch den Auflader 200, um den Ansaugluftdruck zu verstärken. Daher ist es möglich, effizient den Motor 10 zu betätigen, indem ein gewünschtes Einlassluftvolumen trotz des CDA-Modus des Motors 10 erfüllt wird.
Im Übrigen umfasst, wie in 1 und 2 gezeigt, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Verfahren zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges das Ermitteln mit dem Steuergerät 300 in einem zweiten Ermittlungsschritt S200 des Zielverstärkungsdrucks basierend auf der gewünschten Motordrehzahl und dem gewünschten Einlassluftvolumen.
Der Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 kann basierend auf einem gewünschten Einlassluftvolumen des Motors 10 ermittelt werden. Bisher ermittelt das Steuergerät 300 den Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 durch Verwenden einer gewünschten Motordrehzahl und einem momentanen Einlassluftvolumen.
Der Zielverstärkungsdruck kann basierend auf sowohl einem Betrag an Kraftstoff, der von dem Motor 10 eingespritzt wurde als auch der Motordrehzahl ermittelt werden. Jedoch betrifft das Verfahren eine Berechnung des Zielverstärkungsdrucks in dem CDA-Modus des Motors. Daher wird gemäß der vorliegenden Offenbarung, in Anbetracht des Leerlaufzustands der Zylinder, der Zielverstärkungsdruck basierend auf dem Einlassluftvolumen der Einlassluftleitung 20 anstatt basierend auf dem Betrag an eingespritztem Kraftstoff durch den Motor 10 berechnet.
Im Speziellen ermittelt das Steuergerät 300 ein Einlassluftvolumen, das zu dem Motor 10 strömt, indem ein Öffnungsgrad des Drosselventils verwendet wird, oder durch Verwenden eines Sensors etc. In Anbetracht einer momentanen Drehzahl des Motors 10 und eines momentanen Kraftstoffverbrauchs ermittelt das Steuergerät 300 ein gewünschtes Einlassluftvolumen des Motors 10 in dem CDA-Modus des Motors 10. Um das gewünschte Einlassluftvolumen des Motors 10 zu erreichen, wird ein Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 bei dem Einlassluftvolumen ermittelt.
Daher wird gemäß der vorliegenden Offenbarung, trotz des CDA-Modus des Motors 10, bei dem einige Zylinder sich in einem Leerlaufzustand befinden, der Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 derart berechnet, dass ein gewünschtes Einlassluftvolumen, das in die verbleibenden Zylinder strömt, vollständig erfüllt ist.
Bezugnehmend auf 1 und 2 umfasst gemäß der vorliegenden Offenbarung das Verfahren zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges, dass in dem dritten Ermittlungsschritt S300 das Steuergerät 300 basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors 10 ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, betätigt zu werden, indem sowohl das momentane Einlassluftvolumen als auch die Begrenzungsdrehzahl des Aufladers 200 verwendet werden.
Im Speziellen, wie oben beschrieben wurde, wird in dem zweiten Ermittlungsschritt S200 ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist betätigt zu werden. Das heißt, es wird ermittelt, dass, wenn der Auflader in dem Fall des Überschreitens des momentanen Einlassluftvolumens betätigt wird, ob oder nicht eine gefährliche Situation, wie beispielsweise eine Beschädigung des Aufladers etc. aufgrund des Überschreitens der Begrenzungsdrehzahl des Aufladers, auftreten wird.
Die Begrenzungsdrehzahl des Aufladers 200 ist eine Drehzahl, die eine Beschädigung des Aufladers 200 hervorrufen kann. Die Begrenzungsdrehzahl wird vorgegeben (in der Regel durch den Hersteller des Aufladers). Das heißt, gemäß der vorliegenden Offenbarung wird, basierend auf sowohl dem momentanen Einlassluftvolumen, das durch den Auflader 200 strömt, und der Begrenzungsdrehzahl ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist, stabil betrieben zu werden.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst gemäß der vorliegenden Offenbarung das Verfahren zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges, dass in dem vierten Ermittlungsschritt S400 das Steuergerät 300 die Zieldrehzahl des Aufladers 200 basierend auf dem momentanen Einlassluftvolumen, dem Einlassluftdruck des Aufladers 200 und dem Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck und dem momentanen Verstärkungsdruck ermittelt.
Im Speziellen ermittelt das Steuergerät 300 ein Einlassluftvolumen, das zu dem Auflader 200 strömt und ermittelt einen Einlassluftdruck des Aufladers 200. Der Einlassluftdruck wird mit einem Sensor oder mit dem Steuergerät 300 basierend auf einem Fahrzustand des Turboladers 150 gemessen.
Die Zieldrehzahl des Aufladers kann durch Anwenden des Differenzwertes des Zielverstärkungsdrucks und des momentanen Verstärkungsdrucks des Turboladers 150 an den Einlassluftdruck des Aufladers 200 ermittelt werden. Der Auflader 200 verstärkt einen Einlassluftdruck des momentanen Einlassluftvolumens, um vollständig den Zielverstärkungsdruck zu erfüllen.
Das heißt, der Einlassluftdruck wird durch Passieren des Turboladers 150 verstärkt und erfüllt einen gewünschten Einlassluftdruck des Motors 10, indem er den Auflader 200 passiert, der bei der Zieldrehzahl betrieben wird. Daher wird der Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 erfüllt, indem sowohl der Turbolader 150 als auch der Auflader 200 betätigt werden.
In 1 und 2 umfasst gemäß der vorliegenden Offenbarung das Verfahren zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges ferner nach dem ersten Ermittlungsschritt S100, das Erhöhen eines Öffnungsgrades eines Abgasrückführventils (AGR-Ventil) 170 mit dem Steuergerät 300 ausgehend von einem vorgegebenen Öffnungsgrad des AGR-Ventils 170, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird, in einem Erhöhungsschritt S110.
Wie oben beschrieben wurde, verringert sich, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird, das Volumen oder der Druck des Abgases. Folglich ist es möglich, einen Effekt bei einem AGR-System beim Rückführen eines Teils des Abgases in Richtung der Einlassluft zur Verfügung zu stellen.
Im Speziellen kann das AGR-System auf verschiedene Arten zur Verfügung gestellt werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung rezirkuliert das AGR-System einen Teil des Abgases in Richtung der Einlassluft, indem eine Strömung des Abgases durch Verwenden eines Differenzwertes zwischen dem Abgasdruck und dem Einlassluftdruck hervorgerufen wird.
Hier verringert sich, wenn der Abgasdruck aufgrund des CDA-Modus des Motors 10 abnimmt, der Differenzwert zwischen dem Abgasdruck und dem Einlassluftdruck auch, so dass das zurückgeführte Abgasvolumen abnimmt. Wie oben beschrieben wurde, wird in dem CDA-Modus des Motors 10 das Einspritzen von Kraftstoff in einen Teil der Zylinder angehalten; jedoch strömt die Einlassluft weiterhin in die sich im Leerlaufzustand befindenden Zylinder. Daher wird von einem Einlassluftzustand in dem CDA-Modus gewünscht, dass er gleich dem in dem normalen Betriebszustand des Motors ist.
Das heißt, trotz des CDA-Modus des Motors wird es von einem rezirkulierten Abgasvolumen in dem CDA-Modus gewünscht, dass es gleich dem in dem normalen Betriebszustand, in dem in alle Zylinder Kraftstoff eingespritzt wird, ist. Bisher erhöht gemäß der vorliegenden Offenbarung das Steuergerät den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 170 ausgehend von einem vorgegebenen Wert, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird, wodurch das rezirkulierte Abgas daran gehindert wird, abzunehmen.
Der vorgegebene Wert ist ein Öffnungsverhältnis des AGR-Ventils 170, welches ein zurückgeführtes Abgasvolumen in dem normalen Betriebszustand anzeigt, in dem alle Zylinder des Motors 10 mit Kraftstoff versorgt werden. Wie oben beschrieben wurde, nimmt in dem CDA-Modus des Motors 10, wenn das AGR-System betrieben wird, indem der voreingestellt Wert angewendet wird, das zurückgeführte Abgasvolumen ab. Gemäß der vorliegenden Offenbarung erhöht das Steuergerät einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils 170 ausgehend von dem voreingestellten Wert, wenn der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird, wodurch das zurückgeführte Abgasvolumen daran gehindert wird trotz des CDA-Modus des Motors 10 abzunehmen.
Das erhöhte Öffnungsverhältnis des AGR-Ventils 170 kann theoretisch und experimentell ermittelt werden. Zusätzlich, kann in Anbetracht einer Motordrehzahl, eines Ansaugluftvolumens, und etc. der erhöhte Öffnungsgrad vorab in dem Steuergerät 300 als eine Zuordnungstabelle gespeichert werden.
Im Übrigen umfasst, wie in 2 gezeigt, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das System zum Steuern des Aufladers des Fahrzeuges: einen Turbolader 150, der an einer Einlassluftleitung 20 eines Motors 10 vorgesehen ist und einen Druck einer Einlassluft verstärkt, die in den Motor 10 strömt; den Auflader 200, der in der Einlassluftleitung 20 an einem Ort flussabwärts des Turboladers 150 vorgesehen ist und der den Druck der Einlassluft, die in den Motor 10 strömt, optional verstärkt; und ein Steuergerät 300, das ermittelt, ob oder nicht der Motor 10 in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betrieben wird; das einen Differenzwertes zwischen einem Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und eines momentanen Verstärkungsdrucks der Einlassluft, die von dem Turbolader verstärkt wurde, berechnet und das ermittelt, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor in dem CDA-Modus betrieben wird; das basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors 10 ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist; das eine Zieldrehzahl eines Aufladers ermittelt und das ermittelt, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader 200 gestattet ist, basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors betrieben zu werden und das den Aufladers 200 basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, betreibt.
Im Speziellen umfasst der Turbolader 150 sowohl einen Kompressor, der an der Einlassluftleitung 20 vorgesehen ist und Einlassluft komprimiert, als auch eine Turbine, die an einer Abgasströmungsleitung 30 vorgesehen ist und mittels Abgas rotiert.
Zusätzlich wird es gewünscht, dass ein Kompressor und eine Antriebsquelle in dem Auflader 200 vorgesehen sind, wobei der Kompressor an der Einlassluftströmungsleitung 20 an einem Ort flussabwärts des Turboladers 150 vorgesehen ist, und die Antriebsquelle den Auflader 200 rotiert.
Im Übrigen kann das Steuergerät 300 das MSG sein, das den Motor 10 steuert oder kann ein separates Steuergerät sein, das eine Information mit dem MSG austauscht. Das Steuergerät ermittelt, ob der Motor 10 in dem CDA-Modus betrieben wird und berechnet den Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck des Turboladers 150 basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader 150 verstärkt wurde.
Zusätzlich, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist, ermittelt das Steuergerät 300 basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors 10, ob oder nicht es dem Auflader 200 gestattet ist betrieben zu werden. Das Steuergerät 300 ermittelt die Zieldrehzahl des Aufladers 200 und ermittelt, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.
Jedoch, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, betätigt das Steuergerät 300 den Auflader basierend auf der Zieldrehzahl.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Aufladers (200) eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren umfasst: das Ermitteln mit einem Steuergerät (300) in einem ersten Ermittlungsschritt, ob ein Motor (10) in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betrieben wird oder nicht; das Berechnen mit dem Steuergerät (300) in einem zweiten Ermittlungsschritt eines Differenzwertes zwischen einem Zielverstärkungsdruck eines Turboladers (150) basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und einem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader (150) verstärkt wurde, und das Ermitteln, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor (10) in dem CDA-Modus betrieben wird; das Ermitteln mit dem Steuergerät (300) in einem dritten Ermittlungsschritt, basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors (10), ob oder nicht es dem Auflader (200) gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist; das Ermitteln mit dem Steuergerät (300) in einem vierten Ermittlungsschritt einer Zieldrehzahl des Aufladers (200) und das Ermitteln, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader (200) gestattet ist, betrieben zu werden; und das Betreiben des Aufladers (200) basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in dem zweiten Ermittlungsschritt, das Steuergerät (300) den Zielverstärkungsdruck basierend auf einer gewünschten Motordrehzahl und einem gewünschten Einlassluftvolumen ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem dritten Ermittlungsschritt, das Steuergerät (300) basierend auf dem momentanen Betriebszustand des Motors (10) ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader (200) gestattet ist, betrieben zu werden, indem sowohl ein momentanes Einlassluftvolumen als auch eine Begrenzungsdrehzahl des Aufladers (200) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem vierten Ermittlungsschritt das Steuergerät (300) die Zieldrehzahl des Aufladers basierend auf einem Einlassluftdruck und einem momentanen Einlassluftvolumen des Aufladers (200) und dem Differenzwert zwischen dem Zielverstärkungsdruck und dem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader (150) verstärkt wurde, ermittelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, nach dem ersten Ermittlungsschritt, das Erhöhen eines Öffnungsgrades eines Abgasrückführventils (AGR-Ventil) (170) ausgehend von einem vorgegebenen Wert, wenn der Motor (10) in dem CDA-Modus betrieben wird, durch das Steuergerät (300).
System zum Steuern eines Aufladers (200) eines Fahrzeuges, wobei das System umfasst: einen Turbolader (150), der an einer Einlassluftleitung (20) eines Motors (10) vorgesehen ist und einen Druck einer Einlassluft verstärkt, die in den Motor (10) strömt; den Auflader (200), der an der Einlassluftleitung (20) an einem Ort flussabwärts des Turboladers (150) vorgesehen ist und optional den Druck der Einlassluft verstärkt, die in den Motor (10) strömt; und ein Steuergerät (30), das ausgebildet ist, um zu ermitteln, ob oder nicht der Motor (10) in einem Zylinderabschaltmodus (CDA-Modus) betrieben wird; das einen Differenzwert zwischen einem Zielverstärkungsdruck des Turboladers (150) basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges und einem momentanen Verstärkungsdruck der Einlassluft, die von dem Turbolader (150) verstärkt wurde, berechnet und das ermittelt, ob oder nicht der Differenzwert gleich oder größer als ein Bezugsdifferenzwert ist, wenn der Motor (10) in dem CDA-Modus betrieben wird; das basierend auf einem momentanen Betriebszustand des Motors (10) ermittelt, ob oder nicht es dem Auflader (200) gestattet ist betrieben zu werden, wenn der Differenzwert gleich oder größer als der Bezugsdifferenzwert ist; das eine Zieldrehzahl des Aufladers (200) ermittelt, und das ermittelt, ob oder nicht die Zieldrehzahl gleich oder größer als eine Bezugsdrehzahl ist, wenn ermittelt wird, dass es dem Auflader (200) gestattet ist, betrieben zu werden; und das den Auflader (200) basierend auf der Zieldrehzahl, wenn die Zieldrehzahl gleich oder größer als die Bezugsdrehzahl ist, betreibt.