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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zum Schaffen eines Unterdrucks für verschiedene Aktuatoren, einschließlich einer Servobremse und eines Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems, in einem Fahrzeug mit einem aufgeladenen Brennkraftmotor.
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Fahrzeuge können mit Emissionsbegrenzungssystemen ausgestattet sein, in denen verdampfte Kohlenwasserstoffe (HCs), die aus einem Kraftstofftank (beispielsweise während des Auftankens) freigesetzt werden, aufgefangen und in einem mit einem Adsorptionsmittel gefüllten Kraftstoffdampfbehälter gelagert werden. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Motor in Betrieb ist, kann das Verdampfungs-Emissionsbegrenzungssystem einen Unterdruck (oder Druck) verwenden, um die Dämpfe zur Verwendung als Kraftstoff in den Motor-Einlasskrümmer zu leiten. Der Spülströmungsunterdruck (oder -druck) kann durch eine oder mehrere Pumpen und/oder Saugstrahlpumpen erzeugt werden.
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Eine Beispielmethode zum Schaffen eines ausreichenden Unterdrucks für eine Kraftstoffspülströmung ist durch Kakimoto u. a. in
US 2006/0196482 A1 dargestellt. Hierin werden Durchblasgas und Spülgas zusammen zum Ansaugtrakt zugeführt. Insbesondere wird Durchblasgas durch eine Saugstrahlpumpe in einer solchen Weise zum Ansaugtrakt gepumpt, dass eine Kraftstoffdampf-Spülströmung auch unter Verwendung eines negativen Drucks (das heißt Unterdrucks), der durch die Hochgeschwindigkeitsströmung des Durchblasgases durch die Saugstrahlpumpe erzeugt wird, in den Einlass gesaugt wird.
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Die Erfinder haben jedoch potentielle Probleme bei einer solchen Methode erkannt. In einem Beispiel ist ein Pumpenbetrieb zum Erzeugen eines Unterdrucks an der Saugstrahlpumpe und zum Saugen einer Spülströmung ungeachtet dessen erforderlich, ob die Motor aufgeladen ist oder nicht. Aufgrund der Abhängigkeit vom Pumpenbetrieb zum Spülen kann daher während Bedingungen, unter denen der Pumpenbetrieb begrenzt oder eingeschränkt ist, keine Spülströmung möglich sein.
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Außerdem kann der Bedarf an einem konstanten Pumpenbetrieb während des Spülens zu den Kraftstoffkosten beitragen, während die Pumpenlebensdauer verkürzt wird. In einem anderen Beispiel ist eine Strömung von Durchblasgasen zum Erzeugen des Unterdrucks an der Saugstrahlpumpe und zum Saugen der Spülströmung erforderlich. Während Spülbedingungen kann folglich, wenn eine Strömung von Durchblasgasen zum Einlass nicht erwünscht oder nicht verfügbar ist, ein Spülvorgang nicht durchgeführt werden. In noch einem weiteren Beispiel kann der an der Saugstrahlpumpe erzeugte Unterdruck nur zum Saugen einer Spülströmung verwendet werden. Folglich kann ein alternativer Unterdruckaktuator wie z. B. eine Servobremse während eines Spülvorgangs nicht unter Verwendung des Saugstrahlpumpenunterdrucks betrieben werden. Folglich können eine zusätzliche Pumpe und/oder eine zusätzliche Saugstrahlpumpe erforderlich sein, um den Unterdruck zu erzeugen, der für die Servobremse erforderlich ist. Dies kann die Komponentenkosten erhöhen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu Überwinden.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 10.
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In einem Beispiel können folglich einige der obigen Probleme durch ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoffdampf-Behälter, einer Spülpumpe und einer Saugstrahlpumpe angegangen werden. In einer Ausführungsform kann das Verfahren das Pumpen einer Spülströmung durch den Kraftstoffdampf-Behälter, dann durch die Saugstrahlpumpe und dann zu einem Ansaugtrakt und das Aufbringen eines Unterdrucks von der Saugstrahlpumpe auf einen Unterdruckaktuator aufweisen.
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Eine Spülpumpe und mindestens eine Saugstrahlpumpe können beispielsweise in Reihe konfiguriert sein und können zwischen einem Einlasskrümmer und ein Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem gekoppelt sein, so dass während eines aufgeladenen Motorbetriebs eine Strömung von Luft und/oder Kraftstoffdämpfen durch die Saugstrahlpumpe zum Ansaugtrakt gepumpt werden kann, wodurch ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe erzeugt wird. In einem Beispiel kann während Spülbedingungen ein Behälterlüftungsventil geöffnet werden und die Spülpumpe kann betrieben werden, um eine Kraftstoffdampf-Spülströmung durch den Kraftstoffdampfbehälter, dann durch die Saugstrahlpumpe und dann zum Ansaugtrakt zu pumpen. Durch Pumpen einer Spülströmung durch die Saugstrahlpumpe vor der Zuführung der Spülströmung zum Ansaugtrakt kann vorteilhafterweise ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe während des aufgeladenen Motorbetriebs erzeugt werden. Dieser Unterdruck kann von der Saugstrahlpumpe auf einen Unterdruckaktuator wie z. B. eine Servobremse und/oder einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator aufgebracht werden. An sich können zusätzliche sekundäre Saugstrahlpumpen mit der primären Saugstrahlpumpe gekoppelt sein, um den erzeugten Unterdruck weiter zu verringern. Auf diese Weise kann während des Spülbetriebs eine Spülpumpe betrieben werden, um einen Unterdruck zum Saugen von Kraftstoffdämpfen und auch zum Betätigen eines Unterdruckaktuators vorzusehen.
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In einem anderen Beispiel kann das Behälterlüftungsventil während einer Nicht-Spül-Bedingung geschlossen werden oder ein Dampfumleitventil kann geöffnet werden und die Spülpumpe kann betrieben werden, um den Kraftstoffdampfbehälter zu umgehen und Luft (z. B. Frischluft, die nicht mit Kraftstoffdämpfen gemischt ist) durch die Saugstrahlpumpe zum Ansaugtrakt zu pumpen. Der durch das Pumpen von Luft durch die Saugstrahlpumpe erzeugte Unterdruck kann von der Saugstrahlpumpe auf den Unterdruckaktuator aufgebracht werden. In dieser Weise kann die Spülpumpe während Nicht-Spül-Bedingungen betrieben werden, um einen Unterdruck für verschiedene Unterdruckaktuatoren bereitzustellen. Wenn der Motor nicht aufgeladen ist, kann der Einlasskrümmer-Unterdruck verwendet werden, um eine Spülströmung vom Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem während Spülbedingungen anzusaugen, ohne die Spülpumpe zu betreiben. Während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen kann ebenso ein Einlasskrümmer-Unterdruck für die Unterdruck-Aktuatorbetätigung angewendet werden.
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In alternativen Beispielen kann die Pumpe stromaufwärts oder stromabwärts des Kraftstoffdampf-Speicherbehälters angeordnet sein. In beiden Pumpenkonfigurationen kann die Saugstrahlpumpe so angeordnet sein, dass ihr Auslass in Richtung eines niedrigen Drucks strömt.
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In dieser Weise kann eine Spülströmung bei vorhandener oder nichtvorhandener Motoraufladung zum Ansaugtrakt gesaugt werden, ohne einen konstanten Spülpumpenbetrieb zu erfordern. Ferner kann der Spülvorgang unabhängig von einer Durchblasgasströmung durchgeführt werden. Insbesondere kann in Abwesenheit einer Aufladung ein Einlasskrümmer-Unterdruck verwendet werden, um eine Spülströmung zu saugen, während eine Spülpumpe verwendet werden kann, um eine Spülströmung in Gegenwart einer Aufladung zu saugen. Außerdem kann ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe, die stromabwärts der Spülpumpe gekoppelt ist, während jedes Spülvorgangs erzeugt werden. Insbesondere kann durch Pumpen der Spülströmung durch einen Saugstrahlpumpe vor der Zuführung von gespülten Kraftstoffdämpfen zum Ansaugtrakt ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe bei vorhandener Aufladung erzeugt werden, der vorteilhafterweise zum Betätigen von zusätzlichen Unterdruckaktuatoren verwendet werden kann. Folglich kann der Bedarf für zweckgebundene Vakuumpumpen für die Unterdruckaktuatoren verringert werden. Alternativ kann der durch die Spülströmung angetriebene Unterdruck zusätzlich zu einer zweckgebundenen Vakuumpumpe verwendet werden, was die Verwendung einer kleineren Vakuumpumpe für den Unterdruckaktuator und/oder eine kürzere Dauer des Vakuumpumpenbetriebs ermöglicht. Durch Ermöglichen einer Spülung und Unterdruckbetätigung unter den meisten Motorbetriebsbedingungen können der Fahrzeug-Kraftstoffverbrauch und die Emissionen verbessert werden.
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Die obige Zusammenfassung ist vorgesehen, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Motor und eines zugehörigen Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems.
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2–3 zeigen Beispielausführungsformen des Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems von 1.
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4 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der eine Routine darstellt, die zum Spülen eines Kraftstoffdampfbehälters und zum Erzeugen eines Unterdrucks am Saugstrahlpumpe von 1 während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen in Gegenwart oder Abwesenheit einer Motoraufladung implementiert werden kann.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Erzeugen eines an der Saugstrahlpumpe erzeugten Unterdrucks unter Verwendung einer Pumpenspülströmung während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen eines Kraftstoffdampfbehälters. Wie in den 1–3 gezeigt, kann eine Spülpumpe mit einem Kraftstoffdampfbehälter eines Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems gekoppelt sein, um eine Spülströmung durch einen Kraftstoffdampfbehälter in einen Einlasskrümmer einer aufgeladenen Motor zu pumpen. Ein oder mehrere Saugstrahlpumpen können mit der Pumpe gekoppelt sein und die Spülströmung kann durch den Behälter, durch den (die) Saugstrahlpumpe(en) und zum Ansaugtrakt gepumpt werden. An sich kann das Pumpen der Spülströmung durch den Saugstrahlpumpe einen Unterdruck an der Saugstrahlpumpe bereitstellen, der vom Saugstrahlpumpe auf einen Unterdruckaktuator (wie z. B. eine Servobremse und/oder einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator) aufgebracht werden kann. Eine Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, Routinen, wie z. B. in 4 dargestellt, durchzuführen, um eine Spülpumpe in Gegenwart einer Motoraufladung zu betreiben, um einen Unterdruck am Saugstrahlpumpe zu erzeugen. Durch Pumpen einer Spülströmung durch die Saugstrahlpumpe während Spülbedingungen kann die Unterdruckbetätigung während Spülbedingungen ermöglicht werden. Durch Pumpen einer Luftströmung durch die Saugstrahlpumpe, während der Kraftstoffdampfbehälter umgangen wird, während Nicht-Spül-Bedingungen, kann die Unterdruckbetätigung während Nicht-Spül-Bedingungen ermöglicht werden. In Abwesenheit einer Motoraufladung kann der Unterdruck des Einlasskrümmers vorteilhafterweise zum Saugen einer Spülströmung und für die Unterdruckbetätigung verwendet werden. In dieser Weise kann die Unterdruckbetätigung während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen ermöglicht werden, ohne eine zweckgebundene Vakuumpumpe zu betreiben. Ferner kann das Spülen durchgeführt werden, ohne eine Spülpumpe konstant zu betreiben. Unter Verwendung einer üblichen Pumpe für sowohl eine Spülströmung als auch eine Unterdruckbetätigung können Komponentenverringerungsvorteile erzielt werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 6. Das Fahrzeugsystem 6 weist einen Verbrennungsmotor 8, der mit einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem 22 und einem Kraftstoffsystem 18 gekoppelt ist, auf. Der Verbrennungsmotor 8 kann einen Motor 10 mit mehreren Zylindern 30 aufweisen. Der Motor 10 weist einen Ansaugtrakt 23 und einen Motorauslass 25 auf. Der Ansaugtrakt 23 weist eine Drosselklappe 62 auf, die fluidtechnisch mit dem Einlasskrümmer 44 über einen Einlassdurchgang 42 gekoppelt ist. Der Motorauslass 25 weist einen Auslasskrümmer 48 auf, der zu einem Auslassdurchgang 35 führt, der Abgas zur Atmosphäre leitet. Der Motorauslass 25 kann eine oder mehrere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen 70 aufweisen, die in einer eng gekoppelten Position im Auslass angebracht sein können. Eine oder mehrere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, eine Mager-NOx-Falle, einen Dieselpartikelfilter, einen Oxidationskatalysator usw. aufweisen. Es ist zu erkennen, dass andere Komponenten im Fahrzeugsystem enthalten sein können, wie z. B. eine Vielfalt von Ventilen und Sensoren, wie weiter in den Beispielausführungsformen von 2–3 ausgearbeitet.
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Die Drosselklappe 62 kann im Einlassdurchgang 42 stromabwärts einer Aufladungsvorrichtung wie z. B. eines Turboladers 50 oder eines Laders angeordnet sein. Der Turbolader 50 kann einen Verdichter 52, der zwischen dem Einlassdurchgang 42 und dem Einlasskrümmer 44 angeordnet ist, aufweisen. Der Verdichter 52 kann zumindest teilweise durch ein Auslassturbinenrad 54 angetrieben werden, das zwischen dem Auslasskrümmer 48 und dem Auslassdurchgang 35 angeordnet ist. Der Verdichter 52 kann mit dem Auslassturbinenrad 54 über eine Welle 56 gekoppelt sein. Der Verdichter 52 kann dazu konfiguriert sein, Ansaugluft mit Atmosphärenluftdruck einzusaugen und sie auf einen höheren Druck aufzuladen. Unter Verwendung der aufgeladenen Ansaugluft kann ein aufgeladener Motorbetrieb durchgeführt werden.
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Eine Menge an Aufladung kann zumindest teilweise durch Steuern einer Menge an Abgas, das durch die Auslassturbine 54 gelenkt wird, gesteuert werden. In einem Beispiel kann, wenn eine größere Menge an Aufladung angefordert wird, eine größere Menge an Abgasen durch das Turbinenrad gelenkt werden. Wenn beispielsweise eine kleinere Menge an Aufladung angefordert wird, kann alternativ einiges oder alles des Abgases das Turbinenrad 54 über einen Turbinenrad-Umleitdurchgang 64 umgehen, wie durch einen Ladedruckbegrenzer 60 gesteuert. Die Position des Ladedruckbegrenzers 60 kann durch einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator (nicht dargestellt) gesteuert werden, wie durch die Steuereinheit 12 angewiesen. In einem Beispiel kann der Ladedruckbegrenzer-Aktuator ein durch einen Unterdruck angetriebenes Solenoidventil sein. Wie weiter in 2–4 ausgearbeitet, kann der Ladedruckbegrenzer-Aktuator durch einen Unterdruck, der von einer Saugstrahlpumpe aufgebracht wird, der mit dem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem 22 gekoppelt ist, betätigt werden. Der Unterdruck kann an der Saugstrahlpumpe in Reaktion auf eine Spülströmung, die durch die Saugstrahlpumpe während Spülbedingungen gepumpt wird, und/oder eine Luftströmung, die durch die Saugstrahlpumpe während Nicht-Spül-Bedingungen gepumpt wird, erzeugt werden.
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Eine Menge an Aufladung kann außerdem oder wahlweise durch Steuern einer Menge an Ansaugluft, die durch den Verdichter 52 gelenkt wird, gesteuert werden. Die Steuereinheit 12 kann eine Menge an Ansaugluft, die durch den Verdichter 52 gesaugt wird, einstellen, indem die Position des Verdichter-Umleitventils 58 im Verdichter-Umleitdurchgang 68 eingestellt wird. In einem Beispiel kann, wenn eine größere Menge an Aufladung angefordert wird, eine kleinere Menge an Ansaugluft durch den Verdichter-Umleitdurchgang gelenkt werden.
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Das Kraftstoffsystem 18 kann einen Kraftstofftank 20, der mit einem Kraftstoffpumpensystem 21 gekoppelt ist, aufweisen. Das Kraftstoffpumpensystem 21 kann eine oder mehrere Pumpen zur Druckbeaufschlagung von Kraftstoff, der zu den Kraftstoffeinspritzdüsen 66 der Motor 10 zugeführt wird, aufweisen. Obwohl nur eine einzige Kraftstoffeinspritzdüse 66 gezeigt ist, sind zusätzliche Einspritzdüsen für jeden Zylinder vorgesehen. Es ist zu erkennen, dass das Kraftstoffsystem 18 ein rückführungsloses Kraftstoffsystem, ein Rückführungskraftstoffsystem oder verschiedene andere Typen eines Kraftstoffsystems sein kann. Eine Kraftstoffpumpe kann dazu konfiguriert sein, die Flüssigkeit des Tanks vom Tankboden abzusaugen. Dämpfe, die im Kraftstoffsystem 18 erzeugt werden, können zu einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem 22, das nachstehend weiter beschrieben wird, über eine Leitung 31 geleitet werden, bevor sie zum Ansaugtrakt 23 gespült werden. Wie weiter in 2 ausgearbeitet, kann während einer Spülbedingung Luft durch das Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem durch eine Lüftungsöffnung 27 und ein Behälterlüftungsventil 204 eingesaugt werden. Kraftstofftankdämpfe können durch die Tankoberseite abgeführt werden. Der Kraftstofftank 20 kann mehrere Kraftstoffe enthalten, einschließlich Kraftstoffgemischen.
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Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem gelagert sind, können während Spülbedingungen zum Ansaugtrakt 23 gespült werden. Insbesondere kann eine Spülströmung durch die Spülpumpe 71 angetrieben werden und kann entlang der ersten Leitung 26 zum Ansaugtrakt nach der Drosselklappe und/oder entlang der zweiten Leitung 28 in den Motorlufteinlass vor dem Verdichter gelenkt werden. An sich ist die zweite Leitung 28 für Produktionsentwürfe atypisch. Durch Treiben einer Spülströmung zum Ansaugtrakt durch eine Saugstrahlpumpe (in 2–3 gezeigt), der in Reihe stromabwärts der Spülpumpe gekoppelt ist, kann an der Saugstrahlpumpe ein Unterdruck erzeugt werden. Die Saugstrahlpumpe kann betriebsfähig mit einem oder mehreren Unterdruckaktuatoren wie z. B. einer Servobremse und/oder einem Ladedruckbegrenzer-Aktuator gekoppelt sein. Durch Erzeugen eines Unterdrucks an der Saugstrahlpumpe durch Treiben der Spülströmung durch die Saugstrahlpumpe kann der für das Betreiben der Unterdruckaktuatoren erforderliche Unterdruck erzeugt werden, während der Bedarf an einer zweckgebundenen Vakuumpumpe verringert wird.
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Das Fahrzeugsystem 6 kann ferner ein Steuersystem 14 aufweisen. Das Steuersystem 14 ist Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hierin beschrieben werden) empfangend und Steuersignale zu mehreren Aktuatoren 81 (von denen verschiedene Beispiele hierin beschriebenen werden) sendend gezeigt. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen Abgassensor 126 (im Auslasskrümmer 48 angeordnet), einen Temperatursensor 128 und einen Drucksensor 129 (stromabwärts der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 70 angeordnet) aufweisen. Andere Sensoren, wie z. B. zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft/Kraftstoff-Verhältnis- und -Zusammensetzungssensoren können mit verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 6 gekoppelt sein. Als weiteres Beispiel können die Aktuatoren 81 Kraftstoffeinspritzdüsen 66, eine Drosselklappe 62, einen Verdichter 52, eine Spülpumpe 71, eine Kraftstoffpumpe des Pumpensystems 21, einen Ladedruckbegrenzer 60, Ladedruckbegrenzer-Aktuatoren, ein Verdichter-Umleitventil 58 usw. aufweisen. Das Steuersystem 14 kann eine elektronische Steuereinheit 12 aufweisen. Die Steuereinheit kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktuatoren in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf der Basis eines darin programmierten Befehls oder Codes entsprechend einer oder mehreren Routinen auslösen. Eine Beispielsteuerroutine wird hierin mit Bezug auf 4 beschrieben.
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2–3 stellen Beispielausführungsformen des Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems von 1 dar. Wie hierin ausgearbeitet, kann eine Steuereinheit während Spülbedingungen eine Spülpumpe des Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems betreiben, um eine Spülströmung durch einen Kraftstoffdampfbehälter und durch eine Saugstrahlpumpe zu treiben und dann die gespeicherten Kraftstoffdämpfe in einen aufgeladenen Ansaugtrakt zu spülen. Durch Treiben der Spülströmung zum Ansaugtrakt durch die Saugstrahlpumpe kann ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe erzeugt werden, der auf einen Unterdruckaktuator aufgebracht werden kann, wodurch der Bedarf an einer zweckgebundenen Vakuumpumpe für den Aktuator verringert wird.
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Wie in 2 dargestellt, weist die Ausführungsform 200 des Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems 22 eine Kraftstoffdampf-Haltevorrichtung auf, die hierin als Kraftstoffdampfbehälter 202 dargestellt ist. Der Behälter 202 kann mit einem Adsorptionsmittel gefüllt sein, das große Mengen von verdampften HCs binden kann. In einem Beispiel ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle. Der Behälter 202 kann Kraftstoffdämpfe vom Kraftstofftank 20 durch die Leitung 31 empfangen. Obwohl das dargestellte Beispiel einen einzelnen Behälter zeigt, ist zu erkennen, dass in alternativen Ausführungsformen mehrere solche Behälter miteinander verbunden sein können. Der Behälter 202 kann mit der Atmosphäre durch eine Lüftungsöffnung 27 in Verbindung stehen. Das Behälterlüftungsventil 204 kann entlang der Lüftungsöffnung 27 angeordnet sein, wobei es zwischen den Kraftstoffdampfbehälter und die Atmosphäre gekoppelt ist, und kann eine Strömung von Luft und Dämpfen zwischen dem Behälter 202 und der Atmosphäre einstellen. in einem Beispiel kann die Operation des Behälterlüftungsventils 204 durch ein Behälterlüftungssolenoid (nicht dargestellt) geregelt werden. Auf der Basis dessen, ob der Behälter gespült werden soll oder nicht, kann beispielsweise das Behälterlüftungsventil geöffnet oder geschlossen werden.
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Die Spülpumpe 71 kann dazu konfiguriert sein, eine Spülströmung durch den Kraftstoffdampfbehälter 202 zum Ansaugtrakt 23 zu pumpen. in einem Beispiel kann die Spülpumpe 71 eine elektrische Pumpe sein, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. in alternativen Ausführungsformen kann die Spülpumpe 71 durch den Motor angetrieben werden oder kann sich eine Welle mit einer Kraftstoffpumpe teilen. Die Spülpumpe 71 kann beispielsweise eine Verdrängerpumpe oder eine Zentrifugalpumpe (axial, gemischt oder radial) sein. In einer alternativen Ausführungsform kann die Spülpumpe 71 entlang der Lüftungsöffnung 27 angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann jedoch die Funktionalität des Ventils 208 verloren sein.
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Eine oder mehrere Saugstrahlpumpen können stromabwärts der Spülpumpe angeordnet sein. Eine erste Saugstrahlpumpe 214 kann beispielsweise stromabwärts von und in Reihe mit der Spülpumpe 71 gekoppelt sein. Während Spülbedingungen kann die Spülpumpe 71 die Spülströmung durch den Kraftstoffdampfbehälter 202, dann durch die Saugstrahlpumpe 214 und dann zum Ansaugtrakt 23 pumpen. Eine Motorsteuereinheit kann dazu konfiguriert sein, das Behälterlüftungsventil 204 zu öffnen, um zu ermöglichen, dass die Spülpumpe 71 mit Kraftstoffdämpfen gemischte Luft durch den Behälter und dann durch den ersten Saugstrahlpumpe 214 saugt. An sich kann die durch die Pumpe getriebene Spülströmung durch die Saugstrahlpumpe einen Unterdruck darin erzeugen. Die erste Saugstrahlpumpe 214 kann mit dem Unterdruckaktuator 210 entlang der Unterdruckleitung 226 und der Leitung 224 gekoppelt sein. In einem Beispiel kann der Unterdruckaktuator eine Servobremse aufweisen. In einem anderen Beispiel kann der Unterdruckaktuator einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator aufweisen. Der erzeugte Unterdruck kann von der ersten Saugstrahlpumpe 214 auf den Unterdruckaktuator 210 während des Aktuatorbetriebs (wie z. B. während einer Servobremsenanwendung oder während einer Ladedruckbegrenzer-Betätigung) aufgebracht werden, wodurch der Bedarf am Betreiben einer zweckgebundenen Vakuumpumpe verringert wird.
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Während Nicht-Spül-Bedingungen kann die Spülpumpe 71 dazu konfiguriert sein, eine Luftströmung (das heißt Luft, die nicht mit Kraftstoffdämpfen vermischt ist), während der Kraftstoffdampfbehälter 202 umgangen wird, durch die Saugstrahlpumpe 214 zu pumpen. Insbesondere kann eine Motorsteuereinheit das Behälterlüftungsventil 204 schließen und das Dampfumleitventil 208 öffnen, um zu ermöglichen, dass die Spülpumpe 71 Frischluft durch die Leitung 29, durch die erste Saugstrahlpumpe 214 saugt und dann die Luftströmung zum Ansaugtrakt pumpt. Die durch die Pumpe getriebene Strömung von Luft durch die Saugstrahlpumpe während Nicht-Spül-Bedingungen kann einen Unterdruck in der Saugstrahlpumpe erzeugen, der von der Saugstrahlpumpe auf den Unterdruckaktautor 210 während des Aktuatorbetriebs aufgebracht werden kann. In dieser Weise kann durch Betreiben einer Spülpumpe ein Unterdruck an der Saugstrahlpumpe während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen erzeugt werden.
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Die durch die Spülpumpe 71 getriebene Spülströmung während Spülbedingungen und/oder die durch die Spülpumpe getriebene Luftströmung während Nicht-Spül-Bedingungen kann durch eine erste Leitung 26 und/oder eine zweite Leitung 28 zum Ansaugtrakt 23 gelenkt werden. Insbesondere kann Luft und/oder können Kraftstoffdämpfe stromabwärts der Einlassdrosselklappe 62 entlang der ersten Leitung 26 zum Ansaugtrakt 23 und/oder stromaufwärts des Verdichters 52 entlang der zweiten Leitung 28 zu einem Motorlufteinlass gelenkt werden. Ein oder mehrere Rückschlagventile 228 können im Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem enthalten sein, um die Strömung von Dämpfen zu regeln und zu verhindern, dass der Einlasskrümmerdruck Gase in der entgegen gesetzten Richtung der Spülströmung leitet. Rückschlagventile 228 können beispielsweise in der ersten Leitung 26, in der zweiten Leitung 28, in der Unterdruckleitung 226 und in der Leitung 224 enthalten sein. Die Rückschlagventile 228 stellen auch passiv sicher, dass die Saugstrahlpumpe an den Knoten mit dem niedrigsten Druck auslässt.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform 300 des Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystems. Hierin weist die eine oder die mehreren Saugstrahlpumpen eine erste Saugstrahlpumpe 214, die mit einem (ersten) Unterdruckaktuator 210 gekoppelt ist und der stromabwärts der Spülpumpe 71 angeordnet ist, und eine zweite Saugstrahlpumpe 314, die mit der ersten Saugstrahlpumpe 214 gekoppelt ist und ferner mit dem (ersten) Unterdruckaktuator 210 gekoppelt ist und der stromabwärts der Spülpumpe 71 und stromaufwärts des Verdichters 52 entlang der zweiten Leitung 28 angeordnet ist, auf. In einem Beispiel kann die zweite Leitung 28 mit einem Solenoidventil oder einem anderen Ventiltyp gesteuert werden, um das Turboladeranlaufen zu verbessern. In dieser Weise kann die zweite Saugstrahlpumpe 314 enthalten sein, um den Motorunterdruck weiter zu vertiefen. In einer alternativen Ausführungsform kann die erste Saugstrahlpumpe 214 mit einem ersten Unterdruckaktuator gekoppelt sein, während die zweite Saugstrahlpumpe 314 mit einem zweiten Aktuator gekoppelt sein kann.
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Es ist zu erkennen, dass, obwohl die Ausführungsformen von 2–3 ein Doppelwegsystem (in den Ansaugtraktkrümmer und den Motorlufteinlass) darstellen, in alternativen Ausführungsformen eine Spülströmung entlang eines Einzelwegsystems zum Ansaugtrakt in entweder den Ansaugtraktkrümmer oder den Motorlufteinlass gelenkt werden kann. Es ist auch zu erkennen, dass, obwohl die dargestellten Ausführungsformen die Spülpumpe 71 so angeordnet darstellen, dass sie ein Saugen von Luft und Kraftstoffdämpfen durch den Behälter ermöglicht, die Spülpumpe 71 alternativ so angeordnet sein kann, dass sie Luft durch den Behälter schiebt (beispielsweise um den Behälter zu reinigen). Obwohl die dargestellten Ausführungsformen Saugstrahlpumpen 214, 314 zeigen, die stromabwärts der Spülpumpe 71 angeordnet sind, können ebenso in alternativen Ausführungsformen eine oder mehrere der Saugstrahlpumpen stromaufwärts der Spülpumpe 71 oder irgendwo in der Strömung, die durch die Spülpumpe 71 erzeugt wird, angeordnet sein. Die Saugstrahlpumpe kann jedoch eine Spitzenunterdruckerzeugung aufweisen, wenn sie an den Knoten mit niedrigstem Druck auslässt.
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Außerdem kann in einigen Ausführungsformen ein Behälterspülventil in einer Linie mit dem Auslass des Behälters 202 enthalten sein, beispielsweise zwischen dem Behälter 202 und der Spülpumpe 71. Alternativ kann ein Behälterspülventil in der Unterdruckleitung 226 angeordnet sein. An sich kann das Behälterspülventil eine kontinuierliche Vorrichtung sein, die die Spülströmung zur Motor dosiert. Außerdem kann das Behälterspülventil ermöglichen, dass eine Spülströmung in den Ansaugtrakt ausreichend verringert wird. In Ausführungsformen, in denen die Spülpumpe 71 eine Verdrängerpumpe mit variabler Geschwindigkeit (oder Strömung oder Verdrängung) ist, kann jedoch das Behälterspülventil nicht erforderlich sein, da die Dosierfunktion des Spülventils durch die Spülpumpe übernommen werden kann. In Ausführungsformen, in denen eine Spülpumpentechnologie verwendet wird, die eine Strömung durch die Pumpe ermöglicht, wenn die Pumpe ausgeschaltet ist, kann ein Behälterspülventil erforderlich sein, um Kraftstoffdampf in den Motor zu dosieren.
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Wenn man sich nun 4 zuwendet, wird eine Beispielroutine 400 zum Erzeugen eines Unterdrucks an der (den) Saugstrahlpumpe(n) von 2–3 während Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen in Gegenwart oder Abwesenheit einer Motoraufladung beschrieben. Insbesondere ermöglicht die Routine, dass ein Einlasskrümmer-Unterdruck zum Saugen einer Spülströmung und/oder für eine Unterdruck-Aktuatorbetätigung in Abwesenheit einer Aufladung aufgebracht wird, und ermöglicht, dass eine Spülpumpe in Gegenwart einer Motoraufladung betrieben wird, um eine Spülströmung zu saugen und einen Unterdruck an der (den) Saugstrahlpumpen) für eine Unterdruck-Aktuatorbetätigung zu erzeugen.
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Bei 402 können Spülbedingungen bestätigt werden. Spülbedingungen können auf der Basis von verschiedenen Motor- und Fahrzeugbetriebsparametern bestätigt werden, einschließlich, dass eine Menge an Kohlenwasserstoffen, die im Behälter 202 gelagert sind, größer ist als ein Schwellenwert, dass die Temperatur der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 70 größer ist als ein Schwellenwert, einer Temperatur des Behälters 202, einer Kraftstofftemperatur, der Anzahl von Motorstarts seit dem letzten Spülvorgang (wie z. B. dass die Anzahl von Starts größer ist als ein Schwellenwert), einer Dauer, die seit dem letzten Spülvorgang abgelaufen ist, Kraftstoffeigenschaften und verschiedener anderer. Wenn die Spülbedingungen bestätigt werden, dann kann eine Steuereinheit bei 404 das Behälterlüftungsventil 204 (beispielsweise durch Erregen eines Behälterlüftungssolenoids) öffnen, während sie das Dampfumleitventil 208 schließt.
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Wenn Spülbedingungen bestätigt werden, dann kann bei 403 festgestellt werden, ob eine Aufladung vorhanden ist oder nicht. An sich kann eine Aufladungsbedingung bestätigt werden, wenn ein Krümmereinlassdruck höher ist als ein Atmosphärendruck. Wenn keine Motoraufladung vorhanden ist, dann kann eine Motorsteuereinheit bei 406 das Behälterlüftungsventil öffnen und das Dampfumleitventil schließen. Bei 408 kann der Ansaugtraktkrümmer-Unterdruck verwendet werden, um eine Spülströmung durch den Kraftstoffdampfbehälter in den Ansaugtrakt zu saugen. In dieser Weise können gespeicherte Kraftstoffdämpfe in Abwesenheit einer Motoraufladung zum Ansaugtrakt gespült werden, ohne eine Spülpumpe zu betreiben. Bei 410 kann der Ansaugtraktkrümmer-Unterdruck auf einen oder mehrere Unterdruckaktuatoren wie z. B. eine Servobremse aufgebracht werden. In dieser Weise kann die Unterdruckbetätigung während Spülbedingungen in Abwesenheit einer Motoraufladung ermöglicht werden, ohne eine zweckgebundene Vakuumpumpe zu betreiben. In Abwesenheit einer Aufladung kann folglich eine Motorsteuereinheit einen Unterdruck vom Ansaugtrakt auf den Kraftstoffdampfbehälter und/oder den Unterdruckaktuator aufbringen.
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Wenn bei 403 eine Motoraufladung vorhanden ist, dann kann eine Motorsteuereinheit bei 412 das Behälterlüftungsventil öffnen und das Dampfumleitventil schließen. Bei 414 kann in Gegenwart einer Aufladung die Spülpumpe betrieben werden, um eine Spülströmung durch den Kraftstoffdampfbehälter, durch die eine oder die mehreren Saugstrahlpumpen weiter zum Ansaugtrakt zu pumpen. Mindestens einiges der gepumpten Spülströmung kann zum Ansaugtrakt stromabwärts einer Einlassdrosselklappe zugeführt werden und/oder zumindest einiges der gepumpten Spülströmung kann zum Ansaugtrakt stromaufwärts eines Verdichters zugeführt werden. In dieser Weise können gespeicherte Kraftstoffdämpfe in Gegenwart einer Motoraufladung zum Ansaugtrakt gespült werden. Ferner kann das Pumpen der Spülströmung durch die Saugstrahlpumpe vorteilhafterweise verwendet werden, um einen Unterdruck an der Saugstrahlpumpe zu erzeugen. Bei 415 kann die Steuereinheit den resultierenden Unterdruck von der einen oder den mehreren Saugstrahlpumpen auf einen oder mehrere Unterdruckaktuatoren wie z. B. einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator aufbringen. In dieser Weise kann eine Unterdruckbetätigung während des Spülens in Gegenwart einer Motoraufladung ermöglicht werden, ohne eine zweckgebundene Vakuumpumpe zu betreiben.
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Wenn bei 402 keine Spülbedingungen bestätigt werden, dann kann bei 404 festgestellt werden, ob eine Aufladung vorhanden ist oder nicht. Wenn bei 404 keine Motoraufladung vorhanden ist, dann kann eine Motorsteuereinheit bei 416 das Behälterlüftungsventil schließen und das Dampfumleitventil öffnen. Bei 418 kann der Ansaugtraktkrümmer-Unterdruck auf einen oder mehrere Unterdruckaktuatoren wie z. B. eine Servobremse aufgebracht werden. In dieser Weise kann die Unterdruckbetätigung während Nicht-Spül-Bedingungen in Abwesenheit einer Motoraufladung ermöglicht werden, ohne eine zweckgebundene Vakuumpumpe zu betreiben. Wenn bei 404 eine Motoraufladung vorhanden ist, dann kann eine Motorsteuereinheit bei 420 das Behälterlüftungsventil schließen und das Dampfumleitventil öffnen. Bei 422 kann die Spülpumpe betrieben werden, um eine Luftströmung (das heißt Frischluft, die nicht mit Kraftstoffdämpfen gemischt ist) durch die eine oder die mehreren Saugstrahlpumpen und dann in den Ansaugtrakt zu pumpen, während der Kraftstoffdampfbehälter umgangen wird. Zumindest einiges der gepumpten Luftströmung kann zum Ansaugtrakt stromabwärts eines Einlassdrosselventils zugeführt werden und/oder zumindest einiges der gepumpten Luftströmung kann zum Ansaugtrakt stromaufwärts eines Verdichters zugeführt werden. In dieser Weise kann die Strömung von Luft durch die Saugstrahlpumpe verwendet werden, um einen Unterdruck an der Saugstrahlpumpe zu erzeugen. Bei 424 kann der erzeugte Unterdruck von der Saugstrahlpumpe auf einen oder mehrere Unterdruckaktuatoren wie z. B. einen Ladedruckbegrenzer-Aktuator aufgebracht werden. in dieser Weise kann eine Unterdruckbetätigung in Gegenwart einer Motoraufladung ermöglicht werden, wenn nicht gespült wird, ohne eine zweckgebundene Vakuumpumpe zu betreiben.
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Außerdem kann eine Kraftstoffeinspritzung in den Motor während eines Übergangs zwischen Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen eingestellt werden. Die Einstellung kann beispielsweise das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in Reaktion auf die Spülströmung während Spülbedingungen und das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in Reaktion auf die Luftströmung während Nicht-Spül-Bedingungen aufweisen. in einem Beispiel kann während einer aufgeladenen Spülbedingung, wenn die Spülpumpe betrieben wird, um eine Spülströmung durch den Behälter und die Saugstrahlpumpe zum Ansaugtraktkrümmer zu treiben, eine Kraftstoffeinspritzung auf der Basis einer Menge an Kraftstoffdämpfen, die in der Spülströmung zum Ansaugtrakt zurückgeführt werden, auf eine erste, niedrigere Menge eingestellt werden. Die Menge an Kraftstoffdämpfen kann beispielsweise auf der Basis eines Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors, einer Druckdifferenz im Kraftstoffbehälter vor und nach dem Spülen, einer Eingabe, die während eines vorangehenden Kraftstoffdampfbehälter-Speichervorgangs empfangen wird, usw., abgeschätzt werden. In einem anderen Beispiel kann während einer aufgeladenen Nicht-Spül-Bedingung, wenn die Spülpumpe betrieben wird, um eine Luftströmung durch die Saugstrahlpumpe unter Umgehung des Behälters zum Ansaugtraktkrümmer zu treiben, eine Kraftstoffeinspritzung in Reaktion auf die Luftströmung und unter Berücksichtigung, dass keine Kraftstoffdämpfe zum Ansaugtrakt zurückgeführt werden, auf eine zweite, höhere Menge eingestellt werden. Die Luftströmung kann beispielsweise auf der Basis der Pumpengeschwindigkeit, des Pumpenwirkungsgrades usw. abgeschätzt werden. In dieser Weise kann während eines Übergangs zwischen Spül- und Nicht-Spül-Bedingungen die Kraftstoffeinspritzung eingestellt werden, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Kraftstoffdämpfen in der zum Ansaugtrakt gelenkten Strömung zu kompensieren. Durch Verringern einer Menge an Kraftstoffeinspritzung auf der Basis einer Menge an Kraftstoffdämpfen in der Spülströmung kann der Motorwirkungsgrad während des Übergangs verbessert werden.
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In dieser Weise können Kraftstoffdämpfe, die in einer Kraftstoffdampf-Haltevorrichtung gespeichert sind, in Gegenwart oder Abwesenheit einer Motoraufladung gespült werden. Durch Ermöglichen einer Spülung während eines breiteren Bereichs von Motorbetriebsbedingungen kann die Kraftstoffdampfrückgewinnung verbessert werden. Durch Pumpen einer Spülströmung durch eine Saugstrahlpumpe kann ein Unterdruck erzeugt werden, der für die Betätigung von einem oder mehreren Unterdruckaktuatoren verwendet werden kann. Unter Verwendung einer Spülpumpe für Spülvorgänge und zum Erzeugen eines Unterdrucks für die Unterdruckbetätigung kann der Bedarf an zusätzlichen Vakuumpumpen verringert werden, wodurch Vorteile von verringerten Komponenten geschaffen werden.
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Es ist zu beachten, dass die beispielhaften Steuer- und -abschätzroutinen, die hierin enthalten sind, bei verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystem-Konfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Beispielausführungsformen zu erreichen, sondern ist für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen graphisch einen in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmierenden Code darstellen.
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Es ist zu erkennen, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese speziellen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann beispielsweise auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Ferner können eine oder mehrere der verschiedenen Systemkonfigurationen in Kombination mit einer oder mehreren der beschriebenen Diagnoseroutinen verwendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0196482 A1 [0003]
