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Die Erfindung betrifft eine mehrflutige Abgasanlage mit kontinuierlicher Klappensteuerung und insbesondere ein Verfahren zur Ansteuerung einer kontinuierlichen Abgasklappe, welche in ihrem Öffnungswinkel beliebig ansteuerbar und veränderbar ist. Ferner wird eine entsprechende Abgasanlage bzw. ein Steuergerät vorgeschlagen.
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Die
DE 10 2013 219 332 A1 betrifft die Ansteuerung von Abgasklappenaktoren, insbesondere zur lastabhängigen Steuerung der Geräuschentwicklung in einem Fahrzeug. Es wird eine Steuereinheit für eine mehrflutige Abgasanlage für ein Fahrzeug beschrieben.
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Die
DE 102 31 056 A1 betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
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Die
DE 10 2005 054 991 A1 betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Abgasschalldämpfer, einem in den Abgasschalldämpfer hineinführenden Eingangsabgasrohr, einem aus dem Abgasschalldämpfer herausführenden, eine Abgasklappe zur Einstellung eines Abgasvolumenstromes aufweisenden ersten Ausgangsabgasrohr und einem aus dem Abgasschalldämpfer herausführenden zweiten Ausgangsabgasrohr.
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Die Abgasanlage in Verbrennungsmotor getriebenen Fahrzeugen fasst die aus den Zylindern strömenden Abgase zusammen, reinigt sie von Schadstoffen und beeinflusst maßgeblich die Abgasakustik. Hierbei reduziert sie die Abgasgeräusche und leitet die gereinigten Abgase vom Motor nach außen.
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Abgasanlagen bei gängigen PKW-Modellen sind typischerweise stets aus den gleichen Komponenten (mit kleineren Abweichungen) aufgebaut. Aus dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors treten die heißen Abgase über den Krümmer in die Abgasanlage ein. Dort werden die Abgase der einzelnen Zylinder zusammengeführt und im Katalysator gereinigt. Anschließend wird das Verbrennungsgeräusch, welches durch den Schall im Abgas übertragen wird, durch mehrere Schalldämpfer gedämpft und tritt am Ende durch das/die Endrohr/e aus dem Fahrzeug aus.
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Die Ausführung der Abgasanlage kann einflutig, es gibt also nur eine Rohrleitung durch den gesamten Abgasstrang, oder zweiflutig, es existieren zwei parallele Abgassysteme, welche im Nachschalldämpfer gekoppelt sind, ausgeführt werden. Dabei sollte der Strömungswiderstand, also der Strömungsquerschnitt, so gewählt werden, dass die Leistung des Motors durch den Abgasgegendruck möglichst wenig beeinträchtigt wird. Dabei soll jedoch auch die Akustik der Abgasanlage nicht vernachlässigt werden, um die gesetzlichen Geräuschvorgaben zu erfüllen und eine angenehme Fahrakustik für den Fahrer zu ermöglichen. Abgasklappen sind lediglich bei mehrflutigen Anlagen zu finden. Dabei sitzen sie vor oder nach dem Nachschalldämpfer (NSD) vor dem Endrohr.
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Jeder Verbrennungsmotor erzeugt durch den pulsierenden Gasausstoß aus den Zylindern ein so genanntes „Auspuffgeräusch”. Dieses wird gedämpft, indem die Schallenergie des Abgasstroms reduziert wird. Dieser Prozess findet überwiegend in einem Schalldämpfer im Fahrzeug statt. Aber auch in Resonatoren und Abgasklappen sind schalldämpfende und schallmodifizierende Elemente, mit denen besonders störende Frequenzanteile im Mündungsgeräusch beseitigt werden können. Daneben haben auch Katalysatoren eine schalldämpfende Wirkung.
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Abgasklappen in modernen Abgasanlagen sind über verschiedene Ansteuermöglichkeiten verstellbar (z. B. elektrisch, hydraulisch, Unterdruck, Überdruck), wobei durch die Klappenstellung der Abgasgegendruck sowie die Akustik beeinflusst werden können. In aktuellen Fahrzeugmodellen werden Abgasklappen lediglich binär angesteuert (Klappe ganz auf oder Klappe komplett zu), wobei die Ansteuerung abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit, eingelegtem Gang, Gaspedalstellung und Motorlast erfolgt. Im Betrieb ist die Abgasklappe im unteren Drehzahl-/Lastbereich meist geschlossen, um die gesetzlichen Geräuschanforderungen oder den akustischen Komfortanspruch zu erfüllen und wird ab einem bestimmten Drehzahl-/Lastbereich geöffnet. Hierbei tritt ein Sprung im Geräuschpegel beim Öffnen der Klappe auf, welcher je nach Auslegung der Abgasanlage für den Fahrer deutlich hörbar sein kann.
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Unter akustischer Spreizung versteht man den Pegelunterschied zwischen geschlossener Abgasklappe und offener Abgasklappe bei einer Drehzahl. Je größer der Pegelunterschied zwischen offener und geschlossener Klappe, desto größer ist die akustische Spreizung der Abgasanlage.
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Mit der konventionellen, binären Abgasklappenschalttechnik ist daher die mögliche Abgasanlagenspreizung stark eingeschränkt, da sonst der akustisch wahrnehmbare Pegelsprung während der Schaltung zu groß ist und demnach durch die FZG-Insassen als störend empfunden wird. Damit ein Fahrzeug FZG sowohl komfortabel als auch sportlich betrieben werden kann, ist eine große akustische Spreizung der Abgasanlage allerdings erforderlich.
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Somit ist gemäß dem Stand der Technik lediglich eine binäre Ansteuerung der Abgasklappe möglich. Die Nutzung der Pegeldifferenz zwischen geöffneter und geschlossener Klappe zur Beeinflussung des akustischen Komforts ist gemäß dem Stand der Technik nicht möglich. Folglich erfolgt gemäß dem Stand der Technik keine Reduzierung des Abgasgegendrucks durch eine teilweise Öffnung der Abgasklappe. Es ist keine Beseitigung von Fahrzeugresonanzen (Brummen) durch eine drehzahlkontinuierliche Beeinflussung der Abgasanlagenakustik möglich und es erfolgt ein deutlich hörbarer Klappensprung beim Öffnen der Abgasklappe mit störender Akustik. Gemäß dem Stand der Technik ist ferner kein lastabhängiges Feedback der Abgasanlage möglich, was besonders bei Turbomotoren nachteilig ist. Somit ist kein sanfter Rauschübergang des Strömungsrauschens möglich.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aufgeführten Nachteile zu überwinden und insbesondere eine Abgasanlage bereitzustellen, welche mit weniger technischem Aufwand die Anforderungen bezüglich Geräuschemission erfüllt und es ermöglicht, gesetzliche Anforderungen zur Emission des Außengeräuschs deutlich vereinfacht umzusetzen und eine dreh- und lastabhängige Regelung des Abgasanlagenkonzeptes bezüglich der Akustik bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Demgemäß wird eine Abgasanlage vorgeschlagen, mit mindestens einer Abgasklappe mit stufenlosem, insbesondere kontinuierlich verstellbarem, Aktuator, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit einer bereitgestellten Steuerungslogik einen Öffnungswinkel der Abgasklappe einstellt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer kontinuierlichen Abgasklappe, welche in ihrem Öffnungswinkel beliebig angesteuert und verändert werden kann.
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Es erfolgt also keine binäre Ansteuerung der Klappenöffnung (zu/auf), sondern die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt ein beliebiges Ansteuern der Klappe bzw. der Vorrichtung, die den Öffnungswinkel der Klappe bzw. den Öffnungsquerschnitt des Abgasstranges einstellt. Somit ist durch den Öffnungswinkel der Klappe der Öffnungsquerschnitt kontinuierlich einzustellen und somit kann im Folgenden das Merkmal des Öffnungswinkels auch durch den Begriff Öffnungsquerschnitt synonym ersetzt werden.
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Als Abgasklappe wird in diesem Zusammenhang eine beliebige Vorrichtung verstanden, die den Öffnungsquerschnitt eines Abgasstranges einzustellen vermag.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungslogik eingerichtet, den Öffnungswinkel bzw. Öffnungsquerschnitt in Abhängigkeit eines Fahrpedalgradienten, einer Motorendrehzahl, einer Motorlast, eines Abgasanlagensounds, eines Strömungsrauschens und/oder eines Abgasgegendrucks einzustellen. Dies hat den Vorteil, dass alle Merkmale zur Einstellung des Winkels der Abgasklappe Verwendung finden können, oder aber auch nur eine Teilmenge hieraus.
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Besonders bevorzugt ist die Berücksichtigung aller Kenngrößen oder aber die Auswahl einiger Kenngrößen für jeweils einen Modus. Ein Modus ist hierbei beispielsweise ein technischer Effekt, der mittels der Winkeleinstellung bzw. der Öffnungsquerschnittschnitteinstellung erreicht werden soll. Dies kann beispielsweise ein akustischer Effekt sein, oder eine Auswirkung auf das Motorenverhalten mit sich führen. Insbesondere weiß der Fachmann, wie er die einzelnen Vorteile unter Verwendung der erfindungsgemäßen Abgasanlage implementieren kann. Beispielsweise kann er mit dem Winkel der Abgasklappe eine Reduzierung des Abgasgegendrucks herbeiführen oder einen Klappensprung vermeiden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungslogik eingerichtet, den Öffnungswinkel bzw. Öffnungsquerschnitt kontinuierlich einzustellen. Dies hat den Vorteil, dass jeglicher Winkelwert eingestellt werden kann, und die Abgasklappe nicht lediglich binär angesteuert werden muss.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungslogik eingerichtet, die Winkelgröße bzw. den Öffnungsquerschnitt derart zu wählen, dass ein mit steigender Motorenlast kontinuierlicher Anstieg der Geräuschemission erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass eine gleichmäßige Geräuschemission entsteht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungslogik eingerichtet, die Winkelgröße derart zu wählen, dass ein Klappensprung vermieden wird. Dies hat den Vorteil, dass kein unerwartetes Geräusch den Fahrer irritiert, ablenkt oder gar erschreckt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hält die Steuerungslogik eine Zuordnung von bereitgestellten Werten von Einflussgrößen auf den Öffnungswinkel mitsamt daraus resultierendem Öffnungswinkel vor. Dies hat den Vorteil, dass ohne großen technischen Aufwand die gemessenen Motoren- oder Geräuschwerte einem Öffnungswinkel zugeordnet werden können, um ein empirisch erprobtes Verhalten herbeizuführen. Folglich können alle möglichen bzw. zu erwartenden Motorenwerte und Schallwerte in einer Tabelle hinterlegt werden und diese Werte können einer Klappenstellung zugeordnet werden. Somit lässt sich zu jedem Zeitpunkt die optimale Klappenstellung bzw. der Öffnungswinkel bestimmen. Der Fachmann kennt hierbei weitere Speichermöglichkeiten und Formate, wie er die Daten korrelieren kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hält die Steuerungslogik Kombinationen von Einflussgrößen auf die Öffnungswinkel bzw. den Öffnungsquerschnitt als jeweils einen Modus vor. Dies hat den Vorteil, dass dynamisch einzelne Modi bereitgestellt werden können, die jeweils einer Aufgabe dienen. So kann beispielsweise ein Modus für besonders sportliches Fahren oder für besonders ruhiges Fahren bereitgestellt werden. Auch können hierdurch gesetzliche Anforderungen implementiert werden, die ein bestimmtes Geräuschprofil vorschreiben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in einem ersten Modus die Abgasklappe immer offen, in einem zweiten Modus erfolgt eine lastabhängige Winkeleinstellung und es erfolgt keine Fahrpedalgradientberücksichtigung, in einem dritten Modus erfolgt eine Fahrpedalgradientberücksichtigung und es erfolgt eine lastabhängige Winkeleinstellung und in einem vierten Modus ist die Klappe immer geschlossen, außer ab einer Grenze bzgl. des Strömungsrauschens, bei dem eine lastabhängige Winkelauswahl erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass dem Fahrer besonders ansprechende Profile bereitgestellt werden können.
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Ferner wird eine Steuereinheit zum Steuern einer Abgasklappe einer Abgasanlage vorgeschlagen, wobei die Steuereinheit einen Winkel der Abgasklappe kontinuierlich anhand einer bereitgestellten Steuerungslogik einstellt. Dies hat den Vorteil, dass bestehende Abgasanlagen mit geringem technischem Aufwand aufgerüstet werden können.
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Ferner wird ein Verfahren zum Steuern einer Abgasklappe einer Abgasanlage vorgeschlagen, wobei eine Steuereinheit einen Winkel der Abgasklappe kontinuierlich anhand einer bereitgestellten Steuerungslogik einstellt. Dies hat den Vorteil, dass bestehende Abgasanlagen mit geringem technischem Aufwand aufgerüstet werden können, und lediglich ein entsprechendes Steuermodul verbaut werden muss, welches das Verfahren implementiert.
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Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das Verfahren zum Betreiben der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einheiten verwendet werden kann. Ferner eignen sich die vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Somit implementiert jeweils die Vorrichtung strukturelle Merkmale, welche geeignet sind, das entsprechende Verfahren auszuführen. Auch hält das vorgeschlagene Verfahren Schritte zu Umsetzung der Funktion der strukturellen Merkmale bereit.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aspekte der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren.
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In den Figuren zeigt:
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1: ein schematisches Blockschaltbild eines Aspekts der erfindungsgemäßen Abgasanlage;
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2: ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Aspekts der erfindungsgemäßen Abgasanlage mitsamt erfindungsgemäßer Module;
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3: ein schematisches Schaubild eines Aspekts des erfindungsgemäßen Fahrpedalgradienten der Abgasanlage;
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4A, 4B: eine schematische drehzahlabhängige Anpassung des Pegelverlaufs und ein hinterlegtes Kennfeld gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
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5: Diagramme zur Einstellung des Öffnungswinkels gemäß eines Aspekts der erfindungsgemäßen Abgasanlage.
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1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Abgasanlage 1 mit mindestens einer Abgasklappe 2 mit stufenlosem bzw. kontinuierlichem Aktuator 3, wobei eine Steuereinheit 4 vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit einer bereitgestellten Steuerungslogik 5 einen Öffnungswinkel der Abgasklappe 2 einstellt. Lediglich eine mögliche Voraussetzung für die Umsetzung der Erfindung ist eine geeignet konzipierte Abgasanlage 1 mit großer akustischer Spreizung und eine kontinuierliche Abgasanlagenklappe. Hiermit kann die akustische Spreizung des Antriebsstrangs vorteilhaft umgesetzt werden. Hierbei enthält die Abgasanlage 1 mindestens eine Abgasklappe 2 mit kontinuierlichem Aktuator 3, welcher über die im Folgenden beschriebene modulare Funktionslogik 5 angesteuert wird.
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Die Funktionslogik 5 ist hierbei in mehrere Module unterteilt, wie es 2 zeigt, welche im Weiteren einzeln genauer beschrieben werden. Aus der Kombination dieser Module ergibt sich der resultierende Winkel für die Öffnung der Abgasklappe und somit die Ansteuerung des Verstell-Aktuators.
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Die Funktion bzw. der Inhalt der einzelnen erfindungsgemäßen Module ist wie folgt:
- – Modul 1: Fahrpedalgradient/Einstiegstrigger; Unterscheidung Fahrverhalten (Sportlich oder Ruhig);
- – Modul 2: Drehzahlabhängiger Öffnungswinkel; Welcher Winkel wird bei Volllastbeschleunigung (VB) eingestellt;
- – Modul 3: Lastabhängiger Öffnungswinkel; Winkel aus Modul 2 wird auf aktuelle Last umgerechnet; und
- – Modul 4: Zusätzliche Erweiterungen; Strömungsrauschen/steigungsabhängiger Winkel
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Die erfindungsgemäßen Module können fest verdrahtet implementiert werden, wobei auch eine Umsetzung als Softwareausgestaltung möglich ist. Es folgt eine Beschreibung der einzelnen Module gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung:
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Modul 1: Fahrpedalgradient
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Anhand der Gaspedalbetätigung werden zwei zeitversetzte Fahrpedalstellungen ausgewertet und ein Fahrpedalgradient ermittelt (Wie schnell drückt der Fahrer das Fahrpedal wie stark durch?). Überschreitet der Fahrer hierbei einen applizierbare Einstiegsschwelle, wird die Einstiegsbedingung für sportliche Fahrweise gesetzt. Unterschreitet der Fahrer hierbei die Ausstiegsschwelle, wird diese wieder zurückgesetzt. Die Umsetzung des Fahrpedalgradienten kann theoretisch in jedem beliebigen Fahrprofil appliziert werden, wobei ein Fahrmodus beispielsweise vom Kunden über einen sogenannten Fahrerlebnisschalter (FES) ausgewählt werden kann. Je nach Fahrmodus (Komfort, Sport usw.) kann die Akustik der Abgasanlage an den Kundenwunsch angepasst werden, indem eine niedrigere oder höhere Schwelle gewählt wird. 3 zeigt einen Aspekt des Fahrpedalgradienten.
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Modul 2: drehzahlabhängiger Öffnungswinkel
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Auch über die Drehzahl kann der Klappenöffnungswinkel beliebig angepasst werden. So wird anhand eines Kennfeldes über Gang und Drehzahl der maximale Öffnungswinkel bei Volllast bestimmt. Dieser bildet nun den Ausgangswinkel für die lastabhängige Steuerung des Öffnungswinkels. Durch das im Steuergerät hinterlegte Kennfeld kann die Akustik der Abgasanlage in bestimmten Drehzahlbereichen reguliert werden, sodass störende Brummgeräusche eliminiert werden können. Mit Hilfe der Zwischenstellungen des Öffnungswinkels (zwischen 0° und 90°) kann die vom Fahrer wahrgenommene Akustik im Innenraum eingestellt werden. Gleichzeitig können Schwachstellen der Abgasanlage oder des FZGs (Brummen infolge von Rohr- oder Hohlraum-Resonanzen) ausgeglichen werden. Hierzu werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bei zuvor ermittelten Drehzahlbereichen, in denen Resonanzen oder Brummen auftreten, abhängig vom gewählten Gang die gewünschten Öffnungswinkel in das Kennfeld eingetragen (Applikationsaufgabe), wodurch diese bei der Klappenansteuerung berücksichtigt werden. 4A zeigt eine drehzahlabhängige Anpassung des Pegelverlaufs und 4B zeigt ein hinterlegtes Kennfeld, also eine Zuordnung von Parametern, die Rückschlüsse auf einen Öffnungswinkel ziehen lassen.
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Modul 3: lastabhängiger Öffnungswinkel
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Besonders bei turboaufgeladenen Motoren tritt das Phänomen auf, dass die Geräuschemission mit steigender Last nicht kontinuierlich (idealerweise linear wie beim Saugmotor) ansteigt, sondern ab einer bestimmten Last kaum noch ansteigt. Dies ist in 5 dargestellt. Dies widerspricht dem vom Kunden erwarteten Lastfeedback. Eine lastabhängige Steuerung des Klappenöffnungswinkels erlaubt hierbei auch die Anpassung (Korrektur) des akustischen Motorfeedbacks bei Turbomotoren, indem die Abgasklappe lastabhängig geöffnet wird.
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Erfindungsgemäß kann mithilfe der variablen Abgasklappe der Pegelverlauf über der Last wie gewünscht beeinflusst werden. Dies ist in 5 dargestellt. Der Applikateur hat mit diesem Modul die Möglichkeit den Pegelanstieg über der Last infolge des Verlaufs des Klappenöffnungswinkels frei zu gestalten. Hierdurch kann zum einen das akustische Feedback des Fahrzeugs verbessert, zum anderen der Pegel bei niedrigen Lasten reduziert werden.
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Modul 4: Strömungsrauschen/Abgasgegendruck
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In bisherigen, binären Abgasanlagen beobachtet man bei geschlossener Klappe ein bisweilen starkes (im Innenraum hörbares) Strömungsrauschen (ab ca. 800 Hz), welches mit steigender Drehzahl bzw. Massendurchsatz zunimmt. Gleichzeitig steigt der Abgasgegendruck. Aus diesen beiden Gründen muss typischerweise die Abgasklappe ab einer bestimmten Drehzahl geöffnet werden, um den Abgasgegendruck zu senken und das Strömungsrauschen zu vermeiden. Hierbei ist das Öffnen der Abgasklappe als Pegelsprung (lauter bzgl. Zündordnungen, leiser bzgl. Rauschen) deutlich hörbar. Dieser Pegelsprung ist für die Fahrzeuginsassen unplausibel bzgl. der Fahrsituation und wirkt sich unangenehm auf den Fahrkomfort aus. Durch eine kontinuierlich winkelverstellbare Abgasklappe kann der Rauschanteil im Mündungsgeräusch kontinuierlich gesteuert und der Abgasgegendruck beliebig reguliert werden.
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Die hierbei in Modul 4 hinterlegte Funktionslogik passt bei geschlossener Klappe gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung (z. B. Fahrmodus ECO) ab einer festgelegten Drehzahlgrenze den Winkel langsam auf den fahrpedalabhängigen Winkel an, so dass ein sanfter Übergang von geschlossener Klappe zu geöffneter Klappe eintritt und ein „Fader”-Effekt stattfindet. Hierdurch tritt kein Pegelsprung mehr auf, wodurch der Kunde keinen akustischen Übergang zwischen den Klappenstellungen mehr wahrnimmt. Zudem wird ab diesem Zeitpunkt der Winkel der Abgasklappe lastabhängig gesteuert, wodurch ein weiteres Strömungsrauschen vermieden wird und der Kunde ein lastabhängiges akustisches Feedback vom Fahrzeug erhält.
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Erfindungsgemäß kann eine Berücksichtigung von Fahrprofilen (z. B. durch Fahrerlebnisschalterstellungen) erfolgen. Diese ermöglichen dem Fahrer einen Modus auszuwählen.
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Zusätzlich zu den bereits erwähnten Ansteuerungsmöglichkeiten, kann die Auswahl des Fahrprofils bzw. einer Fahrerlebnisschaltereinstellung bei der Berechnung des Öffnungswinkels berücksichtigt werden. Hierbei soll zusätzlich auf die Kundenwünsche bezüglich Fahrkomfort und Fahrakustik eingegangen werden. Somit kann ein Fahrerlebnisschalter als ein Modusauswahlschalter bezeichnet werden. Dieser ermöglicht es dem Fahrer Voreinstellungen auszuwählen, wonach Fahrzeugparameter entsprechend eingestellt werden.
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Die Umsetzung der verschiedenen Fahrprofile bzw. Fahrerlebnisschaltereinstellungen gemäß dem Stand der Technik ist nachteilig, da eine drehzahl- und fahrpedalabhängige Öffnung der Abgasklappe zwar möglich ist, jedoch nur mithilfe einer binären Funktionslogik (Klappe auf oder Klappe zu).
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Während gemäß bekannten Verfahren lediglich jetzt folgenden wenigen Modi möglich sind, sind Erfindungsgemäß eine Mehrzahl an zusätzlichen Modi möglich:
- • Sport; Sport Plus: Drehzahl- und Fahrpedalabhängige Öffnung, nur auf/zu möglich, also kein Winkel einstellbar (gemäß dem Stand der Technik möglich)
- • Komfort/ECO Pro: Drehzahl- und Fahrpedalabhängige Öffnung, nur auf/zu möglich, also kein Winkel einstellbar (gemäß dem Stand der Technik möglich)
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Erfindungsgemäß sind beispielhaft folgende, erweiterte Modi realisierbar:
- • Sport Plus: Klappe immer offen; (gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung)
- • Sport: Lastabhängiger Winkel (linear); Fahrpedalgradient deaktiviert; (gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung)
- • Komfort: Fahrpedalgradient aktiv; bei Eintritt folgt lastabhängiger Winkel; (gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung)
- • ECO Pro: Klappe immer geschlossen (außer ab Strömungsrauschen, dann folgt lastabhängiger Winkel) (gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung)
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Zusammenfassend kann durch die oben beschriebene Erfindung die Kundenanforderung bezüglich Komfort und Sound deutlich besser erfüllt werden, das Handling für gesetzliche Anforderungen zum Außengeräusch deutlich vereinfacht werden und eine dreh- und lastabhängige Regelung des Abgasanlagenkonzeptes bezüglich Akustik umgesetzt werden. Schließich eröffnet diese Erfindung auch neue Freiheitsgerade die Spreizung einer Abgasanlage stärker auszubilden und damit auch das Potential den Gegendruck und damit die Leistungsentfaltung eines Motors zu verbessern.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei die drehzahlabhängige Applikation des maximal anzusteuernden Öffnungswinkels bei Volllast und das Herausfiltern bzw. die Möglichkeit zur Reaktion auf frequenzabhängige Fahrzeugschwächen sowie die Erhöhung des Akustikkomforts. Erfindungsgemäß kann die Variation des Pegelverlaufs über der Last erfolgen, wodurch ein Ausgleich akustischer Nachteile eines turboaufgeladenen Motors erfolgen kann. Folglich wird eine unterstützende Akustik und hohe Differenzierbarkeit für jedes Fahrprofil bzw. jede Fahrerlebnisschalterstellung durch breitere Variationsmöglichkeiten der Abgasakustik geschaffen. Mehrere Modi mit unterschiedlicher Akustik sind somit umsetzbar. Dies bringt eine Verbesserung des Strömungsrauschens durch lastabhängige Öffnungswinkel mit sich. Eine Beeinflussung des Abgasgegendrucks in Verbindung mit größerem Abgasstrangquerschnitt wird ebenso erfindungsgemäß erreicht.
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Als eine Abgasklappe kann alternativ auch ein Abgasventil bzw. ein Mechanismus zur Querschnittsreduzierung einer Abgasflut oder eines Abgasstrangs dienen, welcher ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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Der Fahrpedalgradient wird beispielsweise in Abhängigkeit eines Pedalwinkels bestimmt. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung ein Lastfeedback über die Klappenstellungen. Der Kunde erlebt bei Beschleunigung durch ein zusätzliches akustisches Feedback über der Last, was konventionell nur über Drehzahl oder als Pegelsprung möglich ist. Außerdem wird ein Variieren des drehzahlabhängigen Pegelverlaufs im Innenraum anhand Klappenstellungen ermöglicht. Das Verhalten von Abgasanlagen kann anhand der Klappenstellungen über der Drehzahl in ihrem Pegelverlauf frei variiert werden. Es erfolgt gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Beeinflussung der subjektiven akustischen Bewertung des Fahrzeuges und eine gezielte Reaktionsmöglichkeit auf FZG Schwächen ist möglich. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Unabhängigkeit von der Getriebeplattform, ist also für Handschalter und Automaten geeignet, da keine Kopplung des Klappensprungs an den Getriebeschaltvorgang mehr nötig ist. Durch eine mehrstufige Steuerung ist eine akustische Dynamik auch oberhalb Strömungsrauschgrenze möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013219332 A1 [0002]
- DE 10231056 A1 [0003]
- DE 102005054991 A1 [0004]
