DE102017109464A1

DE102017109464A1 - Vorrichtung und verfahren zum steuern eines verbrennungsmotors eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE102017109464A1
Application number: DE102017109464.4A
Authority: DE
Inventors: Hyunwoo NOH
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-06-14
Also published as: KR102394546B1; CN108223159A; KR20180068571A; CN108223159B

Abstract

Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors (100) eines Fahrzeuges, aufweisend: einen Verbrennungsmotor (100), der einen Einlasskrümmer (103), der Luft empfängt, und einen Abgaskrümmer (105), der Abgas abführt, aufweist, ein Abgasrückführungsventil (180), das einen Teil des Abgases zu dem Einlasskrümmer (103) zurückführt und die Menge an rückgeführtem Abgas steuert, und eine Steuervorrichtung (250), die das Abgasrückführungsventil (180) steuert, wobei die Steuervorrichtung (250) eine Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von einem Betriebspunkt des Motors (100) setzt, eine Drehmomentänderung generiert basierend auf der Änderung des Gaspedals, eine exzessive Benutzung oder keine ermittelt basierend auf dem Drehmomentänderungsbetrag, eine Final-Ziel-Luftmenge generiert basierend auf einem Korrekturfaktor, der im Falle der exzessiven Benutzung von der Basis-Ziel-Luftmenge und der Drehmomentänderung abhängt, und das Abgasrückführungsventil (180) basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge steuert.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0170390 , die am 14. Dezember 2016 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde, wobei deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges, die den Motor durch Generieren einer Ziel-Luftmenge steuern können, die auf einem Korrekturfaktor basiert, in welchem ein Fahrzeugzustand während einer exzessiven Benutzung bzw. eines exzessiven Betriebs reflektiert ist.
Beschreibung bezogener Technik
Im Allgemeinen enthält das Abgas eines Verbrennungsmotors eine große Menge an gefährlichen Bestandteilen, wie beispielsweise Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC) und Stickstoffoxid (NOx). Im Spezielleren, wenn sich eine Verbrennungstemperatur des Motors erhöht, erhöht sich eine Erzeugungsmenge an Stickstoffoxid, und als ein Ergebnis muss die Verbrennungstemperatur des Motors verringert werden, um die Menge an Stickstoffoxid in dem Abgas zu reduzieren.
Die größte Ursache für die Zunahme der Verbrennungstemperatur des Motors ist, dass, wenn eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von Flamen, die von einer Zündkerze entzündet sind, zunimmt, während die Dichte des Gasgemischs in einer Verbrennungskammer hoch ist, eine Hochtemperatur-Erhitzung unmittelbar erzeugt wird.
Als ein Verfahren zum Verringern der Verbrennungstemperatur des Motors, um die Menge an Stickstoffoxid in dem Abgas zu reduzieren, gibt es ein Abgasrückführungsverfahren (AGR-Verfahren), das die Verbrennungstemperatur des Motors durch Verringern der Dichte des Gasgemisches verringert, ohne ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis selbst zu verändern, indem ein Teil des Abgases in das angesaugte Gasgemisch eingebracht ist und in die Verbrennungskammer strömt.
Das Abgasrückführungsverfahren (AGR-Verfahren) wird sowohl zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz des Motors als auch zum Reduzieren der Menge der Stickstoffoxide in dem Abgas verwendet. Das Abgasrückführungsverfahren (AGR-Verfahren) kann sowohl einen Zündzeitpunkt vorrücken durch Vermeiden einer Klopfen-Erzeugungsregion als auch die Menge an Stickstoffoxid verringern durch Verringern der Temperatur der Verbrennungskammer. Als eine Folge kann ein Fahrzeug, bei dem das Abgasrückführungsverfahren (AGR-Verfahren) angewendet ist, die Leistung des Motors und die Kraftstoffeffizienz verbessern.
Die Abgasrückführung (AGR), bei der das Abgas zu einem Einlasskrümmer zurückgeführt wird, muss zur genauen Steuerung der Abgasrückführung (AGR) gesteuert werden.
Als ein Verfahren zum Steuern der Abgasrückführung (AGR), wird eine Ziel-Luftmenge generiert, die auf der Drehzahl und einer Kraftstoffeinspritzmenge des Motors basiert, und die Abgasrückführung (AGR) wird basierend auf der generierten Ziel-Luftmenge gesteuert.
Allerdings verringert sich bei der bezogenen Technik die Abgasrückführungsrate (AGR-Rate) im Falle dass der Ladedruck während einer exzessiven Benutzung nicht ausreichend gebildet wird, um das Drehmoment zu erhöhen, oder im Falle dass der Ladedruck während einer normalen Benutzung dem Zielladedruck nicht folgen kann, wenn der Ziel-Luftmenge, die durch die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt ist, gefolgt wird, und demzufolge erhöht sich das Stickstoffoxid gegenüber einer Intention.
Ferner ist in der bezogenen Technik während der exzessiven Benutzung, um das Drehmoment zu verringern, entgegengesetzt dazu der Ladedruck überhöht und die AGR-Rate überhöht. Demzufolge nimmt Feinstaub (PM) zu und die Kraftstoffeffizienz verschlechtert sich.
Zusätzlich nimmt in der bezogenen Technik der Feinstaub in einem normalen Betriebszustand zu, wenn die Ziel-Luftmenge absichtlich eingestellt ist, um niedrig zu sein, um ein solches Phänomen zu verhindern, und umgekehrt. Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt Hintergrund der Erfindung offenbart sind, sind nur zur Verbesserung des Verstehens des Hintergrundes der Erfindung, und dementsprechend können sie Informationen beinhalten, die nicht Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bekannt ist.
[Bezogene-Technik-Dokument]
[Patent Dokument]
(Patent Dokument 1) Koreanisches Patent Nr. 10-1036715 (17. Mai 2011)
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben gemacht, um eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeuges) zu schaffen, die den Motor durch Generieren einer Ziel-Luftmenge steuern können, die auf einem Korrekturfaktor basiert, welcher einen Fahrzeugzustand während einer exzessiven Benutzung reflektiert (z.B. berücksichtigt).
Zusätzlich wurde die vorliegende Erfindung auch in einem Bestreben gemacht, um eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeuges) zu schaffen, die ein Abgasrückführungsventil basierend auf einer Final-Ziel-Luftmenge steuern können durch Verwenden einer Basis-Ziel-Luftmenge, die abhängig ist von einem Motorbetriebspunkt, und eines Korrekturfaktors, der abhängig ist von einem Fahrzeugzustand (z.B. Fahrzeugfahrzustand).
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeuges) bereit, aufweisend: einen Verbrennungsmotor, der einen Einlasskrümmer, der Luft empfängt, und eine Abgaskrümmer, der Abgas abführt, aufweist, ein Abgasrückführungsventil, das einen Teil des Abgases zu dem Einlasskrümmer zurückführt und die Menge an zurückgeführtem Abgas steuert, und eine Steuervorrichtung, die das Abgasrückführungsventil steuert, wobei die Steuervorrichtung eine Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von einem Betriebspunkt des Motors setzt, eine Drehmomentänderung generiert basierend auf einer Änderung eines Gaspedals, eine exzessive Benutzung (bzw. einen exzessiven Betrieb) oder keine ermittelt basierend auf einem Drehmomentänderungsbetrag, im Falle einer exzessiven Benutzung eine Final-Ziel-Luftmenge generiert basierend auf einem Korrekturfaktor, der von der Basis-Ziel-Luftmenge und der Drehmomentänderung abhängt, und das Abgasrückführungsventil basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge steuert.
Die Steuervorrichtung kann z.B. die Final-Ziel-Luftmenge generieren basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, einem ersten Korrekturfaktor, der von der Drehmomentänderung abhängt, einem zweiten Korrekturfaktor, der von einer Gangstufe (z.B. einem Schaltgang) abhängt, und einem dritten Korrekturfaktor, der von einem Motorbetriebspunkt abhängt.
Die Steuervorrichtung kann z.B. den ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung durch einen vorgegebenen ersten Korrektur-Steuerplan setzen.
Die Steuervorrichtung kann z.B. den zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe durch einen vorgegebenen zweiten Korrektur-Steuerplan setzen.
Die Steuervorrichtung kann z.B. den dritten Korrekturfaktor abhängig von dem Betriebspunkt des Motors durch einen vorgegebenen dritten Korrektur-Steuerplan setzen.
Die Steuervorrichtung kann z.B. die Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Motors durch einen vorgegebenen Luftmenge-Steuerplan setzen.
Die Steuervorrichtung kann z.B. ermitteln, dass die exzessive Benutzung durchgeführt wird, wenn die Drehmomentänderung gleich oder größer als ein Referenzwert ist.
Ferner kann die Steuervorrichtung z.B. die Drehmomentänderung basierend auf einer Verstellungsänderung (bzw. Verstellungsvariierung) des Gaspedals generieren.
Eine andere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeuges) bereit, aufweisend: Erfassen eines Betriebspunktes des Motors, Setzen einer Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von einem Betriebspunkt des Motors, Generieren einer Drehmomentänderung basierend auf einer Verstellungsänderung eines Gaspedals, Ermitteln, ob eine exzessive Benutzung vorliegt oder nicht, basierend auf der Drehmomentänderung, Generieren, im Falle der exzessiven Benutzung, einer Final-Ziel-Luftmenge basierend auf einer Basis-Ziel-Luftmenge und einem Korrekturfaktor, der von der Drehmomentänderung abhängt, und Steuern des Abgasrückführungsventils basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden, da ein Motor durch das Generieren einer Ziel-Luftmenge gesteuert werden kann, die auf einem Korrekturfaktor basiert, in welchem ein Fahrzeugzustand während einer exzessiven Benutzung reflektiert ist.
Zusätzlich können Stickstoffoxid und Feinstaub reduziert werden, da ein Abgasrückführungsventil gesteuert werden kann basierend auf einer Final-Ziel-Luftmenge durch Verwenden einer Basis-Ziel-Luftmenge, die von einem Motorbetriebspunkt und einem Korrekturfaktor abhängt, der von einem Fahrzeugzustand (z.B. Fahrzeugfahrzustand) abhängt.
Außerdem ist ein Effekt, der durch die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt oder prognostiziert werden kann, in der ausführlichen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung direkt oder implizit offenbart. Das heißt, verschiedene Effekte, die gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung prognostiziert sind, werden in der ausführlichen Beschreibung offenbart, die unten beschrieben werden soll.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Eingang und einen Ausgang einer Steuervorrichtung in der Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein beispielhaftes Diagramm, das das Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Bezugszeichenliste

100:: Verbrennungsmotor
110:: Filter
120:: Drosselventil (bzw. Drosselklappe)
140:: Rußfilter
150:: Katalysator
180:: AGR-Ventil
210:: Motordrehzahl-Erfassungseinheit
215:: Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit
220:: APS
225:: Gangstufe-Erfassungseinheit
250:: Steuervorrichtung

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird ein Betriebsprinzip für beispielhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeuges) gemäß der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen und die Beschreibung beschrieben. Außerdem sind die Zeichnungen, die nachstehend dargestellt sind, und eine ausführliche Beschreibung, die nachstehend beschrieben werden soll, zugehörig zu einer bevorzugten Ausführungsform unter verschiedenen Ausführungsformen zum effizienten Beschreiben eines Merkmals der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend sollte die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Zeichnungen und die Beschreibung, die nachstehend aufgeführt sind, beschränkt werden.
Ferner wird nachstehend durch das Beschreiben der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von zugehörigen bekannten Funktionen oder Beschaffenheiten ausgelassen, wenn feststeht, dass die ausführliche Beschreibung das Wesentliche der vorliegenden Erfindung unnötigerweise unklar machen sollte. Zusätzlich können Begriffe, die als Begriffe nachstehend beschrieben werden sollen, die unter Berücksichtigung der Funktionen in der vorliegenden Erfindung definiert sind, abhängig von der Intention oder der Gewohnheit eines Benutzers oder eines Betreibers variieren. Dementsprechend müssen die Begriffe über die vorliegende Erfindung hinweg basierend auf den Inhalten definiert werden.
Ferner werden die Begriffe in den beispielhaften Ausführungsformen, die nachstehend aufgeführt sind, geeignet abgeändert, integriert oder separiert, so dass sie durch den Fachmann offensichtlich verstanden werden sollten, um die technischen Kernmerkmale der vorliegenden Erfindung effizient zu beschreiben, wobei die vorliegende Erfindung nicht speziell darauf beschränkt ist.
Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
Bezugnehmend auf 1 weist die Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges auf einen Verbrennungsmotor 100, ein Drosselventil 120, ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 180, einen Katalysator 150, einen Turbolader 160 und eine Steuervorrichtung 250.
Der Motor 100 wandelt durch Verbrennen eines Gasgemisches, in dem Kraftstoff und Luft gemischt sind, chemische Energie in mechanische Energie um.
Der Motor 100 weist einen Einlasskrümmer 103 und einen Abgaskrümmer 105 auf.
Der Einlasskrümmer 103 ist mit einem Einlassrohr 10 verbunden, um Luft zu empfangen. Hierin sollte verstanden sein, dass das Einlassrohr 10 alle Rohre, Schläuche und Röhren aufweist, die mit dem Einlasskrümmer 103 verbunden sind, um die Luft zu dem Einlasskrümmer 103 zu liefern.
Ein Filter 110 und ein Drosselventil 120 sind an dem Einlassrohr 10 angebracht.
Der Filter 110 ist an dem Einlassrohr 10 angebracht und filtert (110) ein Material, das in der Einlassluft enthalten ist, die durch das Einlassrohr hindurch geliefert wird.
Das Drosselventil 120 ist an dem Einlassrohr 10 angebracht. Das Drosselventil 120 steuert die Menge der Einlassluft, die durch das Einlassrohr 10 geliefert wird. Die Menge der Einlassluft kann festgelegt werden entsprechend einem Öffnungsgrad des Drosselventils 120 und der Öffnungsgrad des Drosselventils 120 kann als ein Prozentsatz ausgedrückt werden. Zum Beispiel, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils 120 100% ist, kann der Öffnungsgrad von 100% einen Zustand anzeigen, in dem das Drosselventil 120 komplett geöffnet ist, und wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils 120 0% ist, kann der Öffnungsgrad von 0% einen Zustand anzeigen, in dem das Drosselventil 120 komplett geschlossen ist.
Das Abgas, das während eines Verbrennungsprozesses generiert wird, wird in dem Abgaskrümmer 105 gesammelt und danach zum Äußeren des Motors abgeführt. Der Abgaskrümmer 105 ist mit einem Abgasrohr 20 verbunden, um das Abgas zum Äußeren des Fahrzeuges abzuführen. Hierin sollte verstanden sein, dass das Abgasrohr 20 alle Rohre, Schläuche und Röhren aufweist, die mit dem Abgaskrümmer 105 verbunden sind, um das Abgas zu dem Äußeren des Fahrzeuges abzuführen.
Ein Rußfilter 140 und der Katalysator 150 sind an dem Abgasrohr 20 angebracht.
Der Rußfilter 140 ist an dem Abgasrohr 20 angebracht und sammelt Feinstaub, der in dem Abgas enthalten ist. Im Allgemeinen weist der Rußfilter 140 eine Mehrzahl von Eingangskanälen und von Ausgangskanälen auf.
Da ein Ende des Eingangskanals geöffnet ist und das andere Ende des Eingangskanals geschlossen ist, strömt das Abgas in den Eingangskanal. Ferner ist ein Ende des Ausgangskanals geschlossen und das andere Ende des Ausgangskanals ist geöffnet, um das Abgas in den Rußfilter 140 zu dem Äußeren des Rußfilters 140 abzuführen.
Das Abgas, das in den Rußfilter 140 durch den Eingangskanal strömt, tritt in den Ausgangskanal durch eine poröse Partition (z.B. poröse Trennwand) ein, die den Eingangskanal und den Ausgangskanal abteilt, und danach wird das Abgas zu dem Rußfilter 140 durch den Ausgangskanal abgeführt. Die Feinstäube, die in dem Abgas enthalten sind, werden gesammelt, während das Abgas die poröse Partition passiert.
Währenddessen ist ein Differentialdrucksensor (nicht dargestellt) an dem Abgasrohr 20 angebracht.
Der Differentialdrucksensor misst einen Druckunterschied zwischen einem vorderseitigen Abschnitt und einem rückseitigen Abschnitt des Rußfilters 140 und liefert ein Signal für die Druckdifferenz an die Steuervorrichtung 250. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 250 den Rußfilter 140 steuern, um sich zu regenerieren, wenn die Druckdifferenz, die durch den Differentialdrucksensor gemessen ist, gleich oder größer als ein vorgegebener Druck ist. In diesem Fall wird Kraftstoff von einer Einspritzdüse (z.B. einem Injektor) (nicht dargestellt) nacheingespritzt, um die Feinstäube, die in dem Rußfilter 140 gesammelt sind, zu verbrennen.
Der Katalysator 150 ist an dem Abgasrohr 20 an dem rückseitigen Abschnitt des Rußfilters 140 angebracht. Der Katalysator 150 reinigt gefährliche Materialien (HC, CO und NOx), die in dem Abgas enthalten sind. Insbesondere, wenn der Katalysator 150 Stickstoffoxid reinigt, weist der Katalysator 150 alkalisches Material auf. In diesem Fall können auch Schwefeloxide, die in dem Abgas enthalten sind, in dem Katalysator 150 adsorbiert werden. Während die Schwefel oxide in dem Katalysator adsorbiert werden, verschlechtert sich die Reinigungsfähigkeit des Stickstoffoxids. Demzufolge, wenn die Schwefeloxide, die in dem Katalysator 150 adsorbiert werden, gleich oder größer als eine vorgegebene Menge sind, müssen die Schwefeloxide durch Erhöhen der Temperatur des Abgases entfernt werden. Dies wird als Entschwefelung des Katalysators 150 bezeichnet. Im Allgemeinen wird der Katalysator 150 im Anschluss an die Regeneration des Rußfilters 140 entschwefelt. In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Katalysator 150 ein selektiver katalytischer Reduktionskondensator (SCR-Kondensator) sein, wobei er nicht darauf beschränkt ist.
Ferner kann die Position des Katalysators 150 an dem Abgasrohr 20 abhängig von der Art des Katalysators 150 variieren. Zum Beispiel, wenn der Katalysator 150 ein Mager-NOx-Speicherkatalysator (LNT-Katalysator) ist, kann der Katalysator 150 an dem Abgasrohr 20 an dem vorderseitigen Abschnitt des Rußfilters 140 angebracht sein. Dementsprechend ist die Position des Katalysators 150 nicht auf die Position beschränkt, die in der beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist.
Der Turbolader 160, der die Einlassluft durch Verwenden der Energie des Abgases auflädt (turboauflädt), weist eine Turbine 163 und einen Verdichter 165 auf.
Die Turbine 163 ist an dem Abgasrohr 20 angebracht und rotiert durch das Abgas.
Der Verdichter 165 ist mit der Turbine durch eine Welle verbunden, um zusammen mit der Turbine zu rotieren. Der Verdichter 165 ist an dem Einlassrohr angebracht, um die Einlassluft aufzuladen. Das heißt, wenn die Turbine durch das Abgas rotiert, rotiert der Verdichter 165, der mit der Turbine verbunden ist, und die Einlassluft nimmt zu.
Das AGR-Ventil 180 ist zwischen dem Abgasrohr 20 und dem Einlasskrümmer angebracht. Das AGR-Ventil 180 steuert die Menge an Abgas, das zu dem Einlasskrümmer zurückgeführt wird. Die Menge an zurückgeführtem Abgas kann entsprechend dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 180 bestimmt sein und der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 180 kann als Prozentsatz ausgedrückt sein. Zum Beispiel, wenn der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 180 100% ist, kann der Öffnungsgrad von 100% einen Zustand anzeigen, in dem das AGR-Ventil 180 komplett geöffnet ist, und wenn der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 180 0% ist, kann der Öffnungsgrad von 0% einen Zustand anzeigen, in dem das AGR-Ventil 180 komplett geschlossen ist.
Die Position des AGR-Ventils 180, die in 1 dargestellt ist, kann ein Beispiel anzeigen und das AGR-Ventil 180 kann an einer unterschiedlichen Position je nach Notwendigkeit positioniert sein. Dementsprechend meint das AGR-Ventil 180 alle Ventile, die die Menge des Abgases steuern können, die zum Einlasskrümmer zurückgeführt wird.
Die Steuervorrichtung 250 steuert den Verbrennungsmotor 100, das Drosselventil 120, das AGR-Ventil 180, den Katalysator 150 und den Turbolader 160, die (alle) Komponenten einer Verbrennungsmotorsteuervorrichtung sind. Die Steuervorrichtung 250 steuert den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 180 entsprechend einem Betriebszustand des Motors 100.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Eingang und einen Ausgang einer Steuervorrichtung in der Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezugnehmend auf 2 weist die Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges ferner eine Motordrehzahl-Erfassungseinheit 210, eine Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit 215, ein Gaspedalstellungssensor (APS) 220 und eine Gangstufe-Erfassungseinheit 225 auf.
Die Motordrehzahl-Erfassungseinheit 210 erfasst eine Drehzahl, mit der der Motor 100 rotiert, und liefert ein Signal für die erfasste Drehzahl an die Steuervorrichtung 250.
Die Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit 215 erfasst die Kraftstoffmenge, die in den Motor 100 eingespritzt wird, und liefert ein Signal für die erfasste Kraftstoffmenge an die Steuervorrichtung 250.
Der APS 220 erfasst einen Grad, zu dem ein Fahrer ein Gaspedal drückt. Das heißt, der APS 220 erfasst eine Position oder eine Verstellung (das heißt, einen Grad, zu dem ein Gaspedal gedrückt ist) des Gaspedals und liefert ein Signal für die erfasste Position oder die erfasste Verstellung an die Steuervorrichtung 250.
Anstatt den APS 220 zu nutzen, kann der Öffnungsgrad des Drosselventils 120, das an einer Einlasspassage angebracht ist, erfasst und genutzt werden.
Die Gangstufe-Erfassungseinheit 225 erfasst eine Gangstufe, die dem Getriebe zugehört (nicht dargestellt), und liefert ein Signal für die erfasste Gangstufe an die Steuervorrichtung 250.
Die Steuervorrichtung 250 empfängt die Motordrehzahl von der Motordrehzahl-Erfassungseinheit 210 und empfängt die Kraftstoffmenge von der Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit 215. Die Steuervorrichtung 250 verifiziert einen Betriebspunkt des Motors 100 durch die Motordrehzahl und die Kraftstoffmenge und verifiziert eine Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Motors 100. Die Steuervorrichtung 250 generiert eine Drehmomentänderung abhängig von einem Verstellungsbetrag des Gaspedals, der durch den APS 220 erfasst ist, und setzt einen ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung. Die Steuervorrichtung 250 setzt einen zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe, die durch die Gangstufe-Erfassungseinheit 225 erfasst ist, und setzt einen dritten Korrekturfaktor abhängig von dem Betriebspunkt des Motors 100.
Die Steuervorrichtung 250 generiert eine Final-Ziel-Luftmenge basierend auf der Basis-Luftmenge, dem ersten Korrekturfaktor, dem zweiten Korrekturfaktor und dem dritten Korrekturfaktor. Die Steuervorrichtung 250 steuert das AGR-Ventil 180 basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge.
Für einen solchen Zweck kann die Steuervorrichtung 250 durch einen oder mehrere Prozessoren implementiert sein, die durch ein festgelegtes Programm tätig sind, und das festgelegte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt des Verfahrens zum Steuern des Motors gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Das Motorsteuerungsverfahren wird mit Bezug auf die 3 und 4 ausführlicher beschrieben.
Nachstehend wird das Verfahren zum Steuern des Verbrennungsmotors in dem Fahrzeug mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezugnehmend auf 3 verifiziert die Steuervorrichtung 250 den Betriebspunkt des Motors 100, wenn der Motor 100 eingeschaltet ist (S310). Das heißt, die Motordrehzahl-Erfassungseinheit 210 erfasst die Drehzahl des Motors 100 und liefert das Signal für die erfasste Drehzahl an die Steuervorrichtung 250. Die Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit 215 erfasst die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzdüse eingespritzt wird, und liefert das Signal für die erfasste Kraftstoffmenge an die Steuervorrichtung 250. Die Steuervorrichtung 250 empfängt die Motordrehzahl von der Motordrehzahl-Erfassungseinheit 210 und empfängt die Kraftstoffmenge von der Kraftstoffmenge-Erfassungseinheit 215. Die Steuervorrichtung 250 verifiziert den Betriebspunkt des Motors 100 durch die Motordrehzahl und die Kraftstoffmenge.
Die Steuervorrichtung 250 setzt die Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Motors 100 (S320). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 setzt die Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Motors 100 durch einen Luftmenge-Steuerplan. Hierin kann der Luftmenge-Steuerplan ein Steuerplan sein, der festgelegt ist, um die Basis-Ziel-Luftmenge hinsichtlich eines jeden Betriebspunktes einer Mehrzahl von Verbrennungsmotoren 100 abzugleichen, und kann vorbestimmt sein. Der Luftmenge-Steuerplan kann durch einen vorbestimmten Algorithmus (zum Beispiel ein Programm und ein Wahrscheinlichkeitsmodell) festgelegt sein.
Die Steuervorrichtung 250 generiert eine Drehmomentänderung für/auf eine Anfrage/Anforderung des/durch den Fahrer/s (S330). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 kann die Drehmomentänderung generieren, die auf der Verstellungsänderung des Gaspedals basiert. Allerdings ist es nicht darauf beschränkt, dass die Drehmomentänderung basierend auf der Verstellungsänderung des Gaspedals generiert wird, und die Drehmomentänderung kann durch andere Elemente generiert werden.
Die Steuervorrichtung 250 stellt fest (bzw. ermittelt), ob eine exzessive Benutzung oder keine vorliegt, basierend auf der Drehmomentänderung (S340). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 kann die exzessive Benutzung oder keine durch Verifizieren ermitteln, ob die Drehmomentänderung gleich oder größer als ein Referenzwert ist. In diesem Fall kann der Referenzwert ein Wert sein, welcher eine Referenz für den Fahrer wird, um eine exzessive Benutzung oder eine normale Benutzung durch die Drehmomentänderung zu ermitteln. Der Referenzwert kann durch einen vorbestimmten Algorithmus (zum Beispiel das Programm oder das Wahrscheinlichkeitsmodell) festgelegt sein.
Die Steuervorrichtung 250 steuert das AGR-Ventil 180 basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, wenn die normale Benutzung durch die Drehmomentänderung verifiziert ist (S350). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 steuert das AGR-Ventil 180 basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, die in Schritt S320 festgelegt ist, wenn die Drehmomentänderung kleiner als der Referenzwert ist.
Die Steuervorrichtung 250 setzt den ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung, wenn die exzessive Benutzung durch die Drehmomentänderung verifiziert ist (S360). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 setzt den ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung durch einen ersten Korrektur-Steuerplan. In diesem Fall kann der erste Korrektur-Steuerplan, der als Steuerplan durch Abgleichen des Korrekturfaktors mit jedem einer Mehrheit von Drehmomentänderungsbeträgen festgelegt ist, vorbestimmt sein. Der erste Korrektur-Steuerplan kann durch einen vorbestimmten Algorithmus (zum Beispiel das Programm und das Wahrscheinlichkeitsmodell) festgelegt sein.
Die Steuervorrichtung 250 setzt den zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe (S370). In anderen Worten, die Steuervorrichtung 250 empfängt die Gangstufe, die dem Getriebe zugehört, von der Gangstufe-Erfassungseinheit 225. Die Steuervorrichtung 250 setzt den zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe durch einen zweiten Korrektur-Steuerplan. In diesem Fall kann der zweite Korrektur-Steuerplan, der als Steuerplan durch Abgleichen des Korrekturfaktors mit jeder einer Mehrzahl von Gangstufen festgelegt ist, vorbestimmt sein. Der zweite Korrektur-Steuerplan kann durch einen vorbestimmten Algorithmus (zum Beispiel ein Programm und ein Wahrscheinlichkeitsmodell) festgelegt sein.
Die Steuervorrichtung 250 setzt den zweiten Korrekturfaktor abhängig von einem Betriebspunkt des Motors 100 (S380). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 setzt den dritten Korrekturfaktor abhängig von der Motordrehzahl und der Kraftstoffmenge durch einen dritten Korrektur-Steuerplan. In diesem Fall kann der dritte Korrektur-Steuerplan durch einen vorbestimmten Algorithmus (zum Beispiel das Programm und das Wahrscheinlichkeitsmodell) festgelegt sein.
Die Steuervorrichtung 250 generiert die Final-Ziel-Luftmenge basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge (S390). Das heißt, die Steuervorrichtung 250 generiert die Final-Ziel-Luftmenge basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, die in Schritt S320 festgelegt wird, dem ersten Korrekturfaktor, der in Schritt S360 festgelegt wird, dem zweiten Korrekturfaktor, der in Schritt S370 festgelegt wird, und dem dritten Korrekturfaktor, der in Schritt 380 festgelegt wird.
Die Steuervorrichtung 250 steuert das AGR-Ventil 180 basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge (S400).
Dementsprechend kann die Vorrichtung zum Steuern eines Motors eines Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das AGR-Ventil steuern durch Reflektieren des Korrekturfaktors abhängig von der Drehmomentänderung während der exzessiven Benutzung, der Gangstufe und des Betriebspunktes des Motors 100, um das Abgas- und die Kraftstoffeffizienz zu optimieren.
4 ist ein beispielhaftes Diagramm, das das Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezugnehmend auf 4 setzt die Steuervorrichtung 250 die Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von der Motordrehzahl und der Kraftstoffmenge durch einen Luftmenge-Steuerplan 410.
Die Steuervorrichtung 250 setzt den ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung durch einen ersten Korrektur-Steuerplan 420, setzt den zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe durch einen zweiten Korrektur-Steuerplan 430 und setzt den dritten Korrekturfaktor abhängig von der Motordrehzahl und der Kraftstoffmenge durch einen dritten Korrektur-Steuerplan 440.
Zusätzlich generiert die Steuervorrichtung 250 die Final-Ziel-Luftmenge basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, dem ersten Korrekturfaktor, dem zweiten Korrekturfaktor und dem dritten Korrekturfaktor. Das heißt, die Steuervorrichtung 250 kann die Final-Ziel-Luftmenge durch [Gleichung 1], die nachstehend aufgeführt ist, generieren. $G = A + (B \times C \times D)$
Im diesem Fall kann G die Final-Ziel-Luftmenge repräsentieren, A kann die Basis-Ziel-Luftmenge repräsentieren, B kann den ersten Korrekturfaktor repräsentieren abhängig von der Drehmomentänderung, C kann den zweiten Korrekturfaktor repräsentieren abhängig von der Gangstufe und D kann den dritten Korrekturfaktor repräsentieren abhängig von einem Betriebspunkt des Motors 100.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, was aktuell als praktisch erachtet wird, sollte verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es ist im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Abwandlungen und abgewandelte Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020160170390 [0001]
KR 101036715 [0012]

Claims

Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors (100) eines Fahrzeuges, aufweisend: einen Verbrennungsmotor (100), der einen Einlasskrümmer (103), der Luft empfängt, und einen Abgaskrümmer (105), der Abgas abführt, aufweist, ein Abgasrückführungsventil (180), das einen Teil des Abgases zu dem Einlasskrümmer (103) zurückführt und die Menge an zurückgeführtem Abgas steuert, und eine Steuervorrichtung (250), die das Abgasrückführungsventil (180) steuert, wobei die Steuervorrichtung (250) eine Basis-Ziel-Luftmenge setzt abhängig von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100), einen Drehmomentänderungsbetrag generiert basierend auf einer Variierung des Gaspedals, ermittelt, ob ein exzessiver Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf dem Drehmomentänderungsbetrag, eine Final-Ziel-Luftmenge generiert, im Fall des exzessiven Betriebs, basierend auf einem Korrekturfaktor, der von der Basis-Ziel-Luftmenge und der Drehmomentänderung abhängt, und das Abgasrückführungsventil (180) basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge steuert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (250) die Final-Ziel-Luftmenge generiert basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, einem ersten Korrekturfaktor, der von der Drehmomentänderung abhängt, einem zweiten Korrekturfaktor, der von einer Gangstufe abhängt, und einem dritten Korrekturfaktor, der von einem Verbrennungsmotorbetriebspunkt abhängt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung (250) den ersten Korrekturfaktor abhängig von der Drehmomentänderung durch einen vorgegebenen ersten Korrektur-Steuerplan setzt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuervorrichtung (250) den zweiten Korrekturfaktor abhängig von der Gangstufe durch einen vorgegebenen zweiten Korrektur-Steuerplan setzt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2-4, wobei die Steuervorrichtung (250) den dritten Korrekturfaktor abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100) durch einen vorgegebenen dritten Korrektur-Steuerplan setzt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei die Steuervorrichtung (250) die Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100) durch einen vorgegebenen Luftmenge-Steuerplan setzt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei die Steuervorrichtung (250) das Vorliegen des exzessiven Betriebs ermittelt, wenn die Drehmomentänderung gleich oder größer als ein Referenzwert ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei die Steuervorrichtung (250) die Drehmomentänderung basierend auf der Verstellungsvariierung des Gaspedals generiert.
Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (100) eines Fahrzeuges, aufweisend: Erfassen eines Betriebspunktes des Verbrennungsmotors (100), Setzen einer Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100), Generieren einer Drehmomentänderung basierend auf einer Verstellungsvariierung eines Gaspedals, Ermitteln, ob ein exzessiver Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der Drehmomentänderung, Generieren, im Fall des exzessiven Betriebs, einer Final-Ziel-Luftmenge basierend auf einer Basis-Ziel-Luftmenge und einem Korrekturfaktor, der von einer Drehmomentänderung abhängt, und Steuern eines Abgasrückführungsventils (180) basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Generieren der Final-Ziel-Luftmenge aufweist: Setzen eines ersten Korrekturfaktors abhängig von der Drehmomentänderung, Setzen eines zweiten Korrekturfaktors abhängig von einer Gangstufe, Setzen eines dritten Korrekturfaktors abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100), und Generieren einer Final-Ziel-Luftmenge basierend auf der Basis-Ziel-Luftmenge, dem ersten Korrekturfaktor, dem zweiten Korrekturfaktor und dem dritten Korrekturfaktor.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Setzen des ersten Korrekturfaktors ein Setzen des ersten Korrekturfaktors abhängig von der Drehmomentänderung durch einen vorgegebenen ersten Korrektur-Steuerplan ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Setzen des zweiten Korrekturfaktors ein Setzen des zweiten Korrekturfaktors abhängig von der Gangstufe durch einen vorgegebenen zweiten Korrektur-Steuerplan ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10-12, wobei das Setzen des dritten Korrekturfaktors ein Setzen des dritten Korrekturfaktors abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100) durch einen vorgegebenen dritten Korrektur-Steuerplan ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-13, wobei die Final-Ziel-Luftmenge durch die nachstehend aufgeführte [Gleichung 1] generiert wird, wobei die [Gleichung 1] lautet: G = A + (B × C × D), wobei das G die Final-Ziel-Luftmenge repräsentiert, das A die Basis-Ziel-Luftmenge repräsentiert, das B den ersten Korrekturfaktor repräsentiert, der von der Drehmomentänderung abhängt, das C den zweiten Korrekturfaktor repräsentiert, der von der Gangstufe abhängt, und das D den dritten Korrekturfaktor repräsentiert, der von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100) abhängt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-14, wobei das Setzen der Basis-Ziel-Luftmenge abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100), ein Setzen einer Basis-Luftmenge ist, die von einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Kraftstoffmenge abhängt, die in dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (100) durch einen vorgegebenen Luftmenge-Steuerplan beinhaltet sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-15, wobei das Ermitteln, ob der exzessive Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der Drehmomentänderung aufweist ein Ermitteln, ob der exzessive Betrieb vorliegt oder nicht, durch Ermitteln, ob die Drehmomentänderung gleich oder größer als ein Referenzwert ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-16, ferner aufweisend: nach dem Ermitteln, ob der exzessive Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der Drehmomentänderung ein Steuern eines Abgasrückführungsventils basierend auf der Final-Ziel-Luftmenge im Falle eines normalen Betriebs.