Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans einer Abgasanlage für ein Fahrzeug

Abstract

 Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans (7) einer Abgasanlage (1) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (13), bei dem das Umsteuerorgan (7) in eine erste Stellung oder eine zweite Stellung bewegt wird, wodurch in der Abgasanlage (1) ein erster oder zweiter Strömungspfad eingestellt wird.
Es ist vorgesehen, dass für eine optimierte Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) von der ersten Stellung in die zweite Stellung und/oder umgekehrt eine Offenposition (OP) und/oder eine Schließposition (SP1, SP2, SP3) eines den Fahrgastraum (10) zumindest teilweise begrenzenden Fahrzeugteils (11, 12, 19) berücksichtigt wird.

Beschreibung

[0001] Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die DE 103 09 468 A1 beschreibt ein gattungsbildendes Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans einer Abgasanlage bei einem Kraftfahrzeug. Das Umsteuerorgan ist als Absperrmittel in Form einer bewegbaren Klappe ausgeführt, die derart angesteuert werden kann, dass sie in einer ersten Stellung eine Durchlassstellung oder in einer zweiten Stellung eine Absperrstellung einnimmt, wodurch in der Abgasanlage zumindest zwei Strömungspfade für das Abgas bereitgestellt werden können. Die Ansteuerung des Umsteuerorgans, also das Betätigen der Klappe von der Absperrstellung in die Durchlassstellung und umgekehrt, erfolgt hier in Abhängigkeit eines Kennfeldes bzw. manuell angesteuert nach einem Fahrerwunsch.

[0003] Aus der DE 198 37 097 A1 ist eine Abgasanlage mit einem Umsteuerorgan bekannt, welches als Tellerventil ausgebildet ist. Je nach dem, ob das Tellerventil eine Durchlass-oder Absperrstellung einnimmt, wird der von der Brennkraftmaschine kommende Abgasstrom über einen ersten oder zweiten Strömungsweg geführt.

[0004] Üblicherweise zeichnen sich bei derartigen Abgasanlagen die unterschiedlichen Strömungswege durch unterschiedliche Abgasgegendrücke und/oder durch unterschiedliche Geräuschdämpfungseigenschaften aus, so dass die auch als Klappenabgasanlagen bezeichnete Abgasanlagen eingesetzt werden können, um die Leistung der Brennkraftmaschine zu verbessern und/oder zwei unterschiedliche Abgasklangbilder bereitzustellen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans einer Abgasanlage zu optimieren.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans einer Abgasanlage, welches die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0007] Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Abgasanlage so betrieben werden kann, dass im Fahrgastraum - unabhängig von der Stellung eines den Fahrgastraum begrenzenden Fahrzeugteils - ein optimiertes Klangbild wahrgenommen werden kann. Es hat sich gezeigt, dass die von dem Abgasstrom hervorgerufenen Klangbilder unerwünschte Nebengeräuschen mitführen können, die innerhalb des Fahrgastraumes unterschiedlich wahrgenommen werden, nämlich je nach dem, ob das den Fahrgastraum begrenzende Fahrzeugteil in einer Offenposition oder einer Schließposition vorliegt. Ist das den Fahrgastraum begrenzende Fahrzeugteil zumindest teilweise geöffnet, dringen von außen in den Fahrgastraum Geräusche ein, beispielsweise Windgeräusche während der Fahrt, Geräusche von anderen Fahrzeugen oder andere Umweltgeräusche, die die von dem Abgasstrom erzeugten Nebengeräusche zumindest teilweise überdecken oder auslöschen können, so dass sie nicht oder nur gedämpft wahrgenommen werden. Ist das Fahrzeugteil geschlossen, können die Nebengeräusche verstärkt wahrgenommen werden. Die von dem Abgasstrom erzeugten Nebengeräusche sind in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder dem Lastzustand der Brennkraftmaschine und in Abhängigkeit von dem durch das Absperrmittel eingestellten Strömungspfad immer vorhanden, werden jedoch vom Fahrer des Fahrzeugs unterschiedlich laut wahrgenommen, wenn der Fahrgastraum teilweise geöffnet oder geschlossen ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entsprechend der Stellung des Umsteuerorgans der jeweils günstige Strömungspfad in Abhängigkeit der Position des Fahrzeugteils ausgewählt.

[0008] Die erfindungsgemäße Ansteuerung in Abhängigkeit der Position des den Fahrgastraum begrenzenden Fahrzeugteils kann in einer Weiterbildung der konventionellen Ansteuerung (siehe Anspruch 2) des Umsteuerorgans, beispielsweise in Abhängigkeit der Drehzahl, des Lastzustandes oder ähnlichen Betriebsparametern des Antriebsstranges, insbesondere der Antriebsmaschine oder einem Fahrerwunsch (siehe Anspruch 3), überlagert werden.

[0009] Nach einer in Anspruch 4 angegebenen Weiterbildung kann dieses Verfahren auf besonders einfache Weise umgesetzt werden. Betriebsparameter des Antriebsstranges werden in den meisten Fahrzeugen ohnehin erfasst. Dazu gehören beispielsweise die Drehzahl und der Lastzustand der Brennkraftmaschine, der eingelegte Gang des Übersetzungsgetriebes des Antriebsstranges oder andere Betriebsparameter des Antriebsstranges. Folglich können die ohnehin erfassten Betriebsparameter für die Ansteuerung des Umsteuerorgans der Abgasanlage verwendet werden.

[0010] Je nach Position des den Fahrgastraum begrenzenden Fahrzeugteils werden unterschiedliche Werte desselben Betriebsparameters der Offenposition bzw. der Schließposition des Fahrzeugteils zugeordnet, was nach einer Weiterbildung nach Anspruch 5 vorgesehen ist. So kann beispielsweise bei einem ersten Drehzahlwert das Umsteuerorgan von der zweiten Stellung in die erste Stellung verlagert werden, wenn das Fahrzeugteil in der Offenposition vorliegt. Bei einem zweiten Drehzahlwert kann das Umsteuerorgan von der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt werden, wenn das Fahrzeugteil die Offenposition einnimmt, wobei der zweite Drehzahlwert höher als der erste Drehzahlwert ist. Mit anderen Worten: Ist das den Fahrgastraum begrenzende Fahrzeugteil in Offenposition, wird das Umsteuerorgan - bezogen auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine - früher von der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, als dies bei geschlossenem Fahrzeugteil erfolgen würde.

[0011] Anstelle der Drehzahl der Antriebsmaschine kann - wie Anspruch 7 vorsieht - alternativ oder zusätzlich der Lastzustand der Antriebsmaschine für die Ansteuerung des Umsteuerorgans verwendet werden. Der Lastzustand kann - wie die Drehzahl - auf einfache Art und Weise ermittelt werden, beispielsweise durch Ermittlung der Stellung der Drosselklappe, Messung der die Ansauganlage der Brennkraftmaschine durchsetzende Luftmasse oder durch tatsächliche Ermittlung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments. Selbstverständlich können hierfür auch andere Ermittlungsverfahren verwendet werden.

[0012] Entsprechend einer in Anspruch 8 angegebenen Weiterbildung der Erfindung wird das Umsteuerorgan bei einem vorgebbaren Drehzahlwert der Antriebsmaschine von der zweiten Stellung in die erste Stellung umgesteuert, wobei insbesondere in der ersten Stellung des Umsteuerorgans innerhalb der Abgasanlage ein Strömungspfad eingestellt wird, der einen geringeren Abgasgegendruck erzeugt, als dies bei dem Strömungspfad vorliegt, wenn das Umsteuerorgan in der zweiten Stellung vorliegt. Das Umsteuerorgan wird von der ersten Stellung wieder in die zweite Stellung bewegt, wenn die Antriebsmaschine einen vorgebbaren Lastzustand erreicht. Es hat sich gezeigt, dass bei hoher Last innerhalb der Abgasanlage auch lautere Geräusche durch den Abgasstrom erzeugt werden. Um eine übermäßige Geräuschentwicklung zu vermeiden, wird daher das Umsteuerorgan wieder in die zweite Stellung verlagert.

[0013] Besonders bevorzugt findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung bei Kraftfahrzeugen, die ein bewegliches Dachelement besitzen, welches Dachelement mithin als Fahrzeugteil angesehen werden kann, welches den Fahrgastraum zumindest teilweise begrenzt. Das bewegbare Dachelement ist also beispielsweise ein versenkbares Dach, wie es bei einem Cabriolet verwendet wird. Alternativ kann das bewegbare Dachelement auch ein Schiebedeckel bzw. ein großflächiges Schiebedach sein, wie sie bei geschlossenen Kraftfahrzeugen im Dachbereich verwendet werden. Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, dass das den Fahrgastraum zumindest teilweise begrenzende Fahrzeugteil eine Scheibe, beispielsweise Seitenscheibe der Tür oder ähnliches, darstellt. Die jeweilige Position des Fahrzeugteils kann einfach mit bekannten Maßnahmen ermittelt werden, insbesondere, wenn das Fahrzeugteil mittels Fremdkraftantriebs bewegt wird.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ausschnittweise eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2

ein Kraftfahrzeug mit einem Schiebedeckel,

Fig. 3

ein Cabriolet und

Fig. 4

als Blockschaltbild eine Steuerung der Abgasanlage.

[0015] Fig. 1 zeigt von einer teilweise dargestellten Abgasanlage 1 einen Schalldämpfer 2, der zwischen einem hier nicht gezeigten Abgaseinlass der Abgasanlage 1 und einem Abgasauslass der Abgasanlage 1 liegt. Der Abgaseinlass ist mit einer hier nicht dargestellten Antriebsmaschine eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs verbunden. Dem Abgaseinlass nachgeordnet, also in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, weist der Schalldämpfer 2 einen Eingang 3 auf, der über ein Rohr 4 zu dem Schalldämpfer 2 führt. Der Schalldämpfer 2 besitzt ferner zumindest einen Ausgang 5, vorzugsweise zwei Ausgänge 5 und 6 auf, die zu dem hier nicht gezeigten Auslass der Abgasanlage 1 führen und die am Ende von weiteren Rohren 4 liegen, die mit dem Schalldämpfer 2 verbunden sind. Zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass der Abgasanlage 1 ist ein Umsteuerorgan 7 angeordnet, mit welchem - je nach dessen ersten Stellung oder zweiten Stellung- zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass zwei unterschiedliche Strömungspfade für das Abgas einstellbar sind. Das Umsteuerorgan 7 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel benachbart zum Schalldämpfer 2 und vorzugsweise innerhalb eines Rohres 4 angeordnet, welches den Ausgang 5 bzw. 6 aufweist. Es ist in bevorzugter Ausführungsform als innerhalb des Rohres 4 angeordnetes Absperrmittel 7', beispielsweise in Form einer Klappe 8, ausgeführt, die in durchgezogenen Linien in einer Absperrstellung AS (zweite Stellung) und gestrichelt dargestellt in einer Durchlassstellung DS (erste Stellung) eingezeichnet ist. Je nach dem, ob das Umsteuerorgan 7 die Absperrstellung AS bzw. zweite Stellung oder die Durchlassstellung DS bzw. erste Stellung einnimmt, gelangt das über den Eingang 3 in den Schalldämpfer 2 einströmende Abgas zu dem Ausgang 5 oder 6. Die vorher erwähnten zwei Strömungspfade für das Abgas werden also durch unterschiedliche Abgaswege innerhalb des Schalldämpfers 2 bereitgestellt, wobei entsprechend der Stellung des Umsteuerorgans 7 der entsprechende Strömungspfad eingestellt wird. Für das Bewegen des Umsteuerorgans 7 in Absperrstellung AS (zweite Stellung) bzw. Durchlassstellung DS (erste Stellung) ist noch ein Antrieb 9 vorgesehen.

[0016] Angesteuert wird der Antrieb 9 und damit das Umsteuerorgan 7 beispielsweise in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des hier nicht gezeigten Antriebsstranges des Fahrzeugs, welcher Antriebsstrang zumindest die Antriebsmaschine als Brennkraftmaschine und ein Übersetzungsgetriebe aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Ansteuerung des Umsteuerorgans 7 manuell als Fahrerwunsch über eine Taste/Schalter erfolgen. Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Ansteuerung des Umsteuerorgans 7 von der zweiten Stellung in die erste Stellung und umgekehrt in Abhängigkeit eines einen Fahrgastraum 10 begrenzenden (siehe Fig. 2 und 3) Fahrzeugteils 11, 12 eines Kraftfahrzeugs 13. Das Fahrzeugteil 11 ist beispielsweise eine Seitenscheibe, die in Schließposition SP1 oberhalb einer Gürtellinie 14 angeordnet ist und in einer nicht gezeigten Offenposition zumindest teilweise unter der Gürtellinie 14 liegt. Das Fahrzeugteil 12 ist hier als großflächiger Schiebedeckel 15 ausgeführt, der zwischen zwei Dachlängsholmen 16 und 17 verschiebbar angeordnet ist und in durchgezogenen Linien seine Schließstellung SP2 einnimmt. Das Fahrzeugteil 12, also der Schiebedeckel 15, kann in eine gestrichelt eingezeichnete Offenposition OP verlagert werden, so dass eine Dachöffnung 18 zumindest teilweise freigegeben wird. Die Fahrzeugteile 11, 12 sind Bestandteil einer Außenhaut der Karosserie des Kraftfahrzeugs 13.

[0017] Bei dem in Fig. 3 gezeigten Kraftfahrzeug 13 ist als Fahrzeugteil 19, welches den Fahrgastraum 10 oberhalb der Gürtellinie 14 begrenzt, ein Cabriolet-Verdeck vorgesehen, welches in Fig. 3 in einer Schließposition SP3 vorliegt und in einer hier nicht gezeigten Offenposition in einem hier nicht gezeigten und unterhalb eines Verdeckkastendeckels 20 liegenden Verdeckkasten vollständig abgelegt werden kann. Das Fahrzeugteil 19 in Fig. 3 und das Fahrzeugteil 12 in Fig. 2 bilden bewegbare Dachelemente, die somit in eine Offenposition OP bzw. Schließposition SP3 bzw. SP2 verlagert werden können.

[0018] Je nach dem, ob die Fahrzeugteile 11, 12 und 19 ihre Offenposition OP bzw. Schließposition SP1, SP2 oder SP3 einnehmen, wird die in Fig. 1 dargestellte Klappe 8 aus der Absperrstellung AS in die Durchlassstellung DS und umgekehrt verlagert, so dass in Abhängigkeit der Position der Fahrzeugteile 11, 12 und 19 und in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des Antriebsstranges die unterschiedlichen Strömungswege eingestellt werden können.

[0019] Die Ansteuerung des Umsteuerorgans 7 zu dessen Bewegung von der zweiten Stellung in die erste Stellung und umgekehrt wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei wird vorausgesetzt, dass das Umsteuerorgan als Absperrmittel 7' ausgeführt ist, welches in der ersten Stellung die Durchlassstellung DS und in der zweiten Stellung die Absperrstellung AS einnimmt. In der Durchlassstellung DS weist der eingestellte Strömungspfad einen geringeren Abgasgegendruck und/oder eine geringere Geräuschdämpfung auf als der andere Strömungspfad, der eingestellt ist, wenn die Absperrstellung AS eingestellt ist. Ferner wird angenommen, dass das Fahrzeugteil 19 als Verdeck ausgeführt ist, wie es Fig. 3 zeigt. Das Absperrmittel 7' wird in Abhängigkeit eines ersten Betriebsparameters BP1 und eines zweiten Betriebsparameters BP2 des Antriebsstranges gesteuert. Bei einem ersten Wert W1 des ersten Betriebsparameters BP1 wird das Absperrmittel 7' von der Absperrstellung AS in die Durchlassstellung DS verlagert und bei einem zweiten Wert W2 des zweiten Betriebsparameters BP2 wieder von der Durchlassstellung DS in die Absperrstellung AS zurückbewegt. Liegt das Fahrzeugteil 19 in der Offenstellung OP sind die zugeordneten Werte W1_OP und W2_OP und für die Schließstellung SP3 des Fahrzeugteils 19 die entsprechenden Werte W1_SP und W2_SP, wobei für die Ansteuerung des Absperrmittels 7' gilt W1_OP < W1_SP und W2_OP > W2_SP. Wird nun weiter angenommen, dass der erste Betriebsparameter BP1 die Drehzahl n und der zweite Betriebsparameter BP2 der Lastzustand L der Antriebsmaschine ist, so gilt mit n1 = W1_OP, n2 = W1_SP, L1 = W2_OP und L2 = W2_SP: n1 < n2 und L1 > L2. Diese Werte zur Steuerung des Umsteuerorgans 7 bzw. des Absperrmittels 7' können in einem so genannten Kennfeld 21, vorzugsweise mit zumindest einer Kennlinie, abgelegt sein, welches Bestandteil einer Steuereinrichtung 22 für das Umsteuerorgan 7 ist. Die Steuereinrichtung 22 weist ferner eine Auswerteeinheit 23 auf, die die Betriebsparameter BP1, BP2 sowie die Offen- und/oder Schließposition SP des zumindest einen Fahrzeugteils 11, 12, 19 erfasst und die über eine Ansteuereinheit 24 den Antrieb 9 versorgt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betätigen eines Umsteuerorgans (7) einer Abgasanlage (1) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (13), bei dem das Umsteuerorgan (7) in eine erste Stellung oder eine zweite Stellung bewegt wird, wodurch in der Abgasanlage (1) ein erster oder zweiter Strömungspfad eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) von der ersten Stellung in die zweite Stellung und/oder umgekehrt eine Offenposition (OP) und/oder eine Schließposition (SP1, SP2, SP3) eines den Fahrgastraum (10) zumindest teilweise begrenzenden Fahrzeugteils (11, 12, 19) berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) zumindest ein Betriebsparameter (BP1, BP2) eines Antriebsstranges des Fahrzeugs (13) berücksichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) manuell - als Fahrerwunsch - erfolgen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Offenposition (OP) und/oder Schließposition (SP1, SP2, SP3) unterschiedliche Werte desselben Betriebsparameters des Antriebsstranges für die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) von der zweiten Stellung in die erste Stellung und/oder umgekehrt bei in Offenposition (OP) liegendem Fahrzeugteil (11, 12, 19) bei einem anderen Wert (W1, W2) eines Betriebsparameters (BP1, BP2) erfolgt als bei in Schließposition (SP1, SP2, SP3) liegendem Fahrzeugteil (11, 12, 19).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter (BP1) des Antriebsstranges eine Drehzahl (n) der Antriebsmaschine für die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) dient.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter (BP2) des Antriebsstranges ein Lastzustand (L) der Antriebsmaschine des Antriebsstranges für die Ansteuerung des Umsteuerorgans (7) dient.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorgegebenen Wert (W1) eines ersten Betriebsparameters (BP1) des Antriebsstranges das Umsteuerorgan (7) von der zweiten Stellung in die erste Stellung angesteuert wird und dass bei einem vorgebbaren Wert (W2) eines zweiten Betriebsparameters (BP2) des Antriebsstranges das Umsteuerorgan (7) von der ersten Stellung in die zweite Stellung angesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugteil (11, 12, 19) ein bewegbares Dachelement in seiner Offenposition (OP) und/oder Schließposition (SP2, SP3) berücksichtigt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Umsteuerorgan (7) ein Absperrmittel (7') verwendet wird, das in der ersten Stellung eine Durchlassstellung (DS) und in der zweiten Stellung eine Absperrstellung (AS) in einem der Strömungspfade einnimmt.

Zeichnung