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Allgemeiner Stand der Technik
und kurze Darstellung der Erfindung
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Motoren
können einen variablen Ventilbetrieb verwenden, wie eine
variable Nockenwellenverstellung, um die Motorleistung zu verbessern.
Bei einem Beispiel können zum Justieren der Position (z. B.
des Winkels) der Nocken über eine hydraulische Betätigung
eines Phasenwandlers Ölsteuerventile wie etwa Kolbenventile
oder Magnetventile verwendet werden. Deshalb kann die Ventilverstellung
je nach dem gewünschten Ventilbetrieb nach früh
oder spät verstellt werden.
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Aufgrund
der Entstehung von Partikeln in dem Hydraulikfluid, die an verschiedenen
Teilen des Ventils haften oder dort eingefangen werden können, kann
es zu einer Degradation bzw. Störung eines Ölsteuerventils
kommen. Die eingefangenen Partikel können Strömungskanäle
blockieren, wodurch die präzise Steuerung des Ölsteuerventilbetriebs
verschlechtert oder möglicherweise verhindert wird. Dies
kann den Betrieb der Nocken verschlechtern und dadurch die Effizienz
des Verbrennungsprozesses herabsetzen.
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Zum
Reinigen des Ölsteuerventils sind verschiedene Steuerstrategien
entworfen worden. Solche Steuerstrategien können zu spezifischen
Zeitintervallen während des Motorbetriebs implementiert werden,
wie etwa während der Schubabschaltung DFSO (Deceleration
Fuel Shut Off), wenn keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, wenn
der Phasenwandler sich in einem spezifizierten Bereich von den harten
Anschlägen weg befindet und wenn die Ventile im Wesentlichen
stationär sind. Aus
US
6,718,921 sind ein Ölsteuerventilreinigungssystem
und -verfahren bekannt bei dem zur Reinigung das Ölsteuerventil zwischen
den „harten Anschlägen” bzw. Endwerten (minimaler
bzw. maximaler Wert des Arbeitbereichs z. B. 0% bzw. 100%) den gesamten
Arbeitbereich durchläuft. Die Reinigung kann während
eines begrenzten Arbeitsfensters implementiert werden, wenn spezifizierte
Arbeitsbedingungen erzielt werden, wie etwa der Nicht-Betrieb des
Kraftstoffeinspritzsystems, wenn das Motordrehmoment innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs (z. B. unter einem Schwellwert) liegt, und
so weiter.
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Die
Erfinder haben bei dem obigen Ansatz mehrere Probleme erkannt. Erstens
kann das verfügbare Reinigungsarbeitsfenster gemäß solcher Ansätze
sehr klein sein. Zudem kann das verfügbare Arbeitsfenster
bei Fahrzeugen, die Hybridtechnologie nutzen, weiter reduziert sein.
Beispielsweise tritt DFSO möglicherweise nicht in einem
Hybridfahrzeug auf, doch vielmehr schaltet der Motor vollständig
ab und kommt zur Ruhe.
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Als
solches, bei einem Ansatz, ein Verfahren zum Betreiben eines Ölsteuerventils,
an einen Phasenwandler gekoppelt, konfiguriert zum Justieren einer
Position mindestens eines Nockens zwischen harten Anschlägen,
wobei das Ölsteuerventil in einem Verbrennungsmotor mit
einem Einlassventil und/oder einem Auslassventil, über
den Phasenwandler gesteuert, enthalten ist. Das Verfahren beinhaltet
das Betreiben des Ölsteuerventils als Reaktion auf Nockenpositionsrückkopplungsinformationen, wobei
das Ölsteuerventil in einer ersten Beziehung auf der Basis
der Rückkopplungsinformationen justiert wird; und Betreiben
des Ölsteuerventils in einem Reinigungsmodus während
ausgewählter Verbrennungsbedingungen durch abruptes Umschalten
des Ölsteuerventils zwischen zwei Zuständen als
Reaktion auf die Nockenpositionsrückkopplungsinformationen.
Das Ölsteuerventil wird in einer zweiten Beziehung auf
der Basis der Rückkopplungsinformationen justiert, wobei
die zweite Beziehung eine abruptere Justierung als die erste Beziehung
enthält.
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Auf
diese Weise kann eine robuste Ventilreinigungsstrategie über
einen größeren Bereich von Arbeitsbedingungen
hinweg implementiert werden, da eine aktive Ventilsteuerung während
des Reinigungsbetriebs erzielt werden kann. Weiterhin kann eine
Ventilreinigung beim Motorbetrieb effektiv ausgeführt werden,
wodurch, falls gewünscht, die verfügbaren Motorabschaltbedingungen
für den Hybridfahrzeugbetrieb vergrößert
werden können.
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Es
ist zu verstehen, dass die obige kurze Darstellung angeführt
wird, um in vereinfachter Form eine Selektion von Konzepten einzuführen,
die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben
werden. Sie soll nicht Schlüssel- oder essentielle Merkmale
des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich
ausschließlich durch die Ansprüche definiert wird,
die auf die ausführliche Beschreibung folgen. Weiterhin
ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die
etwaige oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angemerkte
Nachteile lösen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotor mit einer
einzelnen Verbrennungskammer.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit mehreren
Zylinderbänken.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Hybrid-Elektroantriebssystems.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Magnetventils.
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5 zeigt
eine Proportional-Integral-Derivativ-Rückkopplungssteuerstrategie.
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6–12 zeigen
verschiedene Ölsteuerventilreinigungsstrategien.
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13A–13C zeigen
grafisch eine Ventilsteuerungsstrategie nach dem Stand der Technik.
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14A–14C zeigen
grafisch eine Ventilreinigungssteuerstrategie.
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Ausführliche Spezifikation
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Verbrennungsmotoren
können Ölsteuerventile verwenden, wie etwa Magnetventile
und variable Ventilbetriebssysteme, um die Betätigung des
Ventilsystems zu steuern. Beispielsweise können Ölsteuerventile
in Nockenwellenverstellungssystemen verwendet werden, um den Betrieb
eines Phasenwandlers zu steuern. Wegen des Potentials, dass Partikel und
andere Verunreinigungen sich in dem Ölsteuerventil absetzen,
können Ventilreinigungsoperationen ausgeführt
werden.
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Bei
einem Beispiel wird ein Ventilreinigungsoperationsmodus während
des Motorverbrennungsbetriebs und in Koordination mit modifizierter
Rückkopplungssteuerung der Nockenbetätigung (z.
B. Nockenwellenverstellung) ausgeführt. Beispielsweise kann
während Nicht-Reinigungsbedingungen eine Rückkopplungssteuerung
der Nockenwellenverstellung über eine Ventilbetätigung
mit Parametern ausgeführt werden, die für einen
geglätteten Ventilsteuerbetrieb unter einem großen
Bereich von Motorarbeitsbedingungen abgestimmt sind. Während
ausgewählter Reinigungsbedingungen jedoch kann eine modifizierte
Rückkopplungssteueroperation verwendet werden, wie etwa
ein abruptes Umschalten mit hohem Verstärkungsfaktor oder
eine Ein-Aus-Rückkopplungssteuerung. Wenngleich dies möglicherweise
die Nockenwinkelmodulation während der Verbrennung erhöht,
ist eine derartige Operation auf ausgewählte Bedingungen
beschränkt, wobei solche Abweichungen auf Fahrgefühl,
Emissionen und/oder Motorleistung eine reduzierte oder unbedeutende Auswirkung
haben. Gleichzeitig aber kann eine derartige Rückkopplungssteuerung
mit höherem Verstärkungsfaktor das Ölsteuerventil
ausreichend betätigen, um eine Reinigungsoperation zu bewirken
und Verunreinigungen, Schmutz usw. bzw. die Degradation des Ölsteuerventils
zu reduzieren oder zu entfernen. Es werden nun weitere Beispiele
und Modifikationen der verschiedenen Steueroperationen für
eine Zylinderventilsteuerung geliefert.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors 10 zeigt,
der in einem Antriebssystem eines Automobils enthalten sein kann.
Bei einigen Beispielen kann das Antriebssystem zusätzlich
eine elektrische Maschine enthalten, die konfiguriert ist, zum Antreiben
des Fahrzeugs eine Antriebskraft zu erzeugen, hierin bezüglich 3 ausführlicher
erörtert. Der Motor 10 kann mindestens teilweise
durch ein einen Controller 12 enthaltendes Steuersystem
und durch Eingabe von einem Fahrzeugoperator 132 über
eine Eingabeeinrichtung 130 gesteuert werden. Bei diesem
Beispiel beinhaltet die Eingabeeinrichtung 130 ein Gaspedal
und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines
proportionalen Pedalpositionssignal PP. Die Verbrennungskammer (z.
B. der Zylinder) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 32 mit
einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann
an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Hin-
und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt
wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein dazwischen
angeordnetes Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad eines
Fahrzeugs gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlassermotor über
ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um
eine Anlassoperation des Motors 10 zu ermöglichen.
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Die
Verbrennungskammer 30 kann Ansaugluft vom Ansaugkrümmer 44 über
eine Ansaugpassage 42 empfangen und kann Verbrennungsgase über eine
Abgaspassage 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und
die Abgaspassage 48 können über ein jeweiliges
Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv
mit der Verbrennungskammer 30 kommunizieren. Bei einigen
Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei
oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile
enthalten.
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Bei
diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und
die Auslassventile 54 durch eine Nockenbetätigung über
jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert
werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können
jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können
eines oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: Nockenumschaltung
(CPS – Cam Profile Switching), Nockenwellenverstellungssystem
(VCT – Variable Cam Timing), variable Ventilverstellung
(VVT – Variable Valve Timing) und/oder variable Ventilhubsteuerung (VVL – Variable
Valve Lift), die vom Controller 12 betrieben werden können,
um den Ventilbetrieb zu variieren.
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Bei
diesem Beispiel wird VCT verwendet. Die Position des Einlassventils 52 und
des Auslassventils 54 kann durch Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt
werden.
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Das
Kraftstoffeinspritzventil 66 ist direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt
gezeigt, um Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals
FPW, das über den Elektroniktreiber 68 vom Controller 12 empfangen
wird, direkt dort einzuspritzen. Auf diese Weise liefert das Kraftstoffeinspritzventil 66 das,
was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bekannt
ist. Das Kraftstoffeinspritzventil kann zum Beispiel in der Seite
der Verbrennungskammer oder in der Oberseite der Verbrennungskammer
montiert sein. Kraftstoff kann an das Kraftstoffeinspritzventil 66 über
ein nicht gezeigtes Kraftstoffsystem geliefert werden, das einen
Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoff-Rail enthält.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 alternativ oder
zusätzlich ein Kraftstoffeinspritzventil enthalten, das
in einer Ansaugpassage 44 angeordnet ist, und zwar in einer
Konfiguration, die das liefert, was als Einlasskanaleinspritzung
von Kraftstoff in den Einlaufkanal vor der Verbrennungskammer 30 bekannt ist.
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Die
Ansaugpassage 42 kann eine Drossel 62 mit einer
Drosselplatte 64 enthalten. Bei diesem besonderen Beispiel
kann die Position der Drosselplatte 64 durch den Controller 12 über
ein Signal variiert werden, das an einen mit der Drossel 62 enthaltenen Elektromotor
oder Aktuator geliefert wird, eine Konfiguration, die üblicherweise
als elektronisches Gaspedal (ETC – Electronic Throttle
Control) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 betrieben werden,
um die an die Verbrennungskammer 30 unter anderen Motorenzylindern
gelieferte Ansaugluft zu variieren. Die Position der Drosselplatte 64 kann über
ein Drosselpositionssignal TP an den Controller 12 geliefert
werden. Die Ansaugpassage 42 kann einen Luftmassensensor 120 und
einen Krümmerluftdrucksensor 122 zum Liefern jeweiliger
Signale MAF und MAP an den Controller 12 enthalten.
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Das
Zündsystem 88 kann unter ausgewählten
Arbeitsmodi als Reaktion auf das Zündverstellungssignal
SA vom Controller 12 einen Zündfunken über
die Zündkerze 92 an die Verbrennungskammer 30 liefern.
Wenngleich Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können
bei einigen Ausführungsformen die Verbrennungskammer 30 oder
eine oder mehrere andere Verbrennungskammern des Motors 10 in
einem Selbstzündungsmodus mit oder ohne Zündfunken
betrieben werden.
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Ein
Abgassensor 126 ist an eine Abgaspassage 48 vor
der Emissionssteuereinrichtung 70 gekoppelt gezeigt. Der
Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Vorsehen
einer Angabe über das Abgasluft-/Kraftstoffverhältnis
sein, wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder ein UEGO (Universal- oder
Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweizustandssauerstoffsensor oder
EGO, ein HEGO-(beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die
Emissionssteuereinrichtung 70 ist entlang der Abgaspassage 48 hinter
dem Abgassensor 126 angeordnet gezeigt. Die Einrichtung 70 kann
ein Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), ein
NOx-Filter, verschiedene andere Emissionssteuereinrichtungen oder
Kombinationen davon sein. Bei einigen Ausführungsformen
kann die Emissionssteuereinrichtung 70 während
des Betriebs des Motors 10 periodisch zurückgesetzt
werden, indem mindestens ein Zylinder des Motors mit einem bestimmten
Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird.
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Der
Controller 12 ist in 1 als ein
Mikrocomputer gezeigt, einschließlich Mikroprozessoreinheit 102,
Eingangs-/Ausgangsports 104, einem elektronischen Speicherungsmedium
für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte,
bei diesem besonderen Beispiel als ein Festwertspeicherchip 106 gezeigt,
Direktzugriffsspeicher 108, Arbeitsspeicher 110 und
einem Datenbus. Der Controller 12 kann zusätzlich
zu jenen zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale
von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich
einer Messung der eingeleiteten Luftmassenströmung (MAF – Mass
Air Flow) von dem Luftmassensensor 120; Motorkühlmitteltemperatur
(ECT – Engine Coolant Temperature) von einem an einen Kühlmantel 114 gekoppelten Temperatursensor 112;
eines Zündungsprofilaufnehmersignals (PIP – Profile
Ignition Pickup) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten
Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ); einer
Drosselposition (TP – Throttle Position) von einem Drosselpositionssensor
und einem Absolutkrümmerdrucksignal MAP (Absolute Manifold
Pressure) vom Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann
vom Controller 12 aus dem Signal PIP generiert werden.
Ein Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor
kann dazu verwendet werden, eine Angabe über Unterdruck
oder Druck in dem Ansaugkrümmer zu liefern.
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Ein
Speichermedium-Festwertspeicher 106 kann mit computerlesbaren
Daten programmiert werden, die Anweisungen darstellen, die von einem
Prozessor 102 ausgeführt werden können,
um die unten beschriebenen Verfahren auszuführen, sowie
andere Varianten, die antizipiert werden, aber nicht spezifisch
aufgeführt sind.
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Wie
oben beschrieben zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors,
und dass jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Ansaug-/Auslassventilen,
Kraftstoffeinspritzdüse, Zündkerze usw. enthalten
kann.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 200.
Es versteht sich, dass der Verbrennungsmotor 10 ein Zylinder
des Motors 200 sein kann. Deshalb sind ähnliche
Teile entsprechend bezeichnet. Bei diesem Beispiel enthält der
Verbrennungsmotor acht Zylinder 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222 bzw. 224.
Die Zylinder sind fluidisch an die Ansaugpassage 42 und
die Abgaspassage 48 gekoppelt. Der Einlass kann eine Drossel 62 mit
einer Drosselplatte 64 enthalten. Eine linke Zylinderbank 230 enthält
Zylinder (218, 220, 222 und 224) und
eine rechte Zylinderbank 232 enthält Zylinder (210, 212, 214 und 216).
Weiterhin kann jeder Zylinder ein Ansaug- und Auslassventil enthalten,
der erste Zylinder enthält ein Einlassventil 210A und
ein Auslassventil 210B. Der zweite Zylinder enthält
ein Einlassventil 212A und ein Auslassventil 212B usw. Jedes
Ventil kann über einen an eine Nockenwelle gekoppelten
Nocken betätigt werden. Mehrere Nockenwellen können
in dem Motor enthalten sein. Beispielsweise können zwei
doppelte oben liegende Nockenwellen in jeder Motorbank positioniert
sein, wodurch das Einlassventil und die Auslassventile in jeder
Motorbank unabhängig betätigt und justiert werden
können.
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Außerdem
können mehrere Phasenwandler in dem Motor enthalten sein.
Bei einigen Beispielen kann ein Phasenwandler an jeder Nockenwelle
gekoppelt sein. Wenn beispielsweise zwei doppelte oben liegende
Nockenwellen verwendet werden, kann ein Phasenwandler an jede der
Einlassnockenwelle und der Auslassnockenwelle in jeder Motorbank
gekoppelt sein, wodurch die Position der Nocken für die
Einlass- und die Auslassventile in jeder Motorbank unabhängig
justiert werden können. Alternativ kann die Anzahl der
Phasenwandler je nach der Konfiguration des Motors abgeändert
werden. Die Phasenwandler können über Ölsteuerventile
justiert werden, um die Verstellung der Zylinderventile im Motor
nach früh oder spät zu verstellen, bezüglich 4 hierin
ausführlicher erörtert.
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Bei
einigen Beispielen kann das Fahrzeug ein in 3 gezeigtes
Hybridelektroantriebssystem 350 verwenden. Bei anderen
Beispielen verwendet das Fahrzeug möglicherweise kein Hybridelektroantriebssystem.
Das Hybridelektroantriebssystem 350 kann einen an ein Getriebe 352 gekoppelten
Verbrennungsmotor 10 enthalten. Das Getriebe 352 kann
ein manuelles Getriebe, ein Automatikgetriebe oder Kombinationen
davon sein. Weiterhin können verschiedene zusätzliche
Komponenten enthalten sein, wie etwa ein Drehmomentwandler und/oder
andere Zahnräder wie etwa eine Achsantriebseinheit usw.
Das Getriebe 352 ist an ein Antriebsrad 354 gekoppelt
gezeigt, das wiederum mit einer Straßenoberfläche 356 in
Kontakt steht.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel enthält das Hybridelektroantriebssystem 350 auch
eine Energieumwandlungseinrichtung 358. Die Energieumwandlungseinrichtung
kann unter anderem einen Motor und einen Generator und Kombinationen
davon enthalten. Die Energieumwandlungseinrichtung 358 ist weiterhin
an eine Energiespeicherungseinrichtung 360 gekoppelt gezeigt,
die eine Batterie, einen Kondensator, ein Schwungrad, ein Druckgefäß usw.
enthalten kann. Die Energieumwandlungseinrichtung kann betrieben
werden, Energie aus der Fahrzeugbewegung und/oder dem Motor zu absorbieren
und die absorbierte Energie in eine Energieform umzuwandeln, die
sich zur Speicherung durch die Energiespeicherungseinrichtung eignet
(d. h. einen Generatorbetrieb bereitstellen). Die Energieumwandlungseinrichtung
kann auch so betrieben werden, dass sie eine Ausgabe (Leistung,
Arbeit, Drehmoment, Drehzahl usw.) an die Antriebsräder 354 und/oder
den Motor 10 liefert (d. h. einen Motorbetrieb bereitstellt). Es
versteht sich, dass die Energieumwandlungseinrichtung bei einigen
Ausführungsformen nur einen Motor, nur einen Generator
oder sowohl einen Motor als auch einen Generator unter verschiedenen
anderen Komponenten enthalten kann, die für das Bereitstellen
der entsprechenden Umwandlung von Energie zwischen der Energiespeicherungseinrichtung und
den Fahrzeugantriebsrädern und/oder dem Motor verwendet
werden.
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Die
gezeigten Verbindungen zwischen Motor 10, Energieumwandlungseinrichtung 358,
Getriebe 352 und Antriebsrad 354 geben die Übertragung
von mechanischer Energie von einer Komponente zu einer anderen an,
wohingegen die Verbindungen zwischen der Energieumwandlungseinrichtung
und der Energiespeicherungseinrichtung die Übertragung
einer Vielzahl von Energieformen wie etwa elektrischer, mechanischer
usw. anzeigen können. Beispielsweise kann Drehmoment von
Motor 10 aus über das Getriebe 352 übertragen
werden, um die Fahrzeugantriebsräder 354 anzutreiben.
Wie oben beschrieben kann die Energiespeicherungseinrichtung 360 konfiguriert
sein, in einem Generatormodus und/oder einem Motormodus zu arbeiten.
In einem Generatormodus absorbiert das System 350 die Ausgabe
von Motor 10 und/oder dem Getriebe 352 teilweise
oder ganz, was die Menge an Antriebsausgabe, die an das Antriebsrad 354 geliefert
wird, oder die Menge an Bremsdrehmoment an das Antriebsrad 354 reduziert.
Eine derartige Operation kann beispielsweise eingesetzt werden,
um Effizienzgewinne durch regeneratives Bremsen, verbesserte Motoreffizienz
usw. zu erzielen. Weiterhin kann die von der Energieumwandlungseinrichtung
empfangene Ausgabe zum Laden der Energiespeicherungseinrichtung 360 verwendet
werden. Im Motormodus kann die Energieumwandlungseinrichtung mechanische Ausgabe
an den Motor 10 und/oder das Getriebe 352 liefern,
beispielsweise unter Verwendung von in einer elektrischen Batterie
gespeicherter elektrischer Energie.
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Hybridantriebsausführungsformen
können Vollhybridsysteme enthalten, bei denen das Fahrzeug
lediglich mit dem Motor, lediglich mit der Energieumwandlungseinrichtung
(zum Beispiel dem Elektromotor) oder einer Kombination aus beiden
laufen kann. Es können auch Assistenz- oder milde Hybridkonfigurationen
verwendet werden, bei denen der Motor die primäre Drehmomentquelle
ist, wobei das Hybridantriebssystem dahingehend wirkt, zusätzliches
Drehmoment selektiv zu liefern, beispielsweise während
eines Tip-In oder anderer Bedingungen. Noch weiter können
auch Anlasser-/Generator- und/oder intelligente Lichtmaschinensysteme
verwendet werden. Außerdem versteht sich, dass der Motor 10 möglicherweise
nicht in einem Hybridelektrosystem enthalten ist. Die oben unter
Bezugnahme auf 3 beschriebenen verschiedenen
Komponenten können durch einen Fahrzeugkontroller 12 gesteuert
werden, wie in 1 gezeigt.
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Aus
der obigen Beschreibung sollte zu verstehen sein, dass das beispielhafte
Hybridelektroantriebssystem zu verschiedenen Arbeitsmodi in der Lage
ist. Bei einer Vollhybridimplementierung beispielsweise kann das
Antriebssystem unter Verwendung der Energieumwandlungseinrichtung 358 (zum Beispiel
einem Elektromotor) als der einzigen, das Fahrzeug antreibenden
Drehmomentquelle arbeiten. Dieser „nur elektrische”-Betriebsmodus
kann beim Bremsen, bei niedrigen Geschwindigkeiten, beim Anhalten
an Ampeln usw. verwendet werden. Bei einem anderen Modus wird der
Motor 10 eingeschaltet und wirkt als die einzige, das Antriebsrad 354 antreibende Drehmomentquelle.
Bei noch einem weiteren Modus, der als ein „Assistenz”-Modus
bezeichnet werden kann, kann die alternative Drehmomentquelle 358 das
vom Motor 10 gelieferte Drehmoment ergänzen und
in Kooperation damit arbeiten. Wie oben angedeutet kann die Energieumwandlungseinrichtung 358 auch
in einem Generatormodus arbeiten, bei dem Drehmoment von dem Motor 10 und/oder
dem Getriebe 352 absorbiert wird. Weiterhin kann die Energieumwandlungseinrichtung 358 auch
dahingehend arbeiten, das Drehmoment während Übergängen
des Motors 10 zwischen verschiedenen Verbrennungsmodi zu
verstärken oder zu absorbieren (zum Beispiel während Übergängen
zwischen einem Fremdzündungsmodus und einem Selbstzündungsmodus).
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4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Nockenbetätigungssystems 410,
das im Nockenbetätigungssystem 51 und/oder 53 enthalten sein
kann, in 1 gezeigt. Alternativ kann das
Nockenbetätigungssystem 410 ein anderes geeignetes Nockenbetätigungssystem
sein. Das Nockenbetätigungssystem kann konfiguriert sein,
die Position von einer oder mehreren Nocken 412 über
eine hydraulische Justierung eines Phasenwandlers 414 zu
justieren, wodurch die Verstellung eines Einlass- oder Auslassventils
wie etwa des Einlassventils 52 oder des Auslassventils 54 zeitlich
justiert wird, in 1 gezeigt.
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Unter
Fortsetzung mit 4 kann das Nockenbetätigungssystem
ein Magnetventil 416 enthalten, das konfiguriert ist, Fluid
zu einem Phasenwandler 414 zu lenken, welcher operativ
mit einen oder mehrere Nocken 412 verbunden ist. Der Phasenwandler
ist konfiguriert, die Position der Nocken während des Betriebs
des Motors, bei dem in den Zylindern eine Verbrennung auftritt,
zu justieren (zum Beispiel die Zündverstellung relativ
zur Kurbelwelle nach früh oder spät zu verstellen).
Bei einigen Beispielen kann das Magnetventil 416 ein geeignetes
Ventil wie etwa ein Kolbenventil sein, das ein Hydraulikfluid verwendet.
Es versteht sich jedoch, dass alternative Arten von Ölsteuerventilen
und/oder Fluiden genutzt werden können.
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Das
Magnetventil 416 kann eine elektromagnetische Spule 418 enthalten,
die konfiguriert ist, vom Controller 12 ein Befehlssignal
wie etwa ein Impulsbreitenmodulationssignal PWM (zum Beispiel Tastverhältnis)
zu empfangen. Bei anderen Beispielen kann ein anderer geeigneter
Controller verwendet werden, um die Befehlssignale an die elektromagnetische
Spule zu senden.
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Weiterhin
kann das Magnetventil einen nicht gezeigten Anker enthalten, der
an eine in einem Ventilkörper 426 enthaltene Spule 424 gekoppelt
ist. Der Anker, die Spule und der Ventilkörper besitzen
alle eine gemeinsame Mittelachse 428. Während
einer Justierung des Magnetventils können sich der Anker, die
Spule und der Ventilkörper als Reaktion auf ein Befehlssignal
von dem Controller in einer Längsrichtung bewegen. Der
Ventilkörper kann an einen Mechanismus 430 wie
etwa eine Feder gekoppelt sein, wodurch das Magnetventil in eine
stromlose Position zurückkehren kann, wenn das Ventil nicht
länger ein Befehlssignal empfängt. Bei weiteren
Beispielen kann der Mechanismus 430 an andere Komponenten in
dem Ventil gekoppelt sein, wie etwa dem Anker.
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Weiterhin
kann ein Einlasskanal 432, der konfiguriert ist, Fluid
(zum Beispiel Öl) in das Ventil zu lenken, in dem Ventil
enthalten sein. Ein Fluidliefersystem 433, das konfiguriert
ist, Druckfluid an den Einlasskanal zu liefern, kann in dem Nockenbetätigungssystem
enthalten sein. Ein Rückkanal 435 kann fluidisch
an das Magnetventil und das Fluidliefersystem gekoppelt sein. Außerdem
können ein erster und ein zweiter Auslasskanal 434 bzw. 436 in
dem Magnetventil enthalten sein. Der Ort der Spule innerhalb des
Magnetventils sowie das Spulendesign können die Fluidmenge
(zum Beispiel Öl) bestimmen, die durch das Magnetventil
in einen ersten und/oder zweiten Auslasskanal fließt.
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Bei
diesem Beispiel besitzt das Magnetventil zwei Befehlszustände,
Ein und Aus (zum Beispiel bestromt und stromlos). Ein Befehlssignal
wie etwa ein Impulsbreitenmodulationssignal PWM kann verwendet werden,
um die Position des Ventils präzise zu steuern, wodurch
das Ventil (Anker, Spule und/oder Ventilkörper) eine spezifizierte
Längsposition im Wesentlichen beibehalten kann (zum Beispiel
einen im Wesentlichen eingeschwungenen Zustand). Wie hierin erörtert
ist das Befehlssignal ein PWM-Signal (zum Beispiel Tastverhältnis).
Es versteht sich jedoch, dass alternative Befehlssignale verwendet werden
können, um die relative Position von Anker, Spule und Ventilkörper
zu justieren, wie etwa einen Strompegelbefehl, Spannungspegelbefehl
usw.
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Außerdem
kann das Magnetventil in einer ersten Konfiguration und in einer
zweiten Konfiguration positioniert sein. In der ersten Konfiguration
kann Fluid durch den Auslasskanal 434 gelenkt werden, um
den Winkel des Nockens vor zu verstellen. Umgekehrt kann bei der
zweiten Konfiguration Fluid durch den Kanal 436 gelenkt
werden, um den Winkel des Nockens zurück zu verstellen.
Es versteht sich, dass zusätzliche oder alternative Konfigurationen
verwendet werden können, um den Nockenwinkel vor oder zurück
zu stellen.
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Die
erste und zweite Konfiguration können einen entsprechenden
PWM-Signalbereich oder -wert aufweisen. Beispielsweise kann die
erste Konfiguration einem Tastverhältnis von 100% entsprechen
und die zweite Konfiguration einem Tastverhältnis von 0%.
Es versteht sich jedoch, dass zahlreiche andere Werte oder Bereiche
einer möglichen Übereinstimmung zwischen dem PWM-Signal
und den Konfigurationen des Ventils möglich sind. Bei einem weiteren
Beispiel können die erste und zweite Konfiguration (zum
Beispiel Befehlszustände) des Magnetventils Endgebieten
der Ventilbetätigung entsprechen.
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Weiterhin
kann das Ventil in zusätzlichen Konfigurationen wie etwa
einer dritten Konfiguration positioniert werden. Die dritte Konfiguration
kann Fluid durch den ersten und zweiten Auslasskanal lenken, wodurch
die Position des Phasenwandlers im Wesentlichen beibehalten werden
kann. Auf diese Weise kann die Position des Phasenwandlers relativ zu
der Bewegung der Nocken im Wesentlichen stationär sein,
wodurch die aktuelle Ventilverstellung aufrechterhalten werden kann.
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Der
Phasenwandler 414 kann ein geeigneter Wandler wie etwa
ein Flügelwandler sein. Es versteht sich, dass der Phasenwandler
verschiedene Komponenten wie etwa einen Stator, einen Rotor, Flügel, Federn
usw. enthalten kann. Die oben erwähnten Komponenten arbeiten möglicherweise
zusammen, um das Fluid von dem Magnetventil in verschiedenen Wegen
zu lenken, um die Position (zum Beispiel den Winkel) des oder der
Nocken zu justieren. Auf diese Weise kann der Phasenwandler konfiguriert
sein, die Ventilverstellung vor oder zurück zu stellen.
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Bei
einigen Beispielen kann das Nockenbetätigungssystem 410 einen
bestromten harten Anschlag und einen stromlosen harten Anschlag
enthalten, wodurch der Phasenwandler eingeschränkt (zum
Beispiel daran gehindert) wird, den Nocken über einen spezifizierten
Winkel hinweg vor oder zurück zu stellen. Der bestromte
harte Anschlag kann konfiguriert sein, die Bewegung des Phasenwandlers zu
beeinträchtigen (zum Beispiel zu blockieren), wenn das
Hydrauliksteuerventil (zum Beispiel über ein PWM-Signal ≈ 100%
befohlen) bestromt wird und Fluid liefert, um den Nockenwinkel vor
zu stellen. Der stromlose harte Anschlag kann konfiguriert sein,
die Bewegung des Phasenwandlers zu beeinträchtigen (zum
Beispiel zu blockieren), wenn das Hydrauliksteuerventil nicht bestromt
ist (zum Beispiel über ein PWM-Signal ≈ 0% befohlen)
und Fluid liefert, um den Nockenwinkel zurück zu stellen.
Bei einem alternativen Beispiel kann der stromlose harte Anschlag
konfiguriert sein, die Bewegung des Phasenwandlers zu beeinträchtigen,
wenn das Magnetventil nicht bestromt ist und kein Fluid liefert,
um den Nockenwinkel vor zu stellen.
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Außerdem
versteht sich, dass ein Verriegelungsmechanismus wie etwa ein Verriegelungsstift
in dem Nockenbetätigungssystem 410 enthalten sein kann,
wodurch der Phasenwandler bei spezifizierten Winkeln in seiner Position
verriegelt werden kann. Der Verriegelungsmechanismus kann konfiguriert sein,
den Phasenwandler bei den bestromten und stromlosen harten Anschlägen
in einer ganz vor gestellten oder ganz zurück gestellten
Position zu verriegeln. Bei einem Beispiel kann der Verriegelungsmechanismus
ein elektromagnetischer Verriegelungsmechanismus sein. Bei einem
weiteren Beispiel kann der Verriegelungsmechanismus ein mechanisch
betätigter Verriegelungsmechanismus sein.
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Es
können verschiedene Steuerstrategien verwendet werden,
um den Betrieb des Magnetventils zu steuern. Die Steuerstrategien
können verschiedene Modi von Magnetventilsteuerung und
-betrieb enthalten. Bei einem Beispiel kann eine Rückkopplungssteuerstrategie
verwendet werden, um das Magnetventil oder ein anderes geeignetes Ölsteuerventil
während des Betriebs des Motors in einem ersten Modus zu
steuern, während es in den Zylindern mit einer kontrollierten
Ventilverstellung zu einer Verbrennung kommt. Die Rückkopplungssteuerstrategie kann
beinhalten, das Magnetventil als Reaktion auf Nockenpositionsrückkopplungsinformationen
zu betreiben, wobei das Magnetventil in einer ersten Beziehung auf
der Basis der Rückkopplungsinformationen justiert wird.
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Nockenpositionsrückkopplungsinformationen
können zum Beispiel Messungen des Nockenwinkels relativ
zum Kurbelwinkel beinhalten. Eine beispielhafte erste Beziehung
kann eine Rückkopplungssteuerstrategie wie in 5 gezeigt
enthalten.
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Die
obige Rückkopplungssteuerstrategie unter Verwendung der
ersten Beziehung kann während ausgewählter Motorbetriebszustände
ausgesetzt und eine Ventilreinigungsstrategie implementiert werden. Der
Ventilreinigungsmodus kann einen zweiten Modus konstituieren oder
darin enthalten sein, um das Ventil zu reinigen, um unerwünschte
Partikel aus dem Ventil zu entfernen. Der zweite Modus kann eine Rückkopplungssteuerung
der Ventilposition (zum Beispiel des Nockenwinkels) beinhalten,
wobei eine zweite Beziehung verwendet wird, die ein abruptes Umschalten
des Magnetventils zwischen zwei Zuständen als Reaktion
auf Nockenpositionsrückkopplungsinformationen beinhalten
kann. Die 6–12 zeigen
verschiedene Reinigungsstrategien, die während des Betriebs
des Verbrennungsmotors implementiert werden können.
-
5 zeigt
eine beispielhafte Proportional-Integral-Derivative-PID-Steuerstrategie 500.
Die Steuerstrategie 500 kann verwendet werden, um ein Ölsteuerventil
wie etwa das Magnetventil 416 während des Betriebs
des Motors zu steuern, wenn eine Ventilreinigungssteuerstrategie
nicht implementiert wird. Drei Parameter werden bei dieser Art von
Rückkopplungssteuerung benutzt: Proportional- 500,
Integral- 502 und Derivative-Werte 504. Ein Nockenzielwinkel 506 wird
als die Sollpunkteingabe verwendet, und ein gemessener Nockenwinkel 508 wird
als die Prozessvariableneingabe verwendet. Der Proportionalwert
bestimmt die Reaktion des aktuellen Fehlers, das Integral bestimmt
die Reaktion auf der Basis der Summe von kürzlichen Fehlern
und die Ableitung (Derivative) bestimmt die Reaktion auf die Rate,
mit der sich der Fehler verändert hat. Die gewichtete Summe
aus diesen drei Aktionen wird zum Justieren des Prozesses über
ein Steuerelement wie etwa die Position eines Steuerventils (zum
Beispiel VCT-Tastverhältnis) verwendet. Es versteht sich,
dass alternative Rückkopplungssteuerstrategien verwendet
werden können, wie etwa Proportional-Integral-Steuerung
(PI), eine Kombination aus Mitkopplungssteuerung und PID-Steuerung
und verschiedene andere.
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Die 6–12 zeigen
eine Anzahl von Steuerstrategien, die zum Reinigen eines Ölsteuerventils
(zum Beispiel eines Magnetventils) über einen Bereich von
Motorarbeitszuständen verwendet werden, während
derer mindestens ein Zylinder eines Verbrennungsmotors eine Verbrennung
ausführt. Wie oben erwähnt können die
Steuerstrategien in einem Reinigungsmodus enthalten sein, bei dem
das Ölsteuerventil justiert wird, um das Ventil während
eines Motorverbrennungsbetriebs zu reinigen. Bei einigen Beispielen
können die Steuerstrategien periodisch in regelmäßigen
Zeitgeberintervallen während des Betriebs des Motors und/oder
während ausgewählter Fahrzeug- und/oder Motorarbeitszuständen ausgeführt
werden. Alternativ können die Zeitgeberintervalle zwischen
einer Implementierung der Ventilreinigungssteuerstrategie auf der
Basis einer Anzahl von Fahrzeug- und/oder Motorbetriebzuständen
justiert werden. Die in 6–12 dargelegten
Steuerstrategien können unter Verwendung des Systems und
der Komponenten, die oben beschrieben sind, implementiert werden.
Es versteht sich jedoch, dass die in 6–12 dargelegten
Steuerstrategien unter Verwendung anderer geeigneter Komponenten implementiert
werden können.
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Wenn
bei einigen Beispielen die Steuerstrategien in einem Fahrzeug mit
einem Hybridelektroantriebssystem implementiert werden können,
kann die Häufigkeit der Ausführung der Ventilreinigungssteuerstrategien
als Reaktion auf eine Menge und/oder Dauer von Verbrennungsmotorabschaltereignissen justiert
werden. Ein Abschaltereignis kann ein Ereignis beinhalten, bei dem
die Ventile sitzen und abdichten und die Kraftstoffeinspritzung
unterbrochen ist und der Motor bis zum Stillstand herunterläuft
(wobei das Fahrzeug über die elektrische Maschine angetrieben
und/oder gesteuert wird). Bei einem Beispiel kann die Häufigkeit
der Ausführung der Ventilreinigungssteuerstrategien beim
Motorverbrennungsbetrieb erhöht werden, wenn die Menge
von Verbrennungsmotorabschaltereignissen zunimmt. Mit anderen Worten
arbeitet der Motor weniger häufig bei einem derartigen
Betrieb. Wenn der Motor arbeitet, wird somit ein größerer
Teil des Motorbetriebs der Ventilreinigung gewidmet als verglichen
mit Zuständen, bei denen der Motor häufiger oder über
längere Dauern arbeitet (zum Beispiel Fernstraßenbetrieb).
-
Wenngleich
die Ventilreinigungsstrategien bezüglich eines einzelnen
Ventils erörtert werden, versteht sich, dass die Ventilreinigungsstrategien dazu
verwendet werden können, eine Reihe von Ventilen in im
Wesentlichen gleichzeitigen, überlappenden, aufeinander
folgenden oder separaten Intervallen zu reinigen. Bei einem Beispiel
kann ein im Wesentlichen gleichzeitiges Reinigen der Ölsteuerventile
(zum Beispiel Magnetventile) in einer Motorbank blockiert werden;
vielmehr können bei dem Beispiel der doppelten oben liegenden
Nocken jeweils mit unabhängiger variabler Nockenwellenverstellung
die Einlassnockenwellenverstellungsölsteuerventile zuerst
gereinigt werden und dann die Auslassnockenwellenverstellungsölsteuerventile
gereinigt werden (in einer bestimmten Bank). Auf diese Weise können
Verbrennungseffekte aufgrund von abrupteren Nockenwellenverstellungsjustierungen reduziert
werden. Bei einem weiteren Beispiel kann das Reinigen von Ventilen
in separaten Motorbänken unabhängig ausgeführt
werden. Auf diese Weise können die Motorbänke
im ersten und zweiten Modus unabhängig arbeiten.
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6 zeigt
eine auf hoher Ebene angesiedelte robuste Ventilreinigungsstrategie,
die implementiert werden kann, um die Ventilreinigung über ein
ausgewähltes Fenster des Motorbetriebs durchzuführen.
Bei 610 kann die Steuerstrategie das Initiieren der Ventilreinigungsstrategie
beinhalten. Das Initiieren der Reinigung kann das Implementieren
eines Codes in einem geeigneten Steuersystem oder einem Controller
beinhalten. Als nächstes werden bei 612 Arbeitszustände
bestimmt. Die Arbeitszustände können den gewünschten
Nockenwinkel, den tatsächlichen (zum Beispiel gemessenen)
Nockenwinkel, die Fahrzeugtemperatur, das Motordrehmoment, das gewünschte
Motordrehmoment usw. enthalten.
-
Als
nächstes geht die Steuerstrategie weiter zu 614,
wo bestimmt wird, ob eine Reinigung den Fahrzeugbetrieb beeinträchtigen
kann. Zu abträglichen Effekten auf das Fahrzeug können
das Erhöhen der Emissionen des Fahrzeugs, das Justieren
der Leistungsabgabe des Motors usw. zählen. Wenn bestimmt
wird, dass der Reinigungszyklus den Fahrzeugbetrieb beeinträchtigen
kann, geht die Steuerstrategie weiter zu 616, wo die Ventilreinigungsstrategie
unterbrochen wird, wonach die Routine endet.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass die Steuerstrategie den Fahrzeugbetrieb
nicht beeinträchtigen kann, geht die Steuerstrategie weiter
zu 618, wo eine Ventilreinigungsstrategie implementiert
wird. Bei einigen Beispielen kann die Ventilreinigungsstrategie eine
Steuerstrategie vom Typ Ein-Aus sein.
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Die
Steuerstrategie geht dann weiter zu 620, wo bestimmt wird,
ob die Ventilreinigungsstrategie als Reaktion auf eine Anzahl von
Arbeitszuständen wie etwa Nockenposition, Fahrzeugtemperatur,
gewünschte Nockenpositionen, Leistungsabgabe usw. justiert
werden sollte. Bei einigen Beispielen kann die Justierung das Justieren
der Dauer der Reinigungsstrategie beinhalten. Wenn bestimmt wird,
dass die Ventilreinigungsstrategie justiert werden soll, geht die Routine
weiter zu 622, wo die Ventilreinigungsstrategie justiert wird und
die modifizierte Strategie ausgeführt wird. Zur Justierung
der Strategie kann das Justieren der Dauer, der Verstellung usw.
der Strategie zählen. Wenn jedoch bestimmt wird, dass die
Ventilreinigungsstrategie nicht justiert werden sollte, geht die
Routine weiter zu 624, wo die Ventilreinigungsstrategie ausgeführt
wird. Nach 622 und 624 endet die Steuerstrategie
oder kehrt alternativ zum Start zurück.
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7 zeigt
eine Steuerstrategie 700, die in periodischen oder anderen
Intervallen implementiert werden kann, um zu bestimmen, ob eine
Ventilreinigung während des Verbrennungsbetriebs des Motors ausgeführt
werden sollte. Bei anderen Beispielen kann die Steuerstrategie in
variierenden Intervallen, oder wenn ausgewählte Zustände
vorliegen, während des Betriebs des Motors implementiert
werden.
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Bei 712 werden
Betriebsbedingungen bestimmt, die einen tatsächlichen Nockenwinkel
und einen angestrebten Nockenwinkel beinhalten können, wobei
Motortemperatur, Abgaszusammensetzung, Einspritzverstellung usw.
zum Bestimmen des angestrebten Nockenwinkels verwendet werden können.
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Als
nächstes geht die Steuerstrategie weiter zu 714,
wo bestimmt wird, ob der VCT-Betrieb freigegeben ist (VCT – Variable
Cam Timing – Nockenwellenverstellungssystem). Der VCT-Betrieb
kann eine Betriebsperiode beinhalten, wenn die Position der Nocken
vor gestellt oder zurück gestellt werden. Beispielsweise
kann der VCT-Betrieb während des Verbrennungsbetriebs implementiert
werden, wenn ausreichender Öldruck vorliegt, um die Ventilverstellung aktiv
zu steuern. Wenn bestimmt wird, dass der VCT-Betrieb nicht freigegeben
ist, geht die Steuerstrategie weiter zu 715, wo die Reinigung
blockiert ist, und dann endet die Strategie oder kehrt alternativ zum
Start zurück.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass der VCT-Betrieb freigegeben ist, geht
die Steuerstrategie weiter zu 716, wo bestimmt wird, ob
der Nockenwinkel innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, was vorbestimmt
sein kann. Alternativ kann bestimmt werden, ob der Phasenwandler
innerhalb eines spezifizierten Bereichs positioniert ist. Beispielsweise kann
bestimmt werden, ob der Phasenwandler in einem geeigneten Winkel
weg von den harten Anschlägen positioniert ist, wie etwa
mindestens 5 Grad von den harten Anschlägen. Alternativ
kann bestimmt werden, ob der Phasenwandler bei einem der harten Anschläge
in seiner Position verriegelt ist. Der gewünschte Bereich
kann anhand verschiedener Parameter berechnet werden, wie etwa Nockenwinkel
bei einem bestromten und stromlosen harten Anschlag, Motortemperatur,
Ventilverstellung usw. Wenn der Nockenwinkel nicht innerhalb eines
akzeptablen Bereichs liegt, geht die Steuerstrategie weiter zu 715.
-
Der
Phasenwandler kann den Winkel des Nockens relativ zur Nockenwelle
vor oder zurück stellen. Deshalb kann sich der Nockenwinkel
ständig ändern. Die relative Position (zum Beispiel
Abweichung des Nockens von einem Standardnockenwinkel) kann jedoch
entweder vor gestellt oder zurück gestellt werden.
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Wenn
bestimmt wird, dass der Nockenwinkel innerhalb eines akzeptablen
Bereichs liegt, geht die Routine weiter zu 718, wo bestimmt
wird, ob sich der Phasenwandler in einem im Wesentlichen eingeschwungenen
Zustand befindet. Bei einigen Beispielen kann bestimmt werden, ob
sich der Phasenwandler für eine vorbestimmte Zeitperiode
in einem eingeschwungenen Zustand befunden hat. Der eingeschwungene
Zustand kann beinhalten, dass eine Änderungsrate eines
gemessenen Nockenwinkels kleiner als ein Schwellwertbetrag ist.
Es versteht sich, dass ein im Wesentlichen eingeschwungener Zustand
auf der Basis eines vorbestimmbaren Bereiches von Phasenwandlerpositionen
(zum Beispiel Winkeln) bestimmt werden kann. Der Bereich kann anhand
von Variablen bestimmt werden, zu denen Sensorgenauigkeit, Motortemperatur,
Hydraulikfluiddruck an einem oder mehreren Stellen in dem Ölsteuerventil
usw. zählen können. Wenn bestimmt wird, dass der
Phasenwandler sich nicht in einem eingeschwungenen Zustand befindet,
geht die Strategie weiter zu 715.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass sich der Phasenwandler in einem im Wesentlichen
eingeschwungenen Zustand befindet, geht die Routine weiter zu 720,
wo eine Reinigungsstrategie implementiert wird. Die Reinigungsstrategie
kann die Reinigungsstrategie 800 oder eine andere geeignete Reinigungsstrategie
beinhalten.
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Die
Strategie geht dann weiter zu 722, wo bestimmt wird, ob
die Ventilreinigungsstrategie für eine adäquate
Dauer wie etwa eine Zeitlänge ausgeführt worden
ist. Das adäquate Zeitintervall kann einem vorbestimmten
Zeitintervall proportional zu der in dem Reinigungszyklus durchgeführten
Umschaltereignisanzahl entsprechen. Ein Umschaltereignis kann ein
Ereignis beinhalten, bei dem der Zustand des Ölsteuerventils über
ein Befehlssignal justiert wird (zum Beispiel Tastverhältnis).
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Wenn
bestimmt wird, dass der Ventilreinigungszyklus nicht für
eine adäquate Zeitdauer ausgeführt worden ist,
dann geht die Steuerstrategie weiter zu 724, wo die Ventilreinigungsstrategie
erweitert wird. Nach 724 kehrt die Routine zurück
zu 722. Wenn jedoch bestimmt wird, dass der Reinigungszyklus
für eine adäquate Zeitdauer ausgeführt
worden ist, wird die Reinigungsstrategie bei 726 unterbrochen.
Bei 728 wird ein Flag „gereinigt” gesetzt.
Bei 728 endet die Routine oder kann alternativ zum Start zurückkehren.
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8 zeigt
eine Steuerstrategie 800, die bei 720 implementiert
werden kann, in 7 gezeigt. Bei einem Beispiel
justiert die Steuerstrategie 800 das Ölsteuerventil
abrupt zwischen zwei Befehlszuständen (über Tastverhältnisjustierungen)
als Reaktion auf einen Bereich von Positionen des Phasenwandlers
oder der Nocken, um sowohl für eine Ventilreinigung als
auch für eine Rückkopplungsnockenwinkelsteuerung
zu sorgen. Der Nocken- oder Phasenwandlerbereich kann proportioniert
sein, um nicht den Betrieb des Motors oder des Fahrzeugs zu beeinflussen,
bei einem bestimmten Beispiel. Die Steuerstrategie 800 kann
als Ventilreinigungsstrategie bezeichnet werden. Bei einigen Beispielen
kann die Steuerstrategie 800 eine Ein-Aus-Begrenzungszyklusnockenwinkelrückkopplungssteuerung
beinhalten.
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Zuerst
werden bei 810 der Nockenwinkel oder der Phasenwandlerwinkel
und der angestrebte Nockenwinkel oder der angestrebte Phasenwandlerwinkel
bestimmt. Bei einigen Beispielen kann auch eine Abweichung oder
ein Bereich des angestrebten Nockenwinkels oder Phasenwandlerwinkels
bestimmt werden. Der angestrebte Nockenwinkelbereich kann auf der
Basis von verschiedenen Parametern wie etwa Motortemperatur, Ventilverstellung usw.
bestimmt werden. Zusätzlich kann ein Reinigungszeitgeber
initiiert werden. Der Reinigungszeitgeber kann konfiguriert sein,
die Dauer eines Befehlszustands des Ventils zu messen. Als nächstes wird
bei 812 bestimmt, ob dies die erste Schleife in der Ventilreinigungsstrategie
ist, nachdem die Ventilreinigungsstrategie initiiert worden ist
(zum Beispiel ein Übergang in die Reinigung). Wenn bestimmt
wird, dass dies die erste Schleife in der Ventilreinigungsstrategie
ist, geht die Strategie weiter zu 814, wo bestimmt wird,
ob der tatsächliche Nockenwinkel weiter vor gestellt ist
als der angestrebte Nockenwinkel. Bei einem Beispiel kann bestimmt
werden, ob die Nockenwinkel- und Zielnockenwinkelabweichung größer
als ein Schwellwert ist. Deshalb kann in dem oben erwähnten
Beispiel der Zielnockenwinkel in einem Bereich von Nockenwinkeln
mit einem oberen und unteren Umschaltauslöser liegen. Der
obere und untere Auslöser können kleinste und
größte Nockenpositionsschwellwerte enthalten.
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Wenn
bestimmt wird, dass der tatsächliche Nockenwinkel weiter
vor gestellt ist als der angestrebte Nockenwinkel, geht die Strategie
weiter zu 816, wo das Ventilbefehlsignal (zum Beispiel
Tastverhältnis) auf 100% (oder einen im Wesentlichen bestrmten
Zustand) verändert und ein Reinigungstimer auf null geschaltet
wird. Alternativ kann bestimmt werden, dass der Nockenwinkel einen
oberen Umschaltauslöser erreicht oder sich darüber
hinaus bewegt hat. Der obere Umschaltauslöser kann proportional
zu der Obergrenze des Nockenwinkelbereichs sein. Es versteht sich,
dass auch alternative Befehlszustände verwendet werden
können. Nach 816 kann die Routine zum Start zurückkehren.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass der tatsächliche Nocken- oder
Phasenwandlerwinkel gegenüber dem angestrebten Nockenwinkel
zurück gestellt ist, geht die Strategie weiter zu 818,
wo das Ventilbefehlssignal auf 0% (oder im Wesentlichen stromlos)
verändert und der Reinigungszeitgeber auf null geschaltet
wird. Alternativ kann bestimmt werden, ob der Nockenwinkel einen
unteren Schaltauslöser erreicht oder sich darüber
hinaus bewegt hat. Der untere Schaltauslöser kann proportional
zu der Untergrenze des Nockenwinkelbereichs sein. Nach 818 kehrt
die Strategie zum Start zurück.
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Wenn
sich die Ventilreinigungsstrategie andererseits nicht in ihrer ersten
Schleife befindet, geht die Strategie weiter zu 820, wo
bestimmt wird, ob der tatsächliche Nockenwinkel größer
ist als der Zielwinkel und das Ventil mit einem Tastverhältnis
von 100% angesteuert wird. Alternativ kann bestimmt werden, ob der
Nockenwinkel einen oberen Umschaltauslöser überstiegen
hat.
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Wenn
bestimmt wird, dass der tatsächliche Nockenwinkel größer
als der Zielwinkel ist und das Ventil mit einem Tastverhältnis
von 100% angesteuert wird, geht die Strategie weiter zu 822,
wo das Befehlssignal auf 0% umgeschaltet und der Reinigungszeitgeber
zurückgesetzt wird. Nach 822 kann die Strategie
zum Start zurückkehren oder alternativ kann die Strategie
enden.
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Wenn
jedoch der tatsächliche Nockenwinkel nicht größer
ist als der angestrebte Winkel und/oder das Ventilbefehlssignal
nicht 100% Tastverhältnis ist, geht die Strategie weiter
zu 824, wo bestimmt wird, ob der gemessene Nockenwinkel
kleiner ist als der gewünschte Nockenwinkel (zum Beispiel
von dort zurück gestellt) und das Ventilbefehlssignal 0%
Tastverhältnis ist. Alternativ kann bestimmt werden, ob
der Nockenwinkel einen unteren Schaltauslöser überstiegen
hat. Wenn bestimmt wird, dass der gemessene Nockenwinkel kleiner
ist als der gewünschte Nockenwinkel und das Ventilbefehlssignal
0% Tastverhältnis ist, geht die Strategie weiter zu 826,
wo das Befehlssignal auf 100% umgeschaltet und der Reinigungszeitgeber
zurückgesetzt wird. Nach 826 kann die Strategie
zum Start zurückkehren oder alternativ kann die Strategie
enden.
-
Wenn
jedoch bestimmt wird, dass der gemessene Nockenwinkel nicht kleiner
ist als der gewünschte Nockenwinkel und/oder das Ventilbefehlssignal
nicht 0% Tastverhältnis ist, geht die Strategie weiter
zu 828, wo der Reinigungszeitgeber um die Zeitdauer seit
der letzten Ausführungsschleife der Ventilreinigungsstrategie
verlängert wird. Nach 828 kehrt die Strategie
zum Start zurück, wo eine weitere Schleife der Ventilreinigungsstrategie
implementiert wird. Es versteht sich, dass die Ventilreinigungsstrategie
nach einer vorbestimmten Anzahl von Schleifen unterbrochen werden
kann.
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9 zeigt
eine Ventilsteuerstrategie, die implementiert werden kann, um zu
diagnostizieren, ob die Ventilbetätigung langsam oder schleppend
ist. Zuerst wird bei 910 bestimmt, dass eine Ventilreinigungsstrategie,
wie etwa die Strategie 800, gegenwärtig implementiert
wird. Wenn bestimmt wird, dass keine Ventilreinigungsstrategie implementiert
wird, geht die Strategie weiter zu 912, wo keine Diagnose erfolgt,
und danach endet die Strategie oder kehrt alternativ zum Start zurück.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass eine Ventilreinigungsstrategie implementiert
wird, geht die Strategie zu 916, wo bestimmt wird, ob der
Reinigungszeitgeber einen Schwellwert überstiegen hat, der
vorbestimmt sein kann. Eine Reihe von Variablen können
verwendet werden, um den Schwellwert zu berechnen, wie etwa Motortemperatur,
Ventilverstellung usw. Wenn bestimmt wird, dass der Reinigungszeitgeber
einen Schwellwert überstiegen hat, geht die Strategie weiter
zu 918, wo eine Degradation des Nockenwellenverstellungssystems
diagnostiziert wird, und bei einigen Beispielen kann eine Anzeige „langsame
Hardware” gesetzt werden. Nach 918 endet die Strategie.
Bei einigen Beispielen kann nach 918 eine Ventilreinigung
blockiert werden.
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Wenn
jedoch bestimmt wird, dass der Reinigungszeitgeber keinen Schwellwert überstiegen
hat, geht die Strategie weiter zu 920, wo bestimmt wird, ob
die Ventilreinigungsstrategie geendet hat und ein Flag „gereinigt” gesetzt
worden ist. Wenn bestimmt wird, dass die Reinigungsstrategie nicht
geendet hat, geht die Strategie weiter zu 912, wo keine
Diagnose erfolgt. Nach 912 kann die Strategie zum Start
zurückkehren oder endet. Wenn andererseits bestimmt wird,
dass die Ventilreinigungsstrategie geendet hat und ein Flag „gereinigt” gesetzt
worden ist, geht die Strategie weiter zu 922, wo „Diagnose
mit guter Hardware bestanden” gesetzt wird (zum Beispiel
wird bestimmt, dass das Ölsteuerventil ausreichend funktioniert).
Nach 922 endet die Strategie oder kann alternativ zum Start
zurückkehren.
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10 zeigt
eine zusätzliche Ventilsteuerstrategie 1000, die
implementiert werden kann, um ein Ölsteuerventil über
einen großen Bereich von Nockenwinkeln zu reinigen. Die
Ventilreinigungsstrategie gestattet, dass die Reinigung während
des Betriebs des Motors erfolgt, ohne die Leistung des Motors substantiell
zu degradieren.
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Bei 1010 beinhaltet
die Strategie 1000 das Bestimmen von Betriebszuständen.
Zu den Betriebszuständen können zählen:
Motor- oder Fahrzeugtemperatur, Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
Drosselpositionen usw. Die Strategie geht dann weiter zu 1012,
wo eine periodische Reinigungsstrategie implementiert wird. Die
periodische Reinigungsstrategie kann während des Verbrennungsbetriebs
des Motors und/oder während Betriebsperioden wie etwa Schubabschaltung
(DFSO – Deceleration Fuel Shut OFF), Leerlaufperioden usw.,
falls existent, ausgeführt werden. Es versteht sich, dass
das Zeitintervall zwischen Reinigungszyklen als Reaktion auf eine
Reihe von Motorbetriebszuständen justiert werden kann.
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Als
nächstes geht die Strategie weiter zu 1014, wo
bestimmt wird, ob der Reinigungszyklus die Emission vom Fahrzeug
vergrößern darf. Wenn bestimmt wird, dass der
Ventilreinigungszyklus die Emissionen vergrößern
darf, geht die Strategie weiter zu 1016, wo eine Ventilreinigung
blockiert wird. Nach 1016 endet die Strategie. Wenn jedoch
das Implementieren des Reinigungszyklus die Emissionen nicht vergrößern
darf, geht die Strategie weiter zu 1018, wo bestimmt wird,
ob die Leistungsabgabe des Motors während der Ventilreinigung
reduziert werden kann. Alternativ kann bestimmt werden, ob der Reinigungszyklus
die angeforderte Drehmomentausgabe über einen Schwellwert
hinaus reduzieren darf. Wenn die Ventilreinigung die Leistungsabgabe
des Motors reduzieren darf, geht die Strategie weiter zu 1016.
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Wenn
der Reinigungszyklus jedoch nicht die Leistungsabgabe reduzieren
darf, geht die Strategie weiter zu 1020, wo bestimmt wird,
ob die Hydraulikfluidtemperatur über einem Schwellwert
liegt. Alternativ kann bestimmt werden, ob die Hydraulikfluidtemperatur über
einem Schwellwert liegt. Wenn bestimmt wird, dass die Hydraulikfluidtemperatur
nicht über einer Schwelltemperatur liegt, geht die Strategie weiter
zu 1016. Wenn die Hydraulikfluidtemperatur über
einem Schwellwert liegt, geht die Steuerstrategie weiter zu 1022,
wo bestimmt wird, ob der Phasenwandler sich in einem im Wesentlichen
eingeschwungenen Zustand befindet. Wenn bestimmt wird, dass der
Phasenwandler sich nicht in einem im Wesentlichen eingeschwungenen
Zustand befindet, geht die Strategie weiter zu 1016. Wenn
jedoch bestimmt wird, dass der Phasenwandler sich in einem im Wesentlichen
eingeschwungenen Zustand befindet, geht die Strategie weiter zu 1024,
wo bestimmt wird, ob sich der Phasenwandler nahe dem bestromten und/oder
stromlosen harten Anschlag befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich
der Phasenwandler nicht nahe bei einem der harten Anschläge
befindet, geht die Strategie weiter zu 1026, wo eine Ventilreinigung
weg vom Anschlag implementiert wird. Bei einigen Beispielen können
die Strategie 800 und/oder die Strategie 900 implementiert
werden. Bei weiteren Beispielen kann eine andere geeignete Ventilreinigungsstrategie
weg vom Anschlag implementiert werden.
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Nach 1026 geht
die Strategie weiter zu 1028, wo bestimmt wird, ob der
Nocken oder der Phasenwandler sich festgesetzt hat oder schleppend
ist. Wenn bestimmt wird, dass der Nocken oder der Phasenwandler
sich festgesetzt hat oder schleppend ist, wird die Ventilreinigungsstrategie
weg vom Anschlag bei 1030 erweitert. Beispielsweise kann
eine langsame und/oder schleppende Nockenbetätigung durch das Überwachen
der Änderungsrate des Nockenwinkels unter ausgewählten
Frühverstellungs- und/oder Späterverstellungszuständen
usw. identifiziert werden. Nach 1030 endet die Strategie
oder kehrt alternativ zu 1028 zurück.
-
Wenn
andererseits bestimmt wird, dass der Nocken oder der Phasenwandler
sich nicht festgesetzt hat oder schleppend ist, kann die Strategie
bei 1032 beendet werden. Nach 1032 endet die Strategie oder
kehrt alternativ zum Start zurück. Wenn bestimmt wird,
dass sich der Nocken oder der Phasenwandler nahe bei den harten
Anschlägen befindet, geht die Strategie weiter zu 1034,
wo Geräuschminimierungsaktionen nahe den harten Anschlägen deaktiviert
(zum Beispiel blockiert) werden. Geräuschminimierungsaktionen
können das Betätigen eines Verriegelungsmechanismus
in dem Nockenbetätigungssystem beinhalten.
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Nach 1034 geht
die Strategie weiter zu 1036, wo bestimmt wird, ob sich
der Nocken oder Phasenwandler nahe bei einem bestromten harten Anschlag oder
einem stromlosen harten Anschlag befindet. Wenn bestimmt wird, dass
sich der Nocken oder Phasenwandler nahe dem bestromten harten Anschlag
befindet, geht die Strategie weiter zu 1038, wo eine Ventilreinigungsstrategie,
beim Anschlag eingeschaltet, implementiert wird. Eine geeignete
Reinigungsstrategie, bei bestromtem hartem Anschlag, ist in 11 dargestellt.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass sich der Phasenwandler nahe
an einem stromlosen harten Anschlag befindet, geht die Strategie
weiter zu 1040, wo eine Ventilreinigungsstrategie, beim
Anschlag stromlos, implementiert wird. Eine geeignete Reinigungsstrategie,
beim Anschlag stromlos, ist in 12 dargestellt.
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11 zeigt
eine Ventilreinigungsstrategie 1100, die implementiert
werden kann, während sich die Nocken oder der Phasenwandler
nahe an einem bestromten harten Anschlag befinden. Zuerst werden bei 1110 die
Fahrzeugbetriebszustände bestimmt. Die Betriebszustände
können Motor- und/oder Fahrzeugtemperatur, Ventilverstellung,
Einspritzverstellung oder -profil usw. beinhalten.
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Als
nächstes geht die Strategie weiter zu 1112, wo
der tatsächliche Nockenwinkel oder Phasenwandlerwinkel
bestimmt wird. Die Strategie geht dann weiter zu 1114,
wo der Schwellwertnocken- oder Phasenwandlerwinkel bestimmt wird.
Als nächstes wird bei 1116 das an das Ventil gesendete Befehlssignal
(zum Beispiel Tastverhältnis) bestimmt. Bei einigen Beispielen
können zum Bestimmen des Befehlssignals eine Reihe von
Variablen verwendet werden, wie etwa Motortemperatur, Nockenwinkel,
gewünschter Nockenwinkel usw. Bei einigen Beispielen kann
das Befehlssignal zwei diskrete Zustände aufweisen (zum
Beispiel 100% Tastverhältnis und 0% Tastverhältnis).
-
Als
nächstes wird bei 1118 bestimmt, ob das Ventil
bestromt oder stromlos ist. Ein „bestromt”-Befehlssignal
kann einem Tastverhältnis von 100% entsprechen. Umgekehrt
kann ein „stromlos”-Befehlssignal einem Tastverhältnis
von 0% entsprechen. Wenn bestimmt wird, dass das Befehlssignal bestromt
ist, geht die Strategie weiter zu 1120, wo bestimmt wird,
ob der Nockenwinkel über den angestrebten Winkel hinausgegangen
ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Strategie weiter zu 1122,
wo das Befehlssignal geschaltet (zum Beispiel umgeschaltet) wird.
Nach 1122 kehrt die Strategie zum Start zurück.
-
Wenn
die Antwort auf 1120 jedoch NEIN ist, kehrt die Strategie
zu 1120 zurück. Bei einigen Beispielen kann die
Strategie unterbrochen werden, wenn der tatsächliche Nockenwinkel
für eine vorbestimmte Zeitperiode nicht stärker
bestromt ist als der angestrebte Nockenwinkel.
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Wenn
andererseits bestimmt wird, dass das Befehlssignal stromlos ist,
wird bestimmt, ob der Nockenwinkel den Schwellwertwinkel bei 1124 erreicht oder überschritten
hat. Der Schwellwertwinkel kann unter Verwendung mindestens einer
der folgenden Variablen Motortemperatur, Ventilverstellung usw. bestimmt
werden. Bei einigen Beispielen kann der Schwellwertwinkel ein Winkel
sein, unter dem eine Bewegung der Nocken den Fahrzeugbetrieb nicht beeinträchtigt.
Wenn der Nockenwinkel den Schwellwertwinkel erreicht oder überschritten
hat, geht die Strategie weiter zu 1122, wonach die Strategie
zu dem Start zurückkehrt oder alternativ endet. Wenn der
Nockenwinkel den Schwellwertwinkel nicht erreicht oder überschritten
hat, kehrt die Strategie zu 1124 zurück. Bei einigen
Beispielen kann die Strategie nach einer vorbestimmten Zeitdauer
unterbrochen werden, wenn der Schwellwertwinkel nicht erreicht oder überschritten
worden ist.
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12 zeigt
eine Ventilreinigungsstrategie 1200, die implementiert
werden kann, während sich die Nocken oder der Phasenwandler
nahe einem stromlosen harten Anschlag befinden. Die Strategie 1200 ist ähnlich
der Strategie 1100, weshalb ähnliche Schritte
entsprechend bezeichnet sind. Die Strategie 1200 läuft
bis zu Schritt 1118 auf ähnliche Weise wie die
Strategie 1100 ab.
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Wenn
bei 1118 bestimmt wird, dass das Ventil stromlos ist, geht
die Strategie weiter zu 1220, wo bestimmt wird, ob der
tatsächliche Nockenwinkel kleiner als der gewünschte
Nockenwinkel ist. Wenn der tatsächliche Nockenwinkel kleiner
als der gewünschte Nockenwinkel ist, geht die Strategie
weiter zu 1122. Wenn jedoch der tatsächliche Nockenwinkel nicht
kleiner als der gewünschte Nockenwinkel ist, kehrt die Strategie
zu 1220 zurück. Wenn andererseits das Ventil bestromt
ist, geht die Strategie weiter zu 1124.
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Die 13A–13C zeigen
graphisch eine Ventilreinigungsstrategie nach dem Stand der Technik,
die in ausgewählten Zeitintervallen wie etwa bei einer
Schubabschaltung (DFSO) implementiert werden kann, während
keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Insbesondere zeigt 13A den Winkel 1300 von einem oder mehreren
in einem Motor enthaltenen Nocken. Ein größter
Nockenwinkel 1302 ist in 13A gezeigt. 13B zeigt einen Zeitgeber, der verwendet werden
kann, um das Befehlssignal in vorbestimmten periodischen Zeitintervallen
auf das Ventil zu schalten. Wenn der Zeitgeber einen Schwellwert 1304 übersteigt,
wird der Befehlszustand (zum Beispiel Tastverhältnis) des
Ventils geschaltet. 13C zeigt den an das Ventil
gesendeten Tastverhältnisprozentsatz. Das Befehlssignal
ist entweder 100% PWM oder 0% PWM. Wenn bei diesem Beispiel der
Nockenwinkel den größten Nockenwinkel übersteigt
(zum Beispiel wird eine Nockenbewegung detektiert), wird das PWM-Signal
auf ein Tastverhältnis von 0% oder ein niedriges Tastverhältnis umgeschaltet.
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Die 14A–14C zeigen
graphisch, wie in der vorliegenden Offenbarung eine Ventilreinigungssteuerstrategie
implementiert werden kann. 14A zeigt
eine graphische Darstellung des Winkels über der Zeit für
einen Nocken. 14B zeigt eine graphische Darstellung
eines Reinigungszeitgebers. Die globale Zeit ist auf der x-Achse
und eine relative Zeit ist auf der y-Achse. 14C zeigt
den Befehlszustand des Ventils über der Zeit. In diesem
Beispiel ist der Befehlszustand ein Tastverhältnisprozentsatz.
Ein vorgeschriebener Nockenwinkel 1400, ein oberer Umschaltauslöser 1402,
ein unterer Umschaltauslöser 1404 und ein Nockenwinkel 1406 sind in 14A gezeigt. Wenn der Nockenwinkel den unteren
Umschaltauslöser oder den oberen Umschaltauslöser übersteigt,
wird der vorgeschriebene Zustand des Ventils abrupt von einem hohen
Tastverhältnis 1408 auf ein niedriges Tastverhältnis 1410 umgeschaltet,
wie in 14C gezeigt. Das hohe Tastverhältnis
kann einem 100%-PWM-Signal und das niedrige Tastverhältnis
einem 0%-PWM-Signal entsprechen. 14B zeigt
einen Reinigungszeitgeber, der immer dann zurückgesetzt
werden kann, wenn der Befehlszustand des Ventils verändert
wird. Der Befehlszustand des Ventils kann umgeschaltet werden, wenn
die relative Zeit einen Schwellwert 1412 ungeachtet des
Nockenwinkels oder des vorgeschriebenen Nockenwinkels übersteigt.
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Ein
erfindungsgemäßes Hybridelektroantriebssystem
eines Fahrzeugs, umfasst bevorzugt:
einen Motor mit mindestens
einem Nocken, an einen Phasenwandler gekoppelt, wobei der Phasenwandler
konfiguriert ist, den Nocken zwischen harten Anschlägen
zu justieren, wobei der Motor weiterhin ein hydraulisch an den Phasenwandler
gekoppeltes Ölsteuerventil enthält;
eine
Energieumwandlungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Antriebskraft
zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen; eine Energiespeicherungseinrichtung
einschließlich einer Batterie und
ein Steuersystem,
das konfiguriert ist, den Energiebetrieb zu justieren, einschließlich
Abschalten des Motorbetriebs beim Fahrzeugbetrieb; und zum Justieren
der Ventilverstellung des Motors durch Justieren des Ölsteuerventils
während des Motorbetriebs, wobei das Steuersystem weiterhin
konfiguriert ist, das Ölsteuerventil als Reaktion auf eine
Nockenposition auf der Basis einer ersten Beziehung während
eines ersten Modus zu justieren und das Ölsteuerventil als
Reaktion auf die Nockenposition auf der Basis einer zweiten Beziehung
während eines zweiten Modus zu justieren, wobei die zweite
Beziehung das abrupte Umschalten des Ölsteuerventils zwischen
zwei Zuständen als Reaktion auf die Nockenposition beinhaltet,
wobei die zweite Beziehung eine abruptere Justierung als die erste
Beziehung beinhaltet, wobei der zweite Modus den Betrieb des Nockens
weg von den harten Anschlägen beinhaltet und der zweite
Modus während ausgewählter Motorarbeitszustände
erfolgt.
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Dabei
ist bevorzugt der Controller konfiguriert, das Ölsteuerventil
während des Verbrennungsbetrieb des Motors zu justieren.
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Dabei
ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Modus (Betriebsmodus) öfter
als der zweite Modus (Reinigungsmodus) während des Motorbetriebs
erfolgt.
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Bevorzugt
ist die erste Beziehung für den Betriebmodus eine Proportional-Integral-Ableitungs-Rückkopplungssteuerung
und die zweite Beziehung eine Ein-Aus-Begrenzungszyklussteuerung beinhaltet.
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Weiter
bevorzugt beinhaltet der zweite Modus (Reinigungsmodus) das Umschalten
des Ventils zwischen zwei Zuständen, jeweils nahe an dem
Endgebiet der Ventilbetätigung (den harten Anschlägen), und
das Umschalten auf der Basis von Nockenpositionsschwellwerten, wobei
Schwellwerte auf der Basis eines vorgeschriebenen Nockenwinkels,
einer Motortemperatur, einer Ventilposition und/oder eines gemessenen
Nockenwinkels justiert werden.
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Bevorzugt
schaltet der Controller auf der Basis der Änderungsrate
des Nockenwinkels vom zweiten Modus zu dem ersten Modus um.
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Alternativ
bevorzugt schaltet der Controller auf der Basis einer Öltemperatur,
eines Motordrehmoments, einer Abgaszusammensetzung und/oder einer
Nockenposition von dem zweiten Modus zu dem ersten Modus ums.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass der Reinigungsmodus auf der Basis einer Reinigungsmodusdauer
oder einer Abweichung zwischen dem vorgeschriebenen Nockenwinkel
und dem gemessenen Nockenwinkel unterbrochen wird.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Ölsteuerventils,
an einen Phasenwandler gekoppelt, ist konfiguriert zum Justieren
einer Position mindestens eines Nockens zwischen harten Anschlägen,
wobei das Ölsteuerventil in einem Verbrennungsmotor mit
einem Einlassventil und/oder einem Auslassventil, über
den Phasenwandler gesteuert, enthalten ist, wobei der Motor in einem
Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine, die konfiguriert ist, das
Fahrzeug anzutreiben, gekoppelt ist, wobei das Verfahren Folgendes
umfasst:
selektives Abschalten des Verbrennungsmotors und Antreiben
des Fahrzeugs mit der elektrischen Maschine;
das Betreiben
des Ölsteuerventils als Reaktion auf Nockenpositionsrückkopplungsinformationen
während des Motorbetriebs, wobei das Ölsteuerventil
auf der Basis der Rückkopplungsinformationen justiert wird;
und
Betreiben des Ölsteuerventils in einem Reinigungsmodus
während des Motorbetriebs während ausgewählter
Zustände durch abruptes Umschalten des Ölsteuerventils
zwischen zwei Zuständen, wobei das Ölsteuerventil
in dem Reinigungsmodus abrupter justiert wird, als über
die erste Beziehung, wobei die abrupte Justierung das abrupte Umschalten
von vorgeschriebenen Zuständen des Ölsteuerventils
zwischen einem ersten und zweiten extremen Zustand als Reaktion
darauf beinhaltet, dass ein Parameter eine obere bzw. untere Grenze
der Abweichung übersteigt, um das Ventil in dem zweiten
Modus zu reinigen, wobei die obere und untere Grenze der Abweichung
als Reaktion auf einen Arbeitszustand justiert werden und wobei
die Auswahl des Reinigungsmodus auf eine Menge von Motorabschaltoperationen reagiert.
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Dabei
wird bevorzugt die Häufigkeit der Auswahl des Reinigungsmodus
während eines Motorverbrennungsbetriebs als Reaktion auf
eine Menge von Motorabschaltoperationen justiert.
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Dabei
wird alternativ bevorzugt die Häufigkeit der Auswahl des
Reinigungsmodus während des Motorverbrennungsbetriebs als
Reaktion auf eine Zunahme bei der Anzahl oder Dauer von Motorabschaltoperationen
erhöht Man beachte, dass die hierin enthaltenen beispielhaften
Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder
Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die
hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine
oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen,
wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading
und dergleichen. Als solches können verschiedene gezeigte
Maßnahmen, Operationen oder Funktionen in der gezeigten
Sequenz oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen
ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der
Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile
der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu verwirklichen,
wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen.
Eine oder mehrere der gezeigten Maßnahmen oder Funktionen
kann je nach der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt
werden. Weiterhin können diese Maßnahmen einen
in das maschinenlesbare Speichermedium in dem Motorsteuersystem
einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen
von ihrer Natur her beispielhaft sind und dass diese spezifischen
Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden
Sinne anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich
sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf die Motorentypen
V-6, I-4, I-6, V-12, 4-Takt-Boxermotor und andere Typen angewendet
werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle
neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Teilkombinationen
der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin
offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
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Die
vorliegenden Ansprüche verweisen insbesondere auf bestimmte
Kombinationen und Teilkombinationen, die als neu und nicht naheliegend
betrachtet werden. Diese Ansprüche können auf „ein” Element
oder „ein erstes” Element oder das Äquivalent
davon verweisen. Solche Ansprüche sollten so zu verstehen
sein, dass sie das Integrieren von einem oder mehreren solcher Elemente
umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder erfordern
noch ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen
der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften
können durch eine Abänderung der vorliegenden
Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in
dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche
Ansprüche werden, ob sie nun gegenüber dem Schutzumfang
der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich
oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung
enthalten betrachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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