DE102016219563B4

DE102016219563B4 - Verfahren zum verbessern einer kraftstoffeffizienz durch analysieren eines fahrmusters eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016219563B4
Application number: DE102016219563.8A
Authority: DE
Inventors: Jin Ha Kim; Soon-Chan Pyo
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2022-12-29
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: KR101734710B1; CN106837571A; US10082097B2; CN106837571B; US20170159596A1; DE102016219563A1

Abstract

Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs, die folgenden Schritte aufweisend:Berechnen von Gewichtungsfaktoren gemäß dem Fahrmuster des Fahrzeugs bei Koordinaten, die die Verhältnisse von akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten in einem Motorbetriebsbereich sind, durch eine Steuerung;Berechnen eines Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses KKRAFTSTOFFund eines Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses KNOxunter Verwendung der Gewichtungsfaktoren durch die Steuerung;Bestimmen, ob das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis KNOxeinen vorbestimmten Vergleichswert überschreitet; undSteuern eines Motors, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, wenn das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis KNOxgleich dem vorbestimmten Vergleichswert oder kleiner als derselbe ist.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs und genauer ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren des Fahrmusters des Fahrzeugs zum Steuern einer Kraftmaschine bzw. eines Motors, um eine optimale Effizienz zu erzielen, ohne dass ein Abgas ein begrenztes Niveau überschreitet.
(b) Beschreibung der verwandten Technik
Üblicherweise werden Fahrzeuge hergestellt, um eine optimale Kraftstoffeffizienz/Abgas unter geltenden staatlichen Bestimmungen aufzuweisen. Aufgrund von Differenzen in den Fahrmustern einzelner Fahrer kann die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen jedoch variieren. Selbst wenn Kraftstoffeffizienz/Abgas der Fahrzeuge optimiert wird, kann die Kraftstoffeffizienz für einen bestimmten Fahrer folglich nicht optimiert sein.
Die Druckschrift DE 10 2012 105 625 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Steuern/Regeln von NOx. Das Verfahren umfasst: das Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors, das Vergleichen der NOx-Vorhersagemenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge sowie das Steuern/Regeln der NOx-Erzeugungsmenge, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt.
Die Druckschrift WO 2016/074879 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem NOx-Speicherkatalysator, bei dem das NOx-Rohemissionsniveau im Abgas der Verbrennungskraftmaschine auf eine Führungsgröße geregelt wird, bei dem sich ein minimaler Kraftstoffverbrauch einstellt.
Die Druckschrift DE 10 2010 060 992 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung eines Ladedrucks einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter zur Abgasbehandlung.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs zum Steuern eines Motors gerichtet, um eine optimale Effizienz zu erzielen, ohne dass ein Abgas ein begrenztes Niveau überschreitet.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs Folgendes: Berechnen von Gewichtungsfaktoren gemäß einem Fahrmuster eines Fahrzeugs bei Koordinaten, die die Verhältnisse von akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten in einem Motorbetriebsbereich sind; Berechnen eines Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF und eines Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses K_NOx unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren; Bestimmen, ob das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx einen vorbestimmten Vergleichswert überschreitet; und Steuern eines Motors, um eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern, wenn das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx gleich dem vorbestimmten Vergleichswert oder kleiner als derselbe ist.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Fahrmuster eines Fahrzeugs zu analysieren und Daten zu erhalten, die den Betriebszustand eines Motors gemäß dem Fahrmuster quantifizieren.
Ferner ist es möglich, ein Fahrmuster eines Fahrers unter Verwendung der Daten zu analysieren und einen Motor zu steuern, um eine optimale Kraftstoffeffizienz zu erzielen, ohne dass ein Abgas einen begrenzten Bereich überschreitet.
Figurenliste

1 ist ein Konzeptionsdiagramm zum Berechnen eines Gewichtungsfaktors.
2 ist eine beispielhafte Ansicht eines Gewichtungsfaktors, der gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wird.
3 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine beispielhafte Ansicht einer Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine beispielhafte Ansicht einer NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine beispielhafte Ansicht einer Motorleistung in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Konzeptionsdiagramm, das eine Motorsteuerung zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz in einem Prozess zum Steuern eines Motors bei der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1 und 2 ist ein Konzeptionsdiagramm zum Berechnen eines Gewichtungsfaktors. Das Gewichtungsfaktor-Konzept wird hierin detailliert beschrieben. Ein Gewichtungsfaktor wird durch Extrahieren eines virtuellen Blocks, wie in 1 gezeigt, für ein Fahrmuster eines spezifischen Fahrzeugs berechnet, das aus einer Motordrehzahl, einer Motorlast (Kraftstoffmenge oder Motordrehmoment) oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der Nummer eines Gangs besteht und eine individuelle Fahrgewohnheit eines Fahrers zeigt.
A_i(x_i;y_i) ist ein tatsächlicher Fahrbereich eines Fahrzeugs und zeigt ein Fahrmuster in 1. Ferner sind vier Koordinaten von (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) Betriebsdauern eines Motors, die A_i(x_i;y_i) passiert. A_i(x_i;y_i) gibt eine Gewichtung zu vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) des Betriebsbereiches des Motors an, wobei die Gewichtung groß wird, während dieselbe nahe an A_i(x_i;y_i) herangeht, und klein wird, während dieselbe von A_i(x_i;y_i) weggeht. Das Verfahren zum Berechnen einer Gewichtung wird unten detailliert beschrieben werden (siehe S400).
Die Gewichtungen an den Ecken, die wie oben beschrieben berechnet werden, werden für die Eckkoordinaten des Betriebsbereiches des Motors wiederholt akkumuliert, bis die gegenwärtige Messbedingung aus einer vorbestimmten Messbedingung herausgeht bzw. von derselben abweicht. Nachdem die gegenwärtige Messbedingung von der vorbestimmten Messbedingung abweicht, wird ferner das Verhältnis der Gewichtung bei allen Koordinaten zu der Gesamtgewichtung als der Gewichtungsfaktor bei den Koordinaten unter der vorbestimmten Messbedingung berechnet. Das Verfahren zum Berechnen eines Gewichtungsfaktors wird detailliert beschrieben werden (siehe S500 und S700).
Wenn die gegenwärtige Messbedingung nicht von der vorbestimmten Messbedingung abweicht, wird eine Gewichtung bei den Eckkoordinaten für ein neu gemessenes Fahrmuster A_i(x_i;y_i) durch erneutes Durchführen des Schrittes (S200) zum Messen des Fahrmusters A_i(x_i;y_i) berechnet und die Gewichtungen werden wiederholt akkumuliert.
Nachdem die Gewichtung für das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) berechnet wird, wird beispielsweise, wenn die gegenwärtige Messbedingung nicht von der vorbestimmten Messbedingung abweicht, die Gewichtung für das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) berechnet. Das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) und das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) können geändert werden. Folglich kann der Motorbetriebsbereich, in dem das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) besteht, (das heißt, ein aus vier Eckkoordinaten (x_L1;y_L1), (x_U1;y_L1), (x_L1;y_U1) und (x_U1;y_U1) eines Pixels bestehender virtueller Block, in dem das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) in dem Motorsteuerkennfeld besteht) zu einem Motorbetriebsbereich bewegt werden, in dem das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) besteht, (das heißt, ein aus vier Eckkoordinaten (x_L2;y_L2), (x_U2;y_L2), (x_L2;y_U2) und (x_U2;y_U2) eines Pixels bestehender virtueller Block, in dem das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) in dem Motorsteuerkennfeld besteht). Wenn die Gewichtungen an den Ecken in dem bewegten Motorbetriebsbereich berechnet werden, werden ferner die Gewichtungen für die Eckkoordinaten in dem Motorbetriebsbereich wiederholt akkumuliert.
Es ist möglich, verschiedene Probleme, die in dem Motor eines Fahrzeugs aufgrund einer Fahrgewohnheit eines Fahrers (Fahrmuster) verursacht werden, unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren für die Koordinaten aktiv zu lösen, die wie oben beschrieben berechnet werden. Beispielsweise kann es möglich sein, einen Motor derart zu steuern, dass eine optimale Kraftstoffeffizienz innerhalb eines begrenzten Bereiches eines Abgases durch Analysieren des individuellen Fahrmusters eines Fahrers erhalten werden kann. Ferner kann es möglich sein, einen Motor zum Verhindern einer Beschädigung eines DPF (Dieselpartikelfilter) unter unkontrollierter Verbrennung durch Verringern einer erwünschten regenerativen Temperatur in einem Fahrzeug mit vielen Leerlaufbereichen oder Schubbetrieben zu steuern. Ferner ist von einem Motor ausgestoßener Rauch von der Motordrehzahl oder der Motorlast abhängig. Folglich kann es möglich sein, einen Motor zum Verhindern einer häufigen DPF-Regeneration durch Erhöhen der Menge an Einlassluft zur Ruß-Regenerierung in einem Bereich mit beträchtlichem Rauch zu steuern. Ferner kann es möglich sein, einen Motor zum Verringern eines Ladedrucks und einer Kraftstoffmenge um ein vorbestimmtes Niveau zum Schützen eines Turboladers in einem Fahrzeug zu steuern, das üblicherweise unter einer Volllastbedingung (Vollbeschleunigungsbedingung) gefahren wird. Ferner kann es möglich sein, einen Motor zum Erhöhen der Menge an Einlassluft auf ein vorbestimmtes Niveau zum Schützen eines EGR-Ventils in einem Fahrzeug zu steuern, das üblicherweise in einem Bereich mit einer hohen Strömungsrate eines EGR-Abgases gefahren wird.
3 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Bezug auf 3 enthält das Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes: Einstellen einer Messbedingung für ein Fahrmuster (S100); Messen eines Fahrmusters A_i(x_i;y_i), das aus einer Motordrehzahl und einer Motorlast (Kraftstoffmenge oder Motordrehmoment) oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der Nummer eines Gangs besteht, unter der eingestellten Messbedingung (S200); Extrahieren eines Motorbetriebsbereiches für das gemessene Fahrmuster A_i(x_i;y_i) aus einem Motorsteuerkennfeld, das aus einer Motordrehzahl und einer Motorlast besteht, (S300); Berechnen von Gewichtungen, die gemäß Distanzen zu Ecken des Motorbetriebsbereiches von dem gemessenen Fahrmuster bestimmt werden, (S400); Akkumulieren der berechneten Gewichtungen (S500); Bestimmen, ob die gegenwärtige Messbedingung von der eingestellten Messbedingung abweicht, (S600); und Berechnen von Gewichtungsfaktoren unter der eingestellten Messbedingung, die Verhältnisse der akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches sind, wenn die gegenwärtige Messbedingung von der eingestellten Messbedingung abweicht, (S700).
Wenn die gegenwärtige Messbedingung nicht von der eingestellten Messbedingung abweicht, führt das Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs erneut das Messen eines Fahrmusters A_i(x_i;y_i) (S200) durch. Nachdem die Gewichtung für das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) berechnet wird, wird beispielsweise, wenn die gegenwärtige Messbedingung nicht von der vorbestimmten Messbedingung abweicht, die Gewichtung für das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) berechnet. Das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) und das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) können geändert werden. Folglich kann der Motorbetriebsbereich, in dem das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) besteht, (das heißt, ein aus vier Eckkoordinaten (x_L1;y_L1), (x_U1;y_L1), (x_L1;y_U1) und (x_U1;y_U1) eines Pixels bestehender virtueller Block, in dem das anfängliche Fahrmuster A₁(x₁;y₁) in dem Motorsteuerkennfeld besteht) zu einem Motorbetriebsbereich bewegt werden, in dem das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) besteht, (das heißt, ein aus vier Eckkoordinaten (x_L2;y_L2), (X_U2;Y_L2), (x_L2;y_U2) und (x_U2;y_U2) eines Pixels bestehender virtueller Block, in dem das nächste Fahrmuster A₂(x₂;y₂) in dem Motorsteuerkennfeld besteht).
Die Messbedingung eines Fahrmusters beim Einstellen (S100) kann eine Bedingung zum kontinuierlichen Messen eines Fahrmusters bis zu einer vorbestimmten Zeit sein. Beispielsweise kann dieselbe auf 30 Stunden, nachdem mit der Messung begonnen wird, eingestellt werden. Ferner kann die Messbedingung eines Fahrmusters beim Einstellen (S100) eine Bedingung zum kontinuierlichen Messen eines Fahrmusters für eine vorbestimmte Zeit oder vorbestimmte Tage sein.
Beispielsweise kann dieselbe auf die Zeit zwischen 9 Uhr vormittags und 10 Uhr vormittags für 30 Tage oder auf Montag für acht Wochen eingestellt werden.
Die Messbedingung für ein Fahrmuster beim Einstellen (S100) kann eine Bedingung zum Beibehalten des Messens des Fahrmusters sein, wenn die Temperatur von Kühlwasser eine vorbestimmte erste Temperatur oder mehr und eine vorbestimmte zweite Temperatur oder weniger ist. Das heißt, das Fahrmuster gemäß einer Temperaturbedingung des Kühlwassers kann analysiert werden.
Beim Extrahieren eines Motorbetriebsbereiches (S300) ist der Motorbetriebsbereich ein aus vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) eines Pixels bestehender virtueller Block, in dem das gemessene Fahrmuster A_i(x_i;y_i) in dem Motorsteuerkennfeld besteht. Das heißt, das Motorsteuerkennfeld ist keine lineare Tabelle, sondern ein virtueller Block, der aus einem Satz Pixel besteht. Folglich kann das gemessene Fahrmuster A_i(x_i;y_i) in einem Pixel bestehen, wobei der aus vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) eines Pixels bestehende virtuelle Block der Betriebsbereich eines Motors bedeutet. Folglich kann der Einfluss auf eine Motorsteuerung durch eine Änderung von einem Pixel durch Prozent (%) zum Ausdruck gebracht werden und daher ist es leicht, eine Änderung der Kraftstoffeffizienz oder des Abgases aufgrund einer Änderung von Motorsteuervariablen zu schätzen.
Das Berechnen der Gewichtungen (S400) berechnet Gewichtungen für vier Ecken des Motorbetriebsbereiches gemäß der folgenden Gleichung 1. $B_{L i L i} = \sqrt{{(\frac{x_{U i} - x_{i}}{x_{U i} - x_{L i}})}^{2} + {(\frac{y_{U i} - y_{i}}{y_{U i} - y_{L i}})}^{2}}$
$B_{U i L i} = \sqrt{{(\frac{x_{L i} - x_{i}}{x_{U i} - x_{L i}})}^{2} + {(\frac{y_{U i} - y_{i}}{y_{U i} - y_{L i}})}^{2}}$
$B_{L i U i} = \sqrt{{(\frac{x_{U i} - x_{i}}{x_{U i} - x_{L i}})}^{2} + {(\frac{y_{L i} - y_{i}}{y_{U i} - y_{L i}})}^{2}}$
$B_{U i U i} = \sqrt{{(\frac{x_{L i} - x_{i}}{x_{U i} - x_{L i}})}^{2} + {(\frac{y_{L i} - y_{i}}{y_{U i} - y_{L i}})}^{2}}$
, wobei B_LiLi die Gewichtung an der linken oberen Ecke (x_Li;y_Li) von A_i(x_i;y_i), B_UiLi die Gewichtung an der rechten oberen Ecke (x_Ui;y_Li) von A_i(x_i;y_i), B_LiUi die Gewichtung an der linken unteren Ecke (x_Li;y_Ui) von A_i(x_i;y_i) und B_UiUi die Gewichtung an der rechten unteren Ecke (x_Ui;y_Ui) von A_i(x_i;y_i) ist.
Das heißt, wenn das Fahrmuster A_i(x_i;y_i), das in dem tatsächlichen Fahrbereich eines Fahrzeugs gemessen wird, näher an die Ecken des Motorbetriebsbereiches herankommt, der aus vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) besteht, werden die Gewichtungen größer eingestellt, und wenn sich dasselbe von den Ecken entfernt, werden die Gewichtungen kleiner eingestellt.
Das Berechnen eines Gewichtungsfaktors berechnet Gewichtungsfaktoren für Koordinaten unter der eingestellten Messbedingung gemäß der folgenden Gleichung 2. $G e w i c h t u n g s f a k t o r v o n C_{m n} = \frac{C_{m n}}{\sum_{m = 1, n = 1} C_{n m}}$
, wobei C_mn die akkumulierte Gewichtung bei (e_m,ƒ_n), $\sum_{m = 1, n = 1} C_{m n}$
die Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich und Gewichtungsfaktor von C_mn der Gewichtungsfaktor bei (e_m,ƒ_n) ist. C_mn wird beim Akkumulieren (S500) berechnet.
Wie in 2 gezeigt, kann sich beispielsweise das Fahrmuster A_i(x_i;y_i) im Laufe der Zeit von A₁(x₁;y₁) in A₄(x₄;y₄) ändern (in 2 wird davon ausgegangen, dass ein Fahrmuster gemessen wurde, wobei die gegenwärtige Messbedingung eine vorbestimmte Messbedingung erfüllt). Folglich ändert sich auch der aus vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;Y_Ui) bestehende Motorbetriebsbereich. Das heißt, (x_U1;y_L1), (x_L2;y_L2), (x_U3;y_U3) und (x_L4;y_U4) entsprechen jeweils (e₂,ƒ₂) in dem Motorbetriebsbereich.
C₂₂, das heißt, die Summe der Gewichtungen bei (e₂,ƒ₂) wird als die folgende Gleichung 3 zum Ausdruck gebracht. Das heißt, C₂₂ ist der resultierende Wert beim Akkumulieren der berechneten Gewichtungen (S500). $C_{22} = B_{U 1 L 1} + B_{L 2 L 2} + B_{U 3 U 3} + B_{L A U 4}$
Als dieses Prinzip bzw. gemäß diesem Prinzip wird die Summe der Gewichtungen bei den Koordinaten, die in 2 gezeigt sind, als die folgende Gleichung 4 zum Ausdruck gebracht (siehe S500). $\begin{array}{l} C_{11} = B_{L 1 U 1} \\ C_{12} = B_{L 1 L 1} + B_{L 3 U 3} \\ C_{13} = B_{L 3 L 3} \\ C_{21} = B_{U 1 U 1} + B_{L 2 U 2} \\ C_{22} = B_{U 1 L 1} + B_{L 2 L 2} + B_{U 3 U 3} + B_{L 4 U 4} \\ C_{23} = B_{U 3 L 3} + B_{L 4 L 4} \\ C_{31} = B_{U 2 U 2} \\ C_{32} = B_{U 2 L 4} + B_{U 4 U 4} \\ C_{33} B_{U 4 L 4} \end{array}$
Folglich wird Gewichtungsfaktor von C₂₂, der der Gewichtungsfaktor bei (e₂,ƒ₂) ist, als die folgende Gleichung 5 zum Ausdruck gebracht (siehe S700). $G e w i c h t u n g s f a k t o r v o n C_{22} = \frac{C_{22}}{C_{11} + C_{12} + C_{13} + C_{21} + C_{22} + C_{23} + C_{31} + C_{32} + C_{33}}$
Das heißt, nachdem das Fahrmuster gemessen wird, werden die Verhältnisse der akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der Gewichtungen bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich als die Gewichtungsfaktoren bei den Koordinaten unter der vorbestimmten Messbedingung berechnet. Danach ist es möglich, verschiedene Probleme, die in dem Motor eines Fahrzeugs aufgrund einer Fahrgewohnheit eines Fahrers verursacht werden können, unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren für die Koordinaten aktiv zu lösen, die wie oben beschrieben berechnet werden.
4 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs. In Bezug auf 4 enthält ein System zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs eine Speichereinheit (d.h. Speicher) 100, eine Messeinheit 200 und eine Berechnungseinheit 300.
Die Speichereinheit 100 kann das Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs, das Motorsteuerkennfeld, die berechneten Gewichtungen und die berechneten Gewichtungsfaktoren speichern.
Die Messeinheit 200 misst eine Motordrehzahl und eine Motorlast (Kraftstoffmenge oder Motordrehmoment). Alternativ kann dieselbe eine Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gangnummer messen. Ferner kann die Messeinheit 200 die Temperatur des Kühlwassers messen.
Die Berechnungseinheit 300 berechnet Gewichtungen und Gewichtungsfaktoren gemäß dem Verfahren zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast (Kraftstoffmenge oder Motordrehmoment) oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Nummer eines Gangs, die durch die Messeinheit 200 gemessen werden. Beispielsweise kann die Berechnungseinheit 300 eine Steuerung sein.
5 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 6 ist eine beispielhafte Ansicht einer Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung. 7 ist eine beispielhafte Ansicht einer NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung, 8 ist eine beispielhafte Ansicht einer Motorleistung in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich der vorliegenden Erfindung und 9 ist ein Konzeptionsdiagramm, das eine Motorsteuerung zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz in einem Prozess zum Steuern eines Motors bei der vorliegenden Erfindung zeigt. In Bezug auf die 5 bis 9 enthält das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes: Berechnen von Gewichtungsfaktoren gemäß einem Fahrmuster eines Fahrzeugs bei Koordinaten, die die Verhältnisse von akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten in einem Motorbetriebsbereich sind, (S10); einen ersten Berechnungsschritt zum Berechnen eines Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF und eines Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses K_NOx unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren (S20); Bestimmen, ob das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx einen vorbestimmten Vergleichswert überschreitet, (S30); und Steuern eines Motors, um eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern, wenn das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx gleich dem vorbestimmten Vergleichswert oder kleiner als derselbe ist, (S40).
Beim Berechnen der Gewichtungsfaktoren gemäß einem Fahrmuster eines Fahrzeugs (S10), werden die Gewichtungsfaktoren gemäß einem Fahrmuster eines Fahrzeugs durch Durchführen der Schritte S100 bis S700 berechnet. Die berechneten Gewichtungsfaktoren können wie in dem beispielhaften Diagramm der 2 zum Ausdruck gebracht werden.
Das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs berechnet das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren, der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit D_mn und der Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich wie in der folgenden Gleichung 6 in dem ersten Berechnungsschritt (S20). $K_{K R A F T S T O F F} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{n m} \times D_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} P_{m n}}$
Die Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit D_mn bei allen Koordinaten in dem vorbestimmten Motorbetriebsbereich kann wie in dem beispielhaften Diagramm der 6 zum Ausdruck gebracht werden und die Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten des vorbestimmten Motorbetriebsbereiches kann wie in dem beispielhaften Diagramm der 8 zum Ausdruck gebracht werden. Das heißt, beispielsweise in Bezug auf die 2, 6 und 8 kann das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF in der Gleichung 6 wie in der folgenden Gleichung 7 zum Ausdruck gebracht werden. $\begin{array}{l} K_{K R A F T S T O F F} = (C_11 \times D_11 + C_12 \times D_12 + C_13 \times D_13 + C_21 \times \\ D_21 + C_22 \times D_22 + C_23 \times D_23 + C_31 \times D_31 + C_32 \times D_32 + \\ C_33 \times D_3 3) / (P_11 + P_12 + P_13 + P_21 + P_22 + P_23 + P_31 + \\ P_32 + P_33) \end{array}$
Ferner berechnet das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren, der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit E_mn und der Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich wie in der folgenden Gleichung 8 in dem ersten Berechnungsschritt (S20). $K_{N O x} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times E_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} P_{m n}}$
Die NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit E_mn bei allen Koordinaten in dem vorbestimmten Motorbetriebsbereich kann wie in dem beispielhaften Diagramm der 7 zum Ausdruck gebracht werden und die Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten des vorbestimmten Motorbetriebsbereiches kann wie in dem beispielhaften Diagramm der 8 zum Ausdruck gebracht werden. Das heißt, beispielsweise in Bezug auf die 2, 7 und 8 kann das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx in der Gleichung 8 wie in der folgenden Gleichung 9 zum Ausdruck gebracht werden. $\begin{array}{l} K_{N O x} = (C_11 \times E_11 + C_12 \times E_12 + C_13 \times E_13 + C_21 \times E_21 + \\ C_22 \times E_22 + C_23 \times E_23 + C_31 \times E_31 + C_32 \times E_32 + C_33 \times \\ E_3 3) / (P_11 + P_12 + P_13 + P_21 + P_22 + P_23 + P_31 + P_32 + \\ P_33) \end{array}$
Das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs enthält einen zweiten Berechnungsschritt (S50) zum erneuten Berechnen eines Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF und eines Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses K_NOx unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren und der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit d_mn bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches, der beim Steuern eines Motors (S40) geändert wird, der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit e_mn bei allen Koordinaten in dem geänderten Motorbetriebsbereich und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten in dem geänderten Motorbetriebsbereich.
Das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs berechnet erneut ein Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFTSTOFF durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren, der Kraftstoffverbrauchsmenge d_mn bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich, der beim Steuern eines Motors (S40) geändert wird, und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches, der beim Steuern eines Motors (S40) geändert wird, wie in der folgenden Gleichung 10 in dem zweiten Berechnungsschritt (S50). $K_{K R A F T S T O F F} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times d_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} P_{m n}}$
Das heißt, beispielsweise kann das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFTSTOFF in Gleichung 10 wie in der folgenden Gleichung 11 zum Ausdruck gebracht werden. $\begin{array}{l} K_{N O x} = (C_11 \times E_11 + C_12 \times E_12 + C_13 \times E_13 + C_21 \times E_21 + \\ C_22 \times E_22 + C_23 \times E_23 + C_31 \times E_31 + C_32 \times E_32 + C_33 \times \\ E_3 3) / (P_11 + P_12 + P_13 + P_21 + P_22 + P_23 + P_31 + P_32 + \\ P_33) \end{array}$
Ferner berechnet das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs erneut ein Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren, der NOx-Abgasmenge e_mn bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich, der beim Steuern eines Motors (S40) geändert wird, und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches, der beim Steuern eines Motors (S40) geändert wird, wie in der Folgenden Gleichung 12 in dem zweiten Berechnungsschritt (S50). $K_{N O x} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times e_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} p_{m n}}$
Das heißt, beispielsweise kann das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx in Gleichung 12 wie in der folgenden Gleichung 13 zum Ausdruck gebracht werden. $\begin{array}{l} K_{N O x} = (c_11 \times E_11 + c_12 \times E_12 + c_13 \times E_13 + c_21 \times E_21 + \\ c_22 \times E_22 + c_23 \times E_23 + C_31 \times E_31 + c_32 \times E_32 + c_33 \times \\ E_3 3) / (P_11 + P_12 + P_13 + P_21 + P_22 + P_23 + P_31 + P_32 + \\ P_33) \end{array}$
Das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs enthält das Berechnen einer Änderung des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFFSTOFF vor und nach dem Steuern eines Motors (S40) (S60). Das heißt, je kleiner das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF ist, desto besser ist die Kraftstoffeffizienz, und daher kann, wenn die Änderung des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFFSTOFF, die durch Subtrahieren des Bezugs-Kraftstoffverhältnisses K_KRAFTSTOFF nach dem Steuern eines Motors (S40) von dem Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF vor dem Steuern eines Motors (S40) erhalten wird, ein negativer Wert ist, bestimmt werden, dass die Kraftstoffeffizienz durch die Motorsteuerung verbessert wurde. Folglich ist es im Berechnungsschritt (S60) möglich, zu überprüfen, ob die Kraftstoffeffizienz durch die Motorsteuerung verbessert wird.
Das Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz unter Verwendung des Verfahrens zum Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs führt erneut den Bestimmungsschritt (S30) nach dem Berechnen einer Änderung (S60) durch. Das Steuern eines Motors (S40) wird wiederholt, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, bis das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx einen vorbestimmten Bezugswert in dem Bestimmungsschritt (S30) überschreitet.
Das Steuern eines Motors (S40) wird nachstehend detailliert beschrieben. 9 ist ein Konzeptionsdiagramm, das eine Motorsteuerung zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz in einem Schritt zum Steuern eines Motors der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Beziehung zwischen der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit und der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit zu der Motorleistung gezeigt wird. Das heißt, wenn die Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit zu der Motorleistung abnimmt, erhöht sich die Kraftstoffeffizienz, aber die NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit erhöht sich auch. Folglich ist es möglich, eine Kraftstoffeffizienz durch Verringern der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit zu der Motorleistung zu verbessern, bis die NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit einen vorbestimmten Vergleichswert erreicht. Der vorbestimmte Vergleichswert kann als ein NOx-Abgasverhältnis K_NOx gemäß einem begrenzten Wert der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit in dem entsprechenden Land eingestellt werden, aber ist nicht darauf beschränkt, und derselbe kann niedriger als das NOx-Abgasverhältnis K_NOx gemäß der begrenzten Menge der NOx-Abgasmenge in dem entsprechenden Land eingestellt werden.
Die Motorsteuerung zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz durch Verringern der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit zur Motorleistung enthält das Steuern zum Erhöhen der Motor-Einlassmenge um eine vorbestimmte Bezugs-Einlassmenge oder zum Verringern eines Motorladedrucks um einen vorbestimmten Bezugs-Ladedruck. Ferner enthält dieselbe das Steuern zum Vorverlegen einer Kraftstoffeinspritzungszeit in einen Motor um eine vorbestimmte Bezugszeit oder zum Erhöhen eines Kraftstoffeinspritzungsdrucks in einen Motor um einen vorbestimmten Einspritzungsdruck. Die vorbestimmte Bezugs-Einlassmenge, der vorbestimmte Bezugs-Ladedruck, die vorbestimmte Bezugszeit und der vorbestimme Bezugs-Einspritzungsdruck können von Fahrzeugtypen abhängig sein.

Claims

Verfahren zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz durch Analysieren eines Fahrmusters eines Fahrzeugs, die folgenden Schritte aufweisend: Berechnen von Gewichtungsfaktoren gemäß dem Fahrmuster des Fahrzeugs bei Koordinaten, die die Verhältnisse von akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten in einem Motorbetriebsbereich sind, durch eine Steuerung; Berechnen eines Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF und eines Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses K_NOx unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren durch die Steuerung; Bestimmen, ob das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx einen vorbestimmten Vergleichswert überschreitet; und Steuern eines Motors, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, wenn das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx gleich dem vorbestimmten Vergleichswert oder kleiner als derselbe ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFTSTOFF durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren C_mn und einer Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit D_mn und Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich wie in der folgenden Gleichung in dem Schritt zum Berechnen des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses und des Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses berechnet wird: $K_{K R A F T S T O F F} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times D_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} P_{m n}}$
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren C_mn und einer NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit E_mn und Motorleistung P_mn bei allen Koordinaten in einem vorbestimmten Motorbetriebsbereich wie in der folgenden Gleichung in dem Schritt zum Berechnen des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses und des Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses berechnet wird: $K_{N O x} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times E_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} P_{m n}}$
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Schritt zum erneuten Berechnen des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF und des Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses K_NOx unter Verwendung der Gewichtungsfaktoren und der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit d_mn, der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit e_mn und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches, der beim Steuern des Motors geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren C_mn und der Kraftstoffverbrauchsmenge pro Zeiteinheit d_mn und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich, der beim Steuern eines Motors geändert wird, wie in der folgenden Gleichung in dem Schritt zum erneuten Berechnen des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses und des Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses erneut berechnet wird: $K_{K R A F T S O F F} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times d_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} p_{m n}}$
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bezugs-NOx-Abgasverhältnis K_NOx durch Berechnen der Gewichtungsfaktoren C_mn und der NOx-Abgasmenge pro Zeiteinheit e_mn und der Motorleistung p_mn bei allen Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich, der beim Steuern eines Motors geändert wird, wie in der folgenden Gleichung in dem Schritt zum erneuten Berechnen des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses und des Bezugs-NOx-Abgasverhältnisses erneut berechnet wird: $K_{N O x} = \frac{Σ_{m = 1, n = 1} (C_{m n} \times e_{m n})}{Σ_{m = 1, n = 1} p_{m n}}$
Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit einem Schritt zum Berechnen einer Änderung des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF vor und nach dem Steuern des Motors, wobei dies meint, dass je kleiner das Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF ist, desto besser die Kraftstoffeffizienz ist, und daher, wenn die Änderung des Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnisses K_KRAFTSTOFF die durch Subtrahieren des Bezugs-Kraftstoffverhältnisses K_KRAFTSTOFF nach dem Steuern eines Motors von dem Bezugs-Kraftstoffverbrauchsverhältnis K_KRAFFSTOFF vor dem Steuern eines Motors erhalten wird, ein negativer Wert ist, bestimmt werden kann, dass die Kraftstoffeffizienz durch eine Motorsteuerung verbessert wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Bestimmungsschritt nach dem Berechnen einer Änderung erneut durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Berechnen der Gewichtungsfaktoren ferner Folgendes aufweist: Einstellen einer Messbedingung für das Fahrmuster; Messen des Fahrmusters A_i(x_i;y_i), das aus einer Motordrehzahl und einer Motorlast (Kraftstoffmenge oder Motordrehmoment) oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der Nummer eines Gangs besteht, unter einer eingestellten Messbedingung; Extrahieren eines Motorbetriebsbereiches für das gemessene Fahrmuster A_i(x_i;y_i) aus einem Motorsteuerkennfeld, das aus der Motordrehzahl und der Motorlast besteht; Berechnen von Gewichtungen, die gemäß Distanzen zu Ecken des Motorbetriebsbereiches von dem gemessenen Fahrmuster A_i(x_i;y_i) bestimmt werden; Akkumulieren der berechneten Gewichtungen für die Koordinaten in dem Motorbetriebsbereich; Bestimmen, ob die gegenwärtige Messbedingung von der eingestellten Messbedingung abweicht; und Berechnen von Gewichtungsfaktoren für die Koordinaten unter der eingestellten Messbedingung, die Verhältnisse der akkumulierten Gewichtungen bei den Koordinaten zu der Summe der akkumulierten Gewichtungen bei allen Koordinaten des Motorbetriebsbereiches sind, wenn die gegenwärtige Messbedingung von der eingestellten Messbedingung abweicht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei beim Extrahieren eines Motorbetriebsbereiches der Motorbetriebsbereich ein aus vier Eckkoordinaten (x_Li;y_Li), (x_Ui;y_Li), (x_Li;y_Ui) und (x_Ui;y_Ui) eines Pixels bestehender virtueller Block ist, in dem das gemessene Fahrmuster A_i(x_i;y_i) in dem Motorsteuerkennfeld besteht.