DE102013216125A1

DE102013216125A1 - Verfahren zum Steuern eines variablen Ladeluftkühlers

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Publication number: DE102013216125A1
Application number: DE102013216125.5A
Authority: DE
Inventors: Julia Helen Buckland; Chris Paul Glugla; Robert Andrew Wade; Jason Eugene Devries; Charles A. Cockerill; Gregory Patrick McConville
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2014-02-20
Also published as: US20140047833A1; US9169809B2; RU2013138590A; CN103628970B; US10006338B2; US20160047297A1; CN103628970A; RU2617314C2

Abstract

Es werden Ausführungsformen für einen Ladeluftkühler bereitgestellt. Bei einem Beispiel umfasst ein Motorverfahren: während eines ersten Modus, Verkleinern eines Volumens eines Ladeluftkühlers als Reaktion auf eine Verdichteroperation vor dem Ladeluftkühler. Auf diese Weise kann ein Verdichterpumpen verhindert werden.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Motor mit einem Ladeluftkühler.
Motoren mit Turbolader und Supercharger können konfiguriert werden, in den Motor eintretende Umgebungsluft zu verdichten, um die Leistung zu erhöhen. Fluktationen bei der Luftströmung und dem Druck können in Verdichterpumpen resultieren, was zu Geräuschstörungen und in schwerwiegenderen Fällen zu Leistungsproblemen und zu einer Verschlechterung des Verdichters führt. Das Verdichterpumpen kann gesteuert werden, indem ein oder mehrere Verdichterrezirkulationsventile geöffnet werden, um verdichtete Luft zurück zum Verdichtereinlass zu lenken.
Die Erfinder haben bei dem obigen Ansatz ein Problem erkannt. Das Öffnen des Verdichterrezirkulationsventils kann das an den Einlass gelieferte Ladeausmaß reduzieren, wodurch die Motorabgabe reduziert wird. Weiterhin liefert das Verdichterrezirkulationsventil möglicherweise nicht unter allen Bedingungen eine adäquate Pumpsteuerung. Dementsprechend umfasst bei einer Ausführungsform ein Motorverfahren während eines ersten Modus das Verkleinern eines Volumens eines Ladeluftkühlers als Reaktion auf eine Verdichteroperation vor dem Ladeluftkühler.
Auf diese Weise kann das Volumen des Ladeluftkühlers während Bedingungen, unter denen wahrscheinlich ein Verdichterpumpen auftritt, verkleinert werden, um die Verdichteroperation außerhalb eines Pumpgebiets aufrechtzuerhalten. Bei einem Beispiel kann der Ladeluftkühler ein Ventil enthalten, das konfiguriert ist, während einer aktuellen oder vorhergesagten Verdichteroperation in dem Pumpgebiet zu schließen, wodurch die Ansaugluft durch eine Teilmenge des Volumens des Ladeluftkühlers strömen kann. Das Ventil kann konfiguriert sein, während einer Verdichteroperation in einem Nicht-Pumpgebiet zu öffnen, wodurch beispielsweise die Ansaugluft durch den ganzen Ladeluftkühler gelenkt wird. Indem die Ansaugluft unter Pumpbedingungen nur durch einen Abschnitt des Volumens des Ladeluftkühlers anstatt das ganze Volumen gelenkt wird, steigt die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit und das Verdichterpumpen kann vermieden werden.
Auf diese Weise kann während Bedingungen, bei denen wahrscheinlich Kondensation entsteht, das Volumen des Ladeluftkühlers gesenkt werden, um die Verdichteroperation außerhalb eines Pumpgebiets zu halten. Bei einem Beispiel kann der Ladeluftkühler ein Ventil enthalten, das konfiguriert ist, während einer aktuellen oder vorhergesagten Verdichteroperation im Pumpgebiet zu schließen, wodurch die Ansaugluft durch eine Teilmenge des Volumens des Ladeluftkühlers strömen kann. Das Ventil kann konfiguriert sein, während der Verdichteroperation in einem Nicht-Pumpgebiet zu öffnen, wobei beispielsweise die Ansaugluft durch den ganzen Ladeluftkühler gelenkt wird. Indem die Ansaugluft während Pumpbedingungen nur durch einen Abschnitt des Volumens des Ladeluftkühlers anstatt das ganze Volumen gelenkt wird, steigt die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit und das Verdichterpumpen kann vermieden werden.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung ergeben sich ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, wenn sie alleine oder in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden.
Es versteht sich, dass die obige kurze Darstellung vorgelegt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine wichtigen oder essentiellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich ausschließlich durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die etwaige oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile lösen.
1 ist ein Schemadiagramm eines beispielhaften Motors mit einem Ladeluftkühler.
2A zeigt ein Schemadiagramm eines Einlaufabschnitts eines beispielhaften Ladeluftkühlereinlasses mit einem Ventil in einer offenen Position.
2B zeigt ein Schemadiagramm des Ladeluftkühlereinlasses von 2A mit dem Ventil in einer geschlossenen Position.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Luftstroms durch einen Ladeluftkühler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen eines Leerungszyklus eines Ladeluftkühlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Justieren zusätzlicher Arbeitsparameter während der Justierung des Ladeluftkühlerventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Turboladerpumpens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist ein beispielhaftes Kennfeld, das ein Pumpgebiet gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Das Ausmaß eines Pumpgebiets, das Verdichterarbeitspunkte enthält, die zu einem Pumpen führen, kann minimiert werden, indem das Ansaugluftvolumen hinter dem Verdichter verringert wird. Gemäß hierin offenbarter Ausführungsformen kann ein Ladeluftkühler hinter einem Verdichter ein in dem Einlauf des Ladeluftkühlers positioniertes Ventil enthalten, das das Volumen des Ladeluftkühlers selektiv reduzieren kann. Das Ventil kann als Reaktion auf eine Verdichteroperation in einem Pumpgebiet geschlossen werden, um das Ladeluftkühlervolumen und somit das Volumen der Ansaugluft hinter dem Verdichter zu reduzieren.
Die Kondensationsentstehung in einem Ladeluftkühler kann darüber hinaus für den Motor abträglich sein, da die Einleitung des Kondensats in die Zylinder während der Verbrennung Verbrennungsinstabilität und/oder Fehlzündung verursachen kann. Die Kondensationsentstehung kann den Ladeluftkühler insbesondere dann verschlechtern, wenn akkumuliertes Kondensat während einer längeren Motor-Aus-Periode gefriert. Um die Akkumulation von Kondensation zu reduzieren, kann das in dem Einlauf des Ladeluftkühlers positionierte Ventil geschlossen werden, um die Ansaugluft selektiv durch eine Teilsektion des Ladeluftkühlers zu lenken, um die Geschwindigkeit der Ansaugluft relativ zu der Geschwindigkeit der Ansaugluft, wenn sie durch den ganzen Ladeluftströmer strömt, zu erhöhen. Das Ventil kann als Reaktion auf einen Kondensationsentstehungswert geöffnet oder geschlossen werden, der eine Schätzung der Wahrscheinlichkeit dafür liefert, dass innerhalb des Ladeluftkühlers Kondensation entsteht. 1 ist ein Diagramm eines Motorsystems mit einem Ladeluftkühler. Das Ladeluftkühlereinlaufventil ist in 2A in seiner offenen Position und in 2B in seiner geschlossenen Position gezeigt. Das Motorsystem von 1 enthält auch einen Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Ausführen der in 3–6 dargestellten Verfahren. Der Steuereinheit von 1 kann auch ein oder mehrere darauf gespeicherte Kennfelder enthalten, wie etwa das in 7 gezeigte Kennfeld.
Zuerst ist 1 ein Schemadiagramm, das einen beispielhaften Motor 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 ist mit vier Zylindern 30 gezeigt. Gemäß der vorliegenden Offenbarung können jedoch auch andere Anzahlen an Zylindern verwendet werden. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem einschließlich dem Steuereinheit 12 und durch Eingabe von einem Fahrzeugbetreiber 132 über eine Eingabeeinrichtung 130 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel beinhaltet die Eingabeeinrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Jede Brennkammer (z.B. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände mit einem darin positionierten nicht gezeigten Kolben enthalten. Die Kolben können an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Pendelbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein nicht gezeigtes dazwischenliegendes Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammern 30 können Ansaugluft über eine Ansaugpassage 42 vom Ansaugkrümmer 44 empfangen und Verbrennungsgase über den Auslasskrümmer 46 an die Auslasspassage 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Auslasskrümmer 46 können über jeweilige nicht gezeigte Ansaugventile und Auslassventile selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Ansaugventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
Kraftstoffeinspritzdüsen 50 sind direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt gezeigt, um proportional zu der Impulsbreite des vom Steuereinheit 12 empfangenen Signals FPW Kraftstoff dort direkt einzuspritzen. Auf diese Weise liefert die Kraftstoffeinspritzdüse 50 das, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bekannt ist, es versteht sich jedoch, dass auch eine Einlasskanaleinspritzung möglich ist. Kraftstoff kann über ein nicht gezeigtes Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffrail enthält, an die Kraftstoffeinspritzdüse 50 geliefert werden.
Die Ansaugpassage 42 kann eine Drossel 21 mit einer Drosselplatte 22 zum Regeln des Luftstroms zu dem Ansaugkrümmer enthalten. Bei diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselplatte 22 durch den Steuereinheit 12 verändert werden, um eine elektronische Drosselklappensteuerung (ETC – Electronic Throttle Control) zu ermöglichen. Auf diese Weise kann die Drossel 21 betätigt werden, die an die Brennkammer 30 unter anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft zu verändern. Bei einigen Ausführungsformen können zusätzliche Drosseln in der Ansaugpassage 42 vorliegen. Beispielsweise ist, wie in 1 dargestellt, eine zusätzliche Drossel 23 mit einer Drosselplatte 24 vor dem Verdichter 60 angeordnet.
Weiterhin kann in den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungssystem (AGR) einen gewünschten Teil des Abgases von der Auslasspassage 48 zur Ansaugpassage 42 über die AGR-Passage 140 lenken. Das an die Ansaugpassage 42 gelieferte AGR-Ausmaß kann über das AGR-Ventil 142 vom Steuereinheit 12 verändert werden. Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System zum Regeln der Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb der Brennkammer verwendet werden. 1 zeigt ein Hochdruck-AGR-System, wo AGR von vor einer Turbine eines Turboladers zu hinter einem Verdichter eines Turboladers gelenkt wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Motor zusätzlich oder alternativ ein Niederdruck-AGR-System enthalten, wo die AGR von hinter einer Turbine eines Turboladers zu vor einem Verdichter des Turboladers gelenkt wird. Wenn es dahingehend betätigt werden kann, kann das AGR-System die Entstehung von Kondensat aus der verdichteten Luft insbesondere dann induzieren, wenn die verdichtete Luft durch den Ladeluftkühler abgekühlt wird, wie unten ausführlicher beschrieben.
Der Motor 10 kann weiterhin eine Verdichtungseinrichtung wie etwa einen Turbolader oder Supercharger enthalten, mit mindestens einem entlang dem Ansaugkrümmer 44 angeordneten Verdichter 60. Für einen Turbolader kann der Verdichter 60 mindestens teilweise beispielsweise über eine Welle oder eine andere Koppelanordnung durch eine Turbine 62 angetrieben werden. Die Turbine 62 kann entlang der Auslasspassage 48 angeordnet sein. Verschiedene Anordnungen können vorgesehen sein, um den Verdichter anzutreiben. Für einen Supercharger kann der Verdichter 60 mindestens teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und enthält möglicherweise keine Turbine. Somit kann das über einen Turbolader oder einen Supercharger an einen oder mehrere Zylinder des Motors gelieferte Ausmaß an Verdichtung durch den Steuereinheit 12 verändert werden.
Weiterhin kann die Abgaspassage 48 das Wastegate 26 enthalten, um Abgas von der Turbine 62 wegzulenken. Außerdem kann die Ansaugpassage 42 ein Verdichterrückführungsventil (CRV – Compressor Recirculation Valve) 27 enthalten, das konfiguriert ist zum Umlenken von Ansaugluft um den Verdichter 60. Das Wastegate 26 und/oder das CRV 27 können durch den Steuereinheit 12 gesteuert werden, um geöffnet zu werden, wenn beispielsweise ein niedrigerer Aufladedruck gewünscht ist.
Die Ansaugpassage 42 kann weiterhin einen Ladeluftkühler (CAC – Charge Air Cooler) 80 (z.B. einen Intercooler) enthalten, um die Temperatur der aufgeladenen oder hochaufgeladenen Ansauggase zu senken. Bei einigen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luft-Luft-Wärmetauscher sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher sein. Wie unten ausführlicher beschrieben, kann der Ladeluftkühler 80 ein Ventil enthalten, um die Strömungsgeschwindigkeit von durch den Ladeluftkühler 80 hindurchtretender Ansaugluft als Reaktion auf die Kondensationsentstehung innerhalb des Ladeluftkühlers selektiv zu modulieren.
Der Steuereinheit 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, einschließlich Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 104, eines elektronischen Speichermediums für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, bei diesem bestimmten Beispiel als ein Festwertspeicherchip 106 gezeigt, ein Direktzugriffsspeicher 108, ein Arbeitsspeicher 110 und ein Datenbus. Der Steuereinheit 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, um verschiedene Funktionen zum Betreiben des Motors 10 durchzuführen, zusätzlich zu denen bereits erörterten Signalen, einschließlich einer Messung des angesaugten Luftmassenstroms (MAF – Mass Air Flow) von dem Luftmassensensor 120, der Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von dem Temperatursensor 112, schematisch an einem Ort innerhalb des Motors 10 gezeigt; eines Zündungsprofil-Aufnehmer-Signals (PIP – Profile Ignition Pickup) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ); der Drosselposition (TP – Throttle Position) von einem Drosselpositionssensor, wie erörtert, und eines Krümmerabsolutdrucksignals, MAP, von dem Sensor 122, wie erörtert. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch den Steuereinheit 12 aus dem Signal PIP generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann zum Liefern einer Anzeige über Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer 44 verwendet werden. Man beachte, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments liefern. Weiterhin kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl einen Schätzwert der in den Zylinder angesaugten Ladung (einschließlich Luft) liefern. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, für jede Umdrehung der Kurbelwelle 40 eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen.
Zu anderen Sensoren, die Signale an die Steuereinheit 12 senden können, zählen ein Temperatursensor 124 am Auslauf des Ladeluftkühlers 80 und ein Ladedrucksensor 126. Andere, nicht dargestellte Sensoren können ebenfalls vorliegen, wie etwa ein Sensor zum Bestimmen der Ansaugluftgeschwindigkeit am Einlauf des Ladeluftkühlers und andere Sensoren. Bei einigen Beispielen kann der Speichermedium-Festwertspeicher 106 mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 102 ausgeführt werden können, um die unten beschriebenen Verfahren durchzuführen, sowie andere Varianten, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und jeder Zylinder kann analog seinen eigenen Satz an Ansaug-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse, Zündsystem usw. enthalten.
Nunmehr unter Bezugnahme auf die 2A und 2B ist eine Einlaufseite des Ladeluftkühlers 80 gezeigt. Wie in beiden 2A und 2B dargestellt, enthält der Ladeluftkühler 80 einen betätigbaren Wärmeübertragungsbereich 202, der konfiguriert ist zum Übertragen von Wärme von der Innenseite des Ladeluftkühlers 80 zur Außenseite des Ladeluftkühlers 80. Der Ladeluftkühler 80 enthält mehrere in dem Wärmeübertragungsbereich 202 des Ladeluftkühlers 80 angeordnete Kühlrohre 204. Die mehreren Kühlrohre 204 stehen in Fluidkommunikation mit einem Einlauftank 206. Der Einlauftank 206 ist konfiguriert zum Aufnehmen von Ansaugluft über eine oder mehrere Einlaufpassagen 208, die an ein vorgeschaltetes Gebiet einer in 2A und 2B nicht gezeigten Einlaufpassage gekoppelt sind. Die Ansaugluft strömt von dem Einlauftank 206 zu den mehreren Kühlrohren 204. Nach dem Durchtritt durch die Kühlrohre 204 wird die Ansaugluft durch einen nicht gezeigten Auslauftank gelenkt, der an ein nachgeschaltetes Gebiet der Ansaugpassage gekoppelt ist. Der Ladeluftkühler 80 kann auch ein Ladeluftkühlerventil 210 enthalten, das konfiguriert ist zum Wechseln des betätigbaren Wärmeübertragungsbereichs von einem in 2A gezeigten ersten Volumen 214, das eine relativ große Fläche umfasst, zu einem in 2B gezeigten zweiten Volumen 216, das eine relativ kleine Fläche umfasst.
Der Einlauftank 206 kann einen Teiler 212 enthalten, der den Einlauftank 206 in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt. Der Teiler 212 kann ein oder mehrere Löcher enthalten. 2A zeigt das Ventil 210 in einer offenen Position. Wenn das Ventil 210 offen ist, kann Ansaugluft durch ein oder mehrere Löcher des Teilers 212 hindurchtreten, so dass Ansaugluft sowohl durch den ersten als auch zweiten Abschnitt des Einlauftanks 206 und durch das erste Volumen 214 des Ladeluftkühlers 80 strömt. Im Wesentlichen können alle der mehreren Kühlrohre 204 das erste Volumen 214 definieren. Bei einem Beispiel kann der Ladeluftkühler 80 21 Kühlrohre enthalten, und das erste Volumen 214 kann alle 21 Kühlrohre enthalten.
2B zeigt das Ventil 210 in der geschlossenen Position. Wenn das Ventil 210 geschlossen ist, blockiert es das eine oder die mehreren Löcher des Teilers 212. Somit strömt Ansaugluft nur durch den ersten Abschnitt des Einlauftanks 206 und durch das zweite Volumen 216 des Ladeluftkühlers 80. Ein Teil der mehreren Kühlrohre 204 kann das zweite Volumen 216 definieren. Das zweite Volumen 216 ist ganz innerhalb des ersten Volumens 214 enthalten. Das heißt, die Kühlrohre, die das zweite Volumen 216 umfassen, können auch einen Teil des ersten Volumens 214 umfassen. Wenn das Ventil 210 geschlossen ist, strömt deshalb Ansaugluft nur durch das zweite Volumen 216, und wenn das Ventil 210 offen ist, strömt Ansaugluft durch das erste Volumen 214, was das zweite Volumen 216 enthält. Bei einem Beispiel kann der Ladeluftkühler 80 21 Kühlrohre enthalten, und das zweite Volumen 216 kann weniger als 21 Kühlrohre enthalten. Das zweite Volumen 216 kann weniger als die Hälfte der Kühlrohre enthalten, die das erste Volumen 214 umfassen, wie etwa 9 Kühlrohre.
Das Ventil 210 kann ein Klappenventil oder diesem ähnlich sein. Das Ventil 210 kann ein Sitzglied (z.B. Teiler 212) enthalten, das ein im Wesentlichen flaches stationäres Glied mit einem oder mehreren Löchern dort hindurch umfasst. Ein Schließglied, beispielsweise eine Klappe oder Platte, kann konfiguriert sein, sich von einer von dem Sitzglied beabstandeten ersten Position, wodurch das eine oder die mehreren Löcher geöffnet werden, wobei Ansaugluft in das erste Volumen 214 strömen kann, zu einer zweiten Position bei dem Sitzglied zu bewegen, wodurch das eine oder die mehreren Löcher geschlossen werden, wobei Ansaugluft nur in das zweite Volumen 216 strömen kann.
Der Teiler 212 kann Teil des Ventils 210 sein. Beispielsweise kann der Teiler 212 ein Ventilsitz sein. Der Teiler 212 kann auch eine Teilungslinie oder ein Bezugspunkt oder dergleichen sein, die den Ladeluftkühler 80 funktional in zwei Abschnitte unterteilen. Einige Ausführungsformen können zwei oder mehr Teiler enthalten, die den Einlauf in drei oder mehr Abschnitte unterteilen. Bei einigen Beispielen können eine oder mehrere hierin bezüglich des Einlauftanks 206 beschriebene Konfigurationen stattdessen oder zusätzlich in einem nicht gezeigten Auslauftank enthalten sein. Im Wesentlichen können alle der mehreren Kühlrohre 203 mit dem Auslauftank in gegenseitiger Fluidkommunikation stehen. Es versteht sich, dass stattdessen alle Rohre in Fluidkommunikation auf der Einlaufseite stehen und an der Auslaufseite in zwei oder mehr Teile von Rohren unterteilt sein können. Ein ähnlich konfiguriertes Ventil kann auch in dem Auslauftank enthalten sein und dahingehend funktionieren, zu steuern, ob das Durchlassen des Fluids durch ein ähnlich konfiguriertes Loch gestattet oder verhindert wird.
Verschiedene Ausführungsformen können einen nicht dargestellten Aktuator zum Öffnen und zum Schließen des Ventils 210 enthalten. Der Aktuator kann ein elektronischer Aktuator, ein durch Unterdruck gesteuerter Aktuator, eine mechanische Druckmembran und/oder eine impulsbreitenmodulierte elektronische Steuerung sein. Wenn der Einlaufluft gestattet wird, durch alle Rohre des Ladeluftkühlers hindurchzutreten, d.h. wenn das Ventil offen ist, wird die Einlaufluft auch einen Druckabfall erfahren und das Ventil wird auf beiden Seiten dem Druck der ankommenden Einlaufluft ausgesetzt. Auf diese Weise muss der Aktuator möglicherweise nur eine Bewegungskraft aufbringen, um das Ventil zu öffnen und zu schließen, um das Ventil von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand zu wechseln, muss aber möglicherweise keine Kraft aufbringen, um die Klappe offen oder geschlossen zu halten.
Somit zeigen die 2A und 2B einen Ladeluftkühler, der konfiguriert ist zum selektiven Lenken von Ansaugluft, entweder durch ein erstes, größeres Volumen oder ein zweites, kleineres Volumen über eine Modulation eines in dem Ladeluftkühler angeordneten Ventils. Bei einigen Ausführungsformen kann das Ventil auf der Basis der Ansaugluftströmung mechanisch moduliert werden, z.B. kann die Ventilklappe oder -platte durch eine Federspannung geschlossen gehalten werden, die kalibriert ist, der Luftströmung zu entsprechen, so dass sich die Ventilklappe unter Bedingungen einer starken Luftströmung öffnet. Während Bedingungen einer geringen Luftströmung kann die Ansaugluft somit durch das zweite Volumen des Ladeluftkühlers gelenkt werden, wodurch die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler erhöht wird, um Kondensationsansammlung zu verhindern. Bei anderen Ausführungsformen kann das Ventil durch eine Steuereinheit wie etwa die Steuereinheit 12 von 1 auf der Basis verschiedener Arbeitsbedingungen gesteuert werden. Beispielsweise kann das Ventil während Bedingungen geringer Kondensationsentstehung offen sein und während Bedingungen hoher Kondensationsentstehung zum Schließen befohlen werden. 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 300 zeigt, das von einer Steuereinheit gemäß darauf gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden kann, um die Position des Ventils in dem Ladeluftkühler auf der Basis der Kondensationsentstehung zu regeln.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen von Motorarbeitsbedingungen. Die bestimmten Motorarbeitsbedingungen können die Motordrehzahl und -last, Umgebungstemperatur, MAF, MAP, AGR-Ausmaß, Feuchtigkeit und andere Parameter beinhalten. Bei 304 wird aus den Arbeitsbedingungen ein Kondensationsentstehungswert bestimmt. Der Kondensationsentstehungswert kann ein Indikator für die Wahrscheinlichkeit sein, dass sich Kondensation innerhalb des Ladeluftkühlers bildet. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kondensationsentstehungswert die beispielsweise auf der Basis des MAF-Signals bestimmte Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Kondensationsentstehungswert die Differenz zwischen dem Taupunkt der Ansaugluft, auf der Basis der Feuchtigkeit der Ansaugluft und der Umgebungstemperatur bestimmt, und der Temperatur des Ladeluftkühlers sein.
Beide der obigen Ausführungsformen zum Bestimmen eines Kondensationswerts schätzen die Wahrscheinlichkeit der Kondensationsentstehung auf der Basis von einem oder zwei einfachen Faktoren. Mehrere Faktoren können jedoch die Kondensationsentstehung innerhalb des Ladeluftkühlers beeinflussen, wie etwa sowohl die Geschwindigkeit der Luftströmung als auch der Taupunkt der Ansaugluft. Um eine Anzeige der Kondensationsentstehung mit zunehmender Genauigkeit bereitzustellen, kann das Bestimmen des Kondensationswerts das Bestimmen einer Kondensationsentstehungsrate auf der Basis eines Modells bei 306 beinhalten. Das Modell kann Eingaben von Umgebungstemperatur, Ladeluftkühlerauslauftemperatur, Luftmassenstrom, AGR-Strom und Feuchtigkeit enthalten. Falls die Feuchtigkeit nicht bekannt ist (falls der Motor beispielsweise keinen Feuchtigkeitssensor enthält), kann die Feuchtigkeit auf 100% eingestellt werden. Wie oben erläutert, können die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit eine Anzeige des Taupunkts der Ansaugluft liefern, der weiterhin durch das Ausmaß an AGR in der Ansaugluft beeinflusst werden kann (z.B. kann die AGR eine andere Feuchtigkeit und Temperatur als die Luft aus der Atmosphäre aufweisen). Die Differenz zwischen dem Taupunkt und der Ladeluftkühlerauslauftemperatur zeigt an, ob innerhalb des Kühlers eine Kondensation entstehen wird, und der Luftmassenstrom kann beeinflussen, wie viel Kondensation sich tatsächlich innerhalb des Kühlers ansammeln wird. Die Kondensationsentstehungsrate selbst kann der Kondensationsentstehungswert sein. Bei anderen Ausführungsformen kann mit der Kondensationsentstehungsrate ein Kondensationsausmaß bestimmt werden, das sich während einer gegebenen Zeitperiode angesammelt hat, und das Kondensationsausmaß kann der Kondensationsentstehungswert sein.
Ein einfacherer Mechanismus zum Bestimmen eines Kondensationswerts kann einen Kondensationsentstehungswert enthalten, der auf die Ladeluftkühlerauslauftemperatur und die Motorlast bei 308 abgebildet wird. Die Motorlast kann eine Funktion der Luftmasse, des Drehmoments, der Fahrpedalposition und der Drosselposition sein und kann somit eine Anzeige der Luftströmungsgeschwindigkeit durch den Ladeluftkühler liefern. Beispielsweise kann eine mit einer relativ kühlen Ladeluftkühlerauslauftemperatur kombinierte moderate Motorlast einen hohen Kondensationsentstehungswert anzeigen, und zwar aufgrund der kühlen Oberflächen des Ladeluftkühlers und der relativ niedrigen Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit. Das Kennfeld kann einen Modifizierer der Umgebungstemperatur enthalten.
Bei 310 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen, ob der Kondensationsentstehungswert einen ersten Schwellwert übersteigt. Der Schwellwert kann davon abhängen, wie der Kondensationswert bei 304 bestimmt wurde. Falls beispielsweise der Kondensationsentstehungswert die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit ist, kann der Schwellwert eine geeignete Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit sein, über der die Oberflächenspannung der angehäuften Kondensation möglicherweise unterbrochen wird, wodurch die Kondensation mit der Luftströmung mitgezogen werden kann. Falls der Kondensationsentstehungswert die Differenz zwischen dem Taupunkt der Ansaugluft und der Ladeluftkühlertemperatur ist, kann der Schwellwert null betragen. Falls die Kondensationsentstehungsrate als der Entstehungswert bestimmt wird, kann sie mit einer Schwellwertkondensationsentstehungsrate verglichen werden. Falls der Kondensationsentstehungswert auf der Basis des Temperatur-Last-Kennfeld bestimmt wird, kann das Kennfeld einen numerischen Wert (z.B. zwischen 0–1) liefern, das die Wahrscheinlichkeit der Kondensation anzeigt, und dieser kann mit einem Schwellwert verglichen werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Schwellwert ein Schwellwert sein, über dem Kondensation entsteht und unter dem keine Kondensation entsteht. Auf diese Weise kann jede Anzeige von Kondensation über dem Schwellwert liegen. Bei anderen Ausführungsformen jedoch kann der erste Schwellwert derart eingestellt werden, dass das Ansammeln einer kleinen Menge an Kondensation gestattet wird.
Falls der Kondensationsentstehungswert den ersten Schwellwert nicht übersteigt, geht das Verfahren 300 weiter zu 324, was unten ausführlicher erläutert wird. Falls der Entstehungswert den ersten Schwellwert übersteigt, geht das Verfahren 300 weiter zu 312, um zu bestimmen, ob die Motorluftströmungsnachfrage unter einem Schwellwert liegt. Wenn der Kondensationsentstehungswert den ersten Schwellwert übersteigt, kann ein Ventil in dem Ladeluftkühler geschlossen werden, um die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Kondensationsanhäufung in dem Ladeluftkühler zu beseitigen und/oder zu verhindern. Wenn das Ventil jedoch geschlossen ist, nimmt der Druckabfall an dem Ladeluftkühler zu, wodurch der Luftstrom zu dem Einlass des Motors über den Ladeluftkühler begrenzt wird. Somit kann das Ventil in dem Ladeluftkühler in Abhängigkeit von den Luftstromnachfragen des Motors geschlossen werden, so dass das Ventil offen gehalten wird, falls die Luftstromnachfragen hoch sind, um eine Störung beim Drehmoment zu vermeiden. Die Luftstromnachfrage des Motors kann auf der Basis von Motordrehzahl und -last, Krümmerdruck usw. bestimmt werden. Die Schwellwertluftstromnachfrage kann auf der Luftmenge basieren, die der Ladeluftkühler konfiguriert ist durchzulassen, wenn das Ventil geschlossen ist.
Wenn die Motorluftstromnachfrage nicht unter dem Schwellwert liegt, geht das Verfahren 300 weiter zu 324, unten ausführlicher erläutert. Falls die Luftstromnachfrage unter dem Schwellwert liegt, geht das Verfahren 300 weiter zu 314, um die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit durch den Ladeluftkühler zu erhöhen. Wie oben erläutert, kann das Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit die Kondensationsansammlung verhindern, indem das Kondensat mit der Luftströmung mitgenommen wird. Das Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit beinhaltet das Schließen des Ventils in dem Einlauf des Ladeluftkühlers, um die Ansaugluft durch das zweite, kleinere Volumen des Ladeluftkühlers bei 314 zu lenken.
Ein neuer Kondensationsentstehungswert kann nach dem Schließen des Ventils bestimmt werden, und bei 318 wird bestimmt, ob der nachfolgende Kondensationsentstehungswert unter einem zweiten Schwellwert liegt. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite Schwellwert gleich dem ersten Schwellwert sein. Bei anderen Ausführungsformen jedoch, insbesondere falls die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit der Kondensationsentstehungswert ist, kann der zweite Schwellwert unter dem ersten Schwellwert liegen. Falls der nachfolgende Kondensationsentstehungswert unter dem zweiten Schwellwert liegt, kann das Ventil bei 320 geöffnet werden; falls der Kondensationsentstehungswert nicht unter dem zweiten Schwellwert liegt, wird das Ventil bei 322 geschlossen gehalten. Auf diese Weise kann der Kondensationsentstehungswert ständig überwacht und das Ventil entsprechend moduliert werden. Indem der erste und zweite Schwellwert so eingestellt werden, dass sie verschieden sind, kann ein häufiges Wechseln um den ersten Schwellwert herum vermieden werden, insbesondere wenn der Kondensationsentstehungswert die Ansaugluftgeschwindigkeit ist, da das Öffnen des Ventils einen Abfall bei der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit verursacht.
Falls zurückkehrend zu 310 der Kondensationsentstehungswert nicht über dem ersten Schwellwert liegt, geht das Verfahren 300 weiter zu 324, um die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, was bei 326 das Öffnen des Ventils in dem Einlauf des Ladeluftkühlers (oder das Halten des Ventils in der offenen Position) beinhaltet, um die Ansaugluft durch das erste, größere Volumen des Ladeluftkühlers zu lenken. Während eines längeren Betriebs des Ventils in der offenen Position und bei durch das erste Volumen des Ladeluftkühlers strömender Ansaugluft können proaktive Reinigungszyklen ausgeführt werden. Somit beinhaltet das Verfahren 300 bei 328 das Durchführen eines Leerungszyklus, falls angezeigt, was bezüglich 4 ausführlicher beschrieben wird.
4 veranschaulicht ein Verfahren 400 zum Durchführen eines Leerungszyklus des Ladeluftkühlers. Das Verfahren 400 kann während der Durchführung des Verfahrens 300 von 3 ausgeführt werden, beispielsweise kann es periodisch ausgeführt werden, wenn sich das Ventil in dem Ladeluftkühlereinlauf in der offenen Position befindet. Das Verfahren 400 beinhaltet bei 402 das Bestimmen, ob ein Ladeluftkühler-Leerungszyklus angezeigt ist. Wie oben bezüglich 3 beschrieben, ist, wenn der Kondensationsentstehungswert nicht über dem Schwellwert liegt, das Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit möglicherweise nicht notwendig, um die Kondensationsentstehung zu verhindern, doch kann das Ventil unter gewissen Bedingungen proaktiv geschlossen werden, um den Ladeluftkühler zu leeren. Die Bedingungen zum Initiieren eines Leerungszyklus können einen längeren Betrieb bei sich in der offenen Position befindendem Ventil in dem Ladeluftkühler beinhalten, was zu einer allmählichen Ansammlung von Kondensation innerhalb des Ladeluftkühlers führen kann, was periodisch das Entfernen erfordert.
Falls kein Leerungszyklus angezeigt wird, endet das Verfahren 400. Falls ein Leerungszyklus angezeigt wird, geht das Verfahren 400 weiter zu 404, um zu bestimmen, ob die Motorluftströmungsnachfrage unter einem Schwellwert liegt, ähnlich der oben bezüglich 3 beschriebenen Luftströmungsnachfragebestimmung. Falls die Luftströmungsnachfrage nicht unter dem Schwellwert liegt, wird die Volumenreduktion des Ladeluftkühlers die Luftströmung zu dem Einlass unter die Luftströmungsnachfrage reduzieren, wodurch das Drehmoment reduziert wird. Somit wird der Leerungszyklus nicht ausgeführt, und das Verfahren 400 endet.
Falls die Luftströmungsnachfrage unter dem Schwellwert liegt, geht das Verfahren 400 weiter zu 406, um zu bestimmen, ob der Motor unter Bedingungen hoher Verbrennungsstabilität arbeitet. Während des Leerungszyklus kann sich ein Kondensatpropfen zu dem Motor bewegen, was zu Fehlzündung oder anderen instabilen Verbrennungsereignissen führen kann. Zum Mildern der instabilen Verbrennungsereignisse darf der Leerungszyklus nur dann ausgeführt werden, wenn die Verbrennungsstabilität hoch ist, so dass das Kondensat, wenn es in ausreichend großen Mengen vorliegt, von dem Motor toleriert werden kann. Die stabilen Verbrennungsbedingungen können stationäre Niedriglast-Bedingungen mit keiner oder geringer AGR beinhalten. Falls keine Bedingungen mit hoher Verbrennungsstabilität vorliegen, kann das Verfahren 400 bei 416 das Justieren von Arbeitsparametern beinhalten, um die Verbrennungsstabilität zu erhöhen. Beispielsweise kann das AGR-Ausmaß reduziert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 400, anstatt Justierungen an Arbeitsparametern zu befehlen, um die Verbrennungsstabilität zu erhöhen, stattdessen das Warten beinhalten, bis das Fahrzeug mit hoher Verbrennungsstabilität arbeitet, bevor der Leerungszyklus ausgeführt wird.
Sobald das Fahrzeug mit hoher Verbrennungsstabilität arbeitet, geht das Verfahren 400 weiter zu 408, um das Ventil in dem Einlauf des Ladeluftkühlers zu schließen, um Ansaugluft durch das zweite Volumen des Ladeluftkühlers zu lenken. Im Gegensatz zu dem Fall, wenn das Ventil als Reaktion auf einen Kondensationsentstehungswert geschlossen wird, kann das Ventil während des Leerungszyklus so gesteuert werden, dass ein plötzliches Entfernen von Kondensat zu dem Motor vermieden wird. Dies kann bei 410 das zunehmende langsame Schließen des Ventils beinhalten. Anstatt das Ventil schnell zu bewegen und eine schnelle Erhöhung bei der Ansaugluftgeschwindigkeit durch den Ladeluftkühler zu bewirken, kann das Ventil langsam geschlossen werden, um die Ansaugluftgeschwindigkeit graduell zu erhöhen. Dadurch kann das Kondensat graduell zum Motor gelenkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Ventil bei 412 zwischen der offenen und geschlossenen Position umgeschaltet werden, um das Kondensat in kurzen Schüben anstatt in einer großen Menge zu leeren. Andere Mechanismen zum Schließen des Ventils, um ein plötzliches Entfernen des Kondensats zu vermeiden, sind ebenfalls möglich.
Bei 414 wird nach Beendigung des Leerungszyklus (wie etwa, nachdem das Ventil für eine Schwellwertzeitdauer geschlossen worden ist) das Ventil zu der offenen Position zurückgeführt und die Steuerung der Ventilposition basiert weiterhin auf dem Kondensationsentstehungswert, wie oben beschrieben.
Somit sorgen die oben bezüglich der 3 und 4 beschriebenen Verfahren für ein selektives Lenken von Ansaugluft durch ein erstes Volumen oder ein zweites Volumen eines Ladeluftkühlers auf der Basis einer Differenz zwischen einem Ansauglufttaupunkt und einer Ladeluftkühlertemperatur, wobei das zweite Volumen ein Teil des ersten Volumens ist. Das Lenken der Ansaugluft durch das erste Volumen umfasst das Öffnen eines Ventils in dem Einlauf des Ladeluftkühlers, und das Lenken der Ansaugluft durch das zweite Volumen umfasst das Schließen des Ventils in den Einlauf des Ladeluftkühlers. Die Ansaugluft kann durch das erste Volumen gelenkt werden, wenn die Differenz zwischen dem Taupunkt und der Ladeluftkühlerkühlertemperatur unter einem Schwellwert liegt. Die Ansaugluft kann durch das zweite Volumen gelenkt werden, wenn die Differenz den Schwellwert übersteigt. Das zweite Volumen ist innerhalb des ersten Volumens enthalten, so dass das erste Volumen das zweite Volumen und ein zusätzliches Volumen umfasst.
Die Verfahren sorgen auch, wenn ein Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt, für das Kühlen von Ansaugluft über ein erstes Volumen eines Ladeluftkühlers, und wenn der Kondensationsentstehungswert über dem Schwellwert liegt, für das Kühlen der Ansaugluft über ein zweites Volumen des Ladeluftkühlers, wobei das zweite Volumen eine Teilmenge des ersten Volumens ist. Das Kühlen der Ansaugluft durch das erste Volumen umfasst das Öffnen eines Ventils in dem Einlauf des Ladeluftkühlers, und das Kühlen der Ansaugluft durch das zweite Volumen umfasst das Schließen des Ventils in dem Einlauf des Ladeluftkühlers. Mehrere Kühlrohre können sich innerhalb des Ladeluftkühlers befinden, und das erste Volumen kann im Wesentlichen alle Kühlrohre umfassen. Das zweite Volumen kann weniger als die Hälfte der Kühlrohre umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kondensationsentstehungswert auf der Basis von Luftmassenstrom, Umgebungstemperatur, Ladeluftkühlerauslauftemperatur, Feuchtigkeit und einem AGR-Ausmaß geschätzt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Kondensationsentstehungswert auf der Basis von Motorlast und Ladeluftkühlerauslauftemperatur geschätzt werden. Das Ventil in dem Einlauf des Ladeluftkühlers kann bei geringer Motorlast geöffnet werden, um die Ansaugluft maximal zu kühlen. Bei höheren Lasten, wie etwa einer mittleren Last, kann das Ventil geschlossen werden, um die Kondensationsansammlung zu verhindern. Bei maximaler Last kann das Ventil geöffnet werden, um die Ansaugluft maximal zu kühlen.
Das System und die Verfahren, die oben beschrieben werden, sorgen für das Öffnen oder Schließen eines Ladeluftkühlerventils auf der Basis von Kondensationsbedingungen innerhalb des Ladeluftkühlers. Wenn das Ventil geschlossen ist, wird eine Luftströmung durch den Ladeluftkühler auf ein kleineres Volumen beschränkt. Diese reduzierte Luftströmung durch den Ladeluftkühler kann zu einer Drehmomentstörung führen, da eine Luftmenge, die kleiner als erwartet ist, an den Einlass des Motors geliefert wird. Um die Änderung bei der Luftströmung durch den Ladeluftkühler zu kompensieren, können zusätzliche Arbeitsparameter justiert werden, um das angeforderte Drehmoment aufrechtzuerhalten.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 zum Justieren zusätzlicher Arbeitsparameter als Reaktion auf eine Justierung des Ladeluftkühlerventils darstellt. Das Verfahren 500 kann von der Steuereinheit 12 gemäß darauf gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden. Das Verfahren 500 beinhaltet bei 502 das Bestimmen von Motorarbeitsparametern. Zu Motorarbeitsparametern können Motordrehzahl und -last, Motortemperatur, eine Position des Ladeluftkühlerventils, Kondensationsbedingungen innerhalb des Ladeluftkühlers und andere Parameter zählen.
Bei 504 können die Ansaugkrümmerdrosselposition und die Turbolader-Wastegate-Position auf der Basis des Solldrehmoments und der Aufladehöhe justiert werden. Wie oben bezüglich 1 erläutert, kann die Drossel (wie etwa Drossel 21) gemäß einer Betreiberanforderung justiert werden, um das Solldrehmoment zu liefern, und die Position des Wastegate (z.B. Wastegate 26) kann auf der Basis der Luftmassenströmung durch die Turbolader-turbine justiert werden, um eine Sollhöhe an Aufladung aufrechtzuerhalten und/oder ein Turboladerpumpen oder Überdrehzahlereignisse zu verhindern.
Bei 506 beinhaltet das Verfahren 500 das Bestimmen, ob das Ladeluftkühlerventil (wie etwa das Ventil 210) gegenwärtig geschlossen ist. Das Bestimmen, ob das Ladeluftkühlerventil geschlossen ist, kann das Bestimmen beinhalten, ob der Ladeluftkühler gerade geschlossen wird, beispielsweise durch Bestimmen, ob die Arbeitsbedingungen anzeigen, dass das Ventil geschlossen werden soll, oder falls ein Befehl geschickt worden ist, das Ventil zu schließen. Wie zuvor erläutert, kann das Ladeluftkühlerventil geschlossen werden, wenn Bedingungen in dem Ladeluftkühler anzeigen, dass sich Kondensation in dem Ladeluftkühler ansammeln kann. Außerdem kann das Ladeluftkühlerventil als Reaktion auf andere Parameter, wie etwa Verdichterpumpen, unten bezüglich der 6 und 7 erläutert, geschlossen werden. Falls das Ladeluftkühlerventil gerade geschlossen wird, geht das Verfahren 500 weiter zu 508, um zusätzliche Parameter koordiniert zu justieren, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Das Justieren zusätzlicher Parameter kann das Justieren der Drosselposition bei 510 beinhalten. Die Anfangsdrosselposition kann auf der Basis eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments eingestellt werden, wie oben erläutert. Wenn bei einem Beispiel das Ladeluftkühlerventil geschlossen ist, kann die Drossel so justiert werden, dass sie sich in einer weniger eingeschränkten Position befindet (z.B. offener ist), um weitere Begrenzungen der Luftströmung zu dem Einlass zu verhindern. Das Justieren der zusätzlichen Parameter kann auch das Justieren der Wastegate-Position bei 512 beinhalten. Unter einigen Bedingungen kann die reduzierte Luftströmung durch den Ladeluftkühler durch Erhöhen des Ladedrucks kompensiert werden. Beispielsweise kann der Ladedruck durch Schließen des Wastegate erhöht werden, um das ganze Abgas durch die Turbine zu lenken, wodurch die Verdichtung der Ansaugluft erhöht wird. Bei 514 kann das Justieren der zusätzlichen Parameter die Spätverstellung der Zündung beinhalten. Falls die durch das Schließen des Ladeluftkühlerventils verursachte Drehmomentstörung durch die Justierungen an der Drossel und dem Wastegate nicht kompensiert werden, kann die Zündsteuerung justiert werden, das Ausmaß an Drehmoment weiter zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündsteuerung vor dem Schließen des Ladeluftkühlers nach spät und dann wieder zurück zur vorbestimmten Steuerung verstellt werden, nachdem das Ventil geschlossen worden ist.
Falls bei Rückkehr zu 506 bestimmt wird, dass der Ladeluftkühler sich nicht schließt, oder dabei ist zu schließen, geht das Verfahren 500 weiter zu 516, um zu bestimmen, ob sich der Ladeluftkühler öffnet (oder ob das Ventil dabei ist, geöffnet zu werden). Falls sich das Ventil öffnet, geht das Verfahren 500 weiter zu 518, um Arbeitsparameter koordiniert zu justieren, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Wenn das Ventil geöffnet wird, kann eine größere Luftmenge als erwartet zu dem Einlass strömen, was eine Erhöhung des Drehmoments bewirkt. Um das Drehmoment auf der vom Fahrer angeforderten Höhe zu halten, können zusätzliche Arbeitsparameter zusammen mit dem Öffnen des Ladeluftkühlerventils justiert werden. Die justierten Parameter können das Justieren der Drossel bei 520, das Justieren des Wastegate bei 522 und die Frühverstellung der Zündsteuerung bei 524 beinhalten. Bei einem Beispiel können die Drossel geschlossen und das Wastegate geöffnet werden, um der durch das Öffnen des Ladeluftkühlerventils verursachten Erhöhung des Drehmoment entgegenzuwirken. Das Schließen der Drossel, das Öffnen des Wastegate und die Frühverstellung der Zündsteuerung können vor dem Öffnen des Ladeluftkühlerventils durchgeführt werden, oder durchgeführt werden, während sich das Ventil öffnet.
Falls bei Rückkehr zu 516 bestimmt wird, dass sich das Ladeluftkühlerventil nicht öffnet oder dabei ist, zu öffnen, geht das Verfahren 500 weiter zu 526, um die Drossel- und Wastegate-Position auf der Basis des Solldrehmoments und der Ladehöhe weiter zu justieren. Falls sich das Ventil nicht öffnet oder schließt, sondern sich stattdessen in einer stationären Position befindet, liegen keine Drehmomentstörungen von dem Ladeluftkühler vor, und somit können die Drossel und das Wastegate auf der Basis des Drehmoments beziehungsweise der Ladehöhe justiert werden, anstatt so justiert zu werden, dass Luftströmungsstörungen von dem Ladeluftkühler berücksichtigt werden. Das Verfahren 500 kehrt dann zurück.
Während die oben aufgeführten Beispiele das Öffnen der Drossel und das Schließen des Wastegate als Reaktion auf das Schließen des Ladeluftkühlerventils beinhalten, kann die Drossel unter einigen Bedingungen geschlossen und/oder das Wastegate geöffnet werden, wenn das Ladeluftkühlerventil geschlossen ist. Beispielsweise kann die Drossel während eines vorübergehenden Arbeitsereignisses (wie etwa einer abnehmenden Motorlast) kurz geschlossen werden, um die angeforderte Luftströmung während des vorübergehenden Ereignisses zu liefern. Analog kann die Drossel unter einigen Bedingungen geöffnet und/oder das Wastegate geschlossen werden, wenn das Ladeluftkühlerventil geöffnet wird.
Das Verfahren 500 sorgt somit für ein Motorverfahren, das Folgendes umfasst: Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit durch einen Ladeluftkühler und koordiniertes Justieren einer Position einer Ansaugkrümmerdrossel und/oder eines Turbolader-Wastegate als Reaktion auf die erhöhte Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Das Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit kann das Schließen eines in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ventils beinhalten, um Luftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers zu lenken, und das koordinierte Justieren der Position der Ansaugkrümmerdrossel und/oder des Turbolader-Wastegate kann das Öffnen der Ansaugkrümmerdrossel und/oder das Schließen des Turbolader-Wastegate beim Schließen des Ventils beinhalten. Die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit kann als Reaktion auf einen geschätzten Kondensationsentstehungswert innerhalb des Ladeluftkühlers erhöht werden, und der Kondensationsentstehungswert kann auf der Basis von Luftmassenstrom, Umgebungstemperatur, Ladeluftkühlerauslauftemperatur und einem AGR-Ausmaß geschätzt werden.
Wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt, kann zudem das Ventil offen sein, um Luftströmung durch den ganzen Ladeluftkühler zu lenken, und die Ansaugkrümmerdrossel kann geschlossen und das Turbolader-Wastegate geöffnet werden, während sich das Ventil öffnet. Die Zündsteuerung kann vor oder während des Schließens des Ventils justiert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Motorverfahren: selektives Lenken von Ansaugluft durch ein erstes Volumen oder ein zweites Volumen eines Ladeluftkühlers auf der Basis einer Differenz zwischen einem Ansauglufttaupunkt und einer Ladeluftkühlertemperatur, wobei das zweite Volumen ein Teil des ersten Volumens ist, und während die Ansaugluft zwischen dem ersten und zweiten Volumen des Ladeluftkühlers gelenkt wird, Justieren einer Ansaugkrümmerdrossel und/oder Turbolader-Wastegate-Position, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Die Ansaugluft kann durch das erste Volumen des Ladeluftkühlers gelenkt werden, wenn die Differenz über einem Schwellwert liegt, und durch das zweite Volumen des Ladeluftkühlers gelenkt werden, wenn die Differenz unter einem Schwellwert liegt. Zum Lenken von Luft durch das erste Volumen des Ladeluftkühlers kann ein in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordnetes Ventil geöffnet werden, und das in dem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordnete Ventil kann geschlossen werden, um Luft durch das zweite Volumen des Ladeluftkühlers zu lenken. Die Ansaugkrümmerdrossel kann beim Schließen des Ventils geöffnet und das Turbolader-Wastegate geschlossen werden, und die Drossel kann beim Öffnen des Ventils geschlossen und das Wastegate geöffnet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Motorverfahren, wenn ein Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt: Kühlen von Ansaugluft über ein erstes Volumen eines Ladeluftkühlers durch Öffnen eines in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ventils, und wenn der Kondensationsentstehungswert über dem Schwellwert liegt, Kühlen der Ansaugluft über ein zweites Volumen des Ladeluftkühlers durch Schließen des Ventils, wobei das zweite Volumen eine Teilmenge des ersten Volumens ist. Während das Ventil geöffnet oder geschlossen wird, können eine Ansaugkrümmerdrossel und/oder ein Turbolader-Wastegate koordiniert justiert werden, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Analog zu den obigen Ausführungsformen können die Drossel geöffnet und das Wastegate geschlossen werden, wenn das Ventil geschlossen wird, und die Drossel können geschlossen und das Wastegate geöffnet werden, wenn das Ventil geöffnet wird.
Wie oben erläutert, kann der Ladeluftkühler als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einem Pumpbereich justiert werden. Das Verdichterpumpen kann aus einer geringen Luftströmung durch den Verdichter resultieren; unter gewissen Bedingungen, wie etwa während eines Fahrer-Tip-Out-Ereignisses, können die Strömungsrate und das Druckverhältnis an dem Verdichter auf Höhen fluktuieren, die zu Geräuschstörungen und in schwereren Fällen zu Leistungsproblemen und zu einer Verdichterverschlechterung führen können. Um solche Pumpereignisse zu mildern, kann das Volumen hinter dem Verdichter verringert werden, indem das Ladeluftkühlerventil geschlossen wird, wenn der Verdichter nahe einer Pumphöhe arbeitet.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 600 zum Justieren eines Ladeverdichterventils (wie etwa des Ventils 210) als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einem Pumpgebiet darstellt. Der Ausdruck ”Pumpgebiet”, wie er hierin verwendet und unten ausführlicher erläutert wird, beinhaltet Verdichterarbeitspunkte, die zu einem Pumpen führen (beispielsweise über eine Pumphöhe hinaus), sowie Arbeitspunkte nahe einer Pumphöhe, die nicht zu einem Pumpen führen (die aber den Verdichter zum Pumpen veranlassen können, wenn kleine Luftströmungsfluktuationen auftreten). Außerdem kann der Verdichter als in dem Pumpgebiet arbeitend angesehen werden, falls vorhergesagt wird, dass der Verdichter an dem nächsten angeforderten Arbeitspunkt oder beim Übergang dorthin zu pumpen anfangen würde. Das Verfahren 600 kann von der Steuereinheit 12 ausgeführt werden.
Bei 602 beinhaltet das Verfahren 600 das Bestimmen von Motorarbeitsparametern, wie etwa Motordrehzahl und -last, Ladedruck, Luftmassenstrom durch den Verdichter, Verdichterdruckverhältnis usw. Bei 604 wird bestimt, ob die Auslauftemperatur des Ladeluftkühlers unter einem Schwellwert liegt. Falls die Temperatur nicht unter dem Schwellwert liegt, geht das Verfahren 600 weiter zu 606, um das Ladeluftkühlerventil zu öffnen. Wenn die Temperatur am Auslauf des Ladeluftkühlers einen hohen Temperaturschwellwert übersteigt, kann das Ventil geöffnet werden, um maximale Luftströmung und somit eine maximale Kühlung durch den Ladeluftkühler bereitzustellen.
Falls die Ladeluftkühlerauslauftemperatur unter dem Schwellwert liegt, geht das Verfahren 600 weiter zu 608, um zu bestimmen, ob der Verdichter gegenwärtig in einem Pumpgebiet arbeitet oder vorhergesagt wird, dass er dort arbeitet. Das Pumpgebiet des Verdichters ist eine Funktion des Verdichterdruckverhältnisses (z.B. Ladedruck) und der Luftströmung durch den Verdichter. Das Druckverhältnis und die Luftströmung durch den Verdichter können auf ein Verdichterarbeitskennfeld abgebildet werden, das anzeigt, ob der Verdichter pumpt. Alternativ kann ein Verdichterbetrieb in dem Pumpgebiet auf der Basis von Motordrehzahl und -last bestimmt werden. Selbst wenn der Verdichter gegenwärtig nicht mit Pumpen arbeitet, kann weiterhin ein nachfolgender Betrieb mit Pumpen auf der Basis des nächsten angeforderten Arbeitspunkts vorhergesagt werden. Falls beispielsweise ein Tip-Out-Ereignis oder ein anderer Abfall bei der Motordrehzahl oder -last aufgetreten ist, kann vorhergesagt werden, dass die Luftströmung durch den Verdichter dabei ist abzunehmen, und somit kann geschätzt werden, dass der Verdichter in dem Pumpgebiet arbeiten wird.
Ein beispielhaftes Verdichterarbeitskennfeld 700 ist in 7 dargestellt. Die Strömungsrate durch den Verdichter ist auf der x-Achse dargestellt, während das Druckverhältnis des Verdichters auf der y-Achse dargestellt ist. Eine beispielhafte Pumplinie ist durch die Linie 702 angegeben. Die Druck-Strömungs-Koordinaten links von der Pumplinie 702 befinden sich im Pumpgebiet 704, wo die Bedingungen einer ausreichend niedrigen Strömung und eines ausreichend hohen Drucks zum Verursachen eines Verdichterpumpens vorliegen. Zudem können sich die Druck-Strömungs-Koordinaten unmittelbar rechts von der Pumplinie 702 ebenfalls in dem Pumpgebiet 704 befinden, da sie möglicherweise so nahe an der Pumplinie liegen, dass geringfügige Fluktuationen bei der Verdichterströmung den Verdichter in das Pumpen drücken können, und somit können proaktive Maßnahmen ergriffen werden, um ein Pumpen zu vermeiden, wenn die Druck-Strömungs-Koordinaten innerhalb dieses Bereichs liegen. Alle nicht innerhalb des Pumpgebiets 704 liegenden Verdichterarbeitspunkte können ein Nicht-Pumpgebiet sein. Die Pumplinie und das Pumpgebiet des Kennfelds 700 werden als Beispiele vorgelegt, da die Pumpgebiete verschiedener Turbolader je nach Turboladerparametern, wie etwa Größe, differieren können.
Bei einem Beispiel kann bei einem Druckverhältnis von 2,5 und einer Strömungsrate von 5 lbm/min, durch Punkt 706 angedeutet, ein Pumpen auftreten. Um das Pumpen zu vermeiden, kann die Strömungsrate durch den Verdichter so erhöht werden, dass sie die Pumplinie erreicht, beispielsweise kann sie um etwa 4 lbm/min auf 9 lbm/min erhöht werden, um das Pumpen zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Verdichterrückführungsventile (CRV – Compressor Recirculation Valve) geöffnet und/oder das Ladeluftkühlerventil geschlossen werden, wie unten erläutert.
Falls unter Rückkehr zu Verfahren 600 von 6 bei 608 bestimmt wird, dass der Verdichter in einem Pumpgebiet arbeitet, oder falls vorhergesagt wird, dass der Verdichter in dem Pumpgebiet arbeiten wird, geht das Verfahren 600 weiter zu 610, um das CRV zu öffnen, um die Strömung durch den Verdichter zu erhöhen. Bei 612 wird bestimmt, ob der Verdichter immer noch innerhalb des Pumpgebiets arbeitet oder vorhergesagt wird, dass er darin arbeitet. Falls ja, geht das Verfahren 600 weiter zu 614, um das Ladeluftkühlerventil zu schließen. Durch Schließen des Ladeluftkühlerventils wird das Volumen hinter dem Verdichter reduziert, was die Neigung des Verdichters zum Pumpen bei einer gegebenen Arbeitsbedingung senken kann. Falls der Verdichter nicht länger innerhalb des Pumpgebiets arbeitet oder vorhergesagt wird, dass er darin arbeitet, geht das Verfahren 600 weiter zu 616, was unten erläutert wird.
Falls bei Rückkehr zu 608 bestimmt wird, dass der Verdichter nicht innerhalb des Pumpgebiets arbeitet, geht das Verfahren 600 weiter zu 616, um einen Kondensationsentstehungswert zu schätzen, wie oben erörtert. Bei 618 kann das Ladeluftkühlerventil auf der Basis des geschätzten Kondensationsentstehungswert justiert werden. Falls beispielsweise der Kondensationswert über einem Schwellwert liegt, kann das Ventil geschlossen werden, und falls der Kondensationswert unter dem Schwellwert liegt, kann das Ventil geöffnet werden. Falls beispielsweise das Ladeluftkühlerventil geöffnet wird, kann die Änderung beim Volumen hinter den Verdichter die Neigung des Verdichters zum Pumpen erhöhen. Somit kann das CRV bei 620 geöffnet werden, falls die Justierung an dem Ladeluftkühlerventil den Verdichter zum Pumpen drückt. Das CRV kann mehrere Einschränkungshöhen enthalten, so dass es auf kontinuierlich variable Weise geöffnet werden kann. Die Position des CRV kann mit der Volumenänderung des Ladeluftkühlers koordiniert werden, um das Verdichterdruckverhältnis zu reduzieren und die Strömung zu erhöhen, um das Pumpen zu verhindern. Alternativ kann das CRV ein Ein-Aus-Ventil sein, das nur geöffnet oder geschlossen werden kann, und ein Modell kann verwendet werden, um vorherzusagen, wann der Verdichter das Pumpgebiet erreichen wird, und das CRV kann auf der Basis des durch das Modell vorhergesagten Pumpbetriebs geöffnet werden. Bei einigen Ausführungsformen wird das CRV möglicherweise nur dann geöffnet, wenn der Verdichter die Ladenachfrage des Motors bei offenem CRV erfüllen kann. Außerdem kann bei einigen Ausführungsformen die Pumpsteuerung weiterhin durch Justieren der Drossel und Aufrechterhalten des angeforderten Drehmoments durch Justieren der Zündsteuerung, der Nockenwellenposition usw. bereitgestellt werden. Das Verfahren 600 kehrt dann zurück.
Während das Verfahren 600 den Ladeluftkühler justiert, um das Pumpen zu steuern, nachdem das CRV geöffnet wurde, sind andere Anordnungen möglich. Beispielsweise kann das Ladeluftkühlerventil immer dann justiert werden, wenn der Verdichter im Pumpbereich arbeitet, und das CRV-Ventil wird möglicherweise nur dann justiert, wenn der Verdichter immer noch in dem Pumpgebiet arbeitet. Bei einem anderen Beispiel können sowohl das CRV als auch das Ladeluftkühlerventil auf koordinierte Weise justiert werden, wenn ein Betrieb in dem Pumpbereich detektiert wird. Weiterhin kann das Ladeluftkühlerventil unter einigen Bedingungen justiert werden, um sowohl das Pumpen zu vermeiden als auch die Kondensation zu steuern. Falls beispielsweise die Kondensationsbedingungen anzeigen, dass das Ladeluftkühlerventil geschlossen werden soll, und falls der Verdichter mit Pumpen arbeitet, kann das Ladeluftkühlerventil bevorzugt anstelle oder zusätzlich zu dem CRV justiert werden. Falls umgekehrt der Verdichter pumpt, die Kondensationsbedingungen aber anzeigen, dass das Ladeluftkühlerventil geöffnet werden soll, kann das CRV anfänglich zum Steuern des Pumpens verwendet werden, und falls der Verdichter immer noch mit Pumpen arbeitet, kann das Ladeluftkühlerventil dann geschlossen werden. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, das Kondensationsmanagement, die Pumpsteuerung und die Motorluftströmung- und -kühlanfragen zu priorisieren, um zu bestimmen, ob das Ladeluftkühlerventil geöffnet oder geschlossen werden soll.
Somit sorgt das Verfahren 600 für ein Motorverfahren, das unter einer ersten Bedingung das Justieren eines Volumens eines Ladeluftkühlers auf der Basis einer Verdichterpumpbedingung und unter einer zweiten Bedingung das Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis eines geschätzten Kondensationsentstehungswerts innerhalb des Ladeluftkühlers umfasst. Bei einigen Ausführungsformen können sich die erste und zweite Bedingung gegenseitig ausschließen, so dass das Ladeluftkühlervolumen nur auf der Basis der Verdichterpumpbedingung oder nur des Kondensationsentstehungswerts justiert wird. Solche Bedingungen können den aktuellen oder vorhergesagten Verdichterbetrieb in einem Pumpgebiet als die erste Bedingung und den Verdichterbetrieb in einem Nicht-Pumpgebiet als die zweite Bedingung beinhalten. Bei anderen Ausführungsformen jedoch schließen sich die erste und zweite Bedingung möglicherweise nicht gegenseitig aus.
Das Volumen des Ladeluftkühlers kann durch das Justieren eines in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ladeluftkühlerventils justiert werden. Wenn beispielsweise der geschätzte Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt, kann das Ladeluftkühlerventil geöffnet werden, um Luftströmung durch den ganzen Ladeluftkühler zu lenken, und wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert über dem Schwellwert liegt, kann das Ladeluftkühlerventil geschlossen werden, um Luftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers zu lenken. Wenn bei einem anderen Beispiel der aktuelle oder vorhergesagte Verdichterbetrieb innerhalb eines Pumpgebiets liegt, kann das Volumen des Ladeluftkühlers durch Schließen des Ladeluftkühlerventils verkleinert werden.
Ein Verdichterrückführungsventil kann justiert werden, wenn das Ladeluftkühlerventil justiert wird. Falls die Position des Ladeluftkühlerventils auf der Basis des geschätzten Kondensationsentstehungswerts justiert wird, kann die Position des Verdichterrückführungsventils justiert werden, um das Verdichterpumpen zu vermeiden. Unter einigen Bedingungen kann die Justierung an dem Ladeluftkühlerventil, um Pumpen zu vermeiden und/oder Kondensation zu steuern, überspielt werden. Beispielsweise kann das Ladeluftkühlerventil geöffnet werden, falls die Ladeluftkühlerauslasstemperatur über einem Schwellwert liegt, um die Ladeluft maximal zu kühlen.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Verfahren von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinn anzusehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Viertakt-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin erörterter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich angesehen werden, besonders hervor. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent daavon. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten, wobei zwei oder mehr derartige Elemente weder erforderlich sind noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie hinsichtlich des Schutzbereichs breiter, enger, gleich oder unterschiedlich zu den ursprünglichen Ansprüchen, sind ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung enthalten anzusehen.
Bezugszeichenliste
Fig. 3

302: Bestimmen von Arbeitsparametern
304: Bestimmen eines Kondensationswerts
306: Ratenmodell auf der Basis von Umgebungstemperatur, LLK-Auslauftemperatur, Massenströmung, AGR und Feuchtigkeit
308: Abgebildet auf LLK-Auslauftemperatur, Last
310: Kondensationswert über erstem Schwellwert?
N: Nein
312: Motorluftströmungsanfrage unter Schwellwert?
314: Erhöhen der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit durch LLK
316: Schließen des Ventils im LLK-Einlauf, um Ansaugluft durch zweites Volumen des LLK zu lenken
318: Nachfolgender Kondensationswert unter zweitem Schwellwert?
320: Ventil öffnen
324: Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit durch LLK aufrechterhalten
326: Ventil im LLK-Einlauf öffnen, um Ansaugluft durch erstes Volumen des LLK zu lenken
328: Durchführen eines Leerungszyklus, wenn angezeigt (siehe 4)
322: Ventil in geschlossener Position halten

402: Leerungszyklus angezeigt?
N: Nein
404: Motorluftströmungsnachfrage unter Schwellwert?
406: Stabile Verbrennungsbedingungen?
408: Schließen des Ventils im LLK-Einlauf, um Ansaugluft durch zweites Volumen des LLK zu lenken
410: Ventil langsam in geschlossene Position fahren
412: Offene/geschlossene Position abwechseln
414: Ventil zu offener Position zurückführen und die Position weiter auf der Basis des Kondensationsentstehungswerts steuern
416: Justieren von Arbeitsparametern, um die Verbrennungsstabilität zu erhöhen

502: Bestimmen von Arbeitsparametern
504: Justieren der Ansaugkrümmerdrossel und des Turbolader-Wastegate auf der Basis des gewünschten Drehmoments und der gewünschten Ladung
506: Ladeluftkühlerventil schließt sich?
N: Nein
508: Koordiniertes Justieren zusätzlicher Parameter, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten
510: Justieren der Drossel
512: Justieren des Wastegate
514: Spätverstellung der Zündung
516: Ladeluftkühlerventil öffnet sich?
518: Koordiniertes Justieren zusätzlicher Parameter, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten
520: Justieren der Drossel
522: Justieren des Wastegate
524: Frühverstellung der Zündung
526: Weiteres Justieren der Drossel und des Wastegate auf der Basis des gewünschten Drehmoments und der gewünschten Ladung

602: Bestimmen von Arbeitsparametern
604: Ladeluftkühlerauslauftemperatur unter Schwellwert?
N: Nein
608: Verdichter arbeitet im Pumpgebiet?
610: CRV öffnen
612: Verdichter arbeitet immer noch im Pumpbereich?
614: Ladeluftkühlerventil schließen
606: Ladeluftkühlerventil öffnen
616: Schätzen des Kondensationsentstehungswerts
618: Justieren des Ladeluftkühlerventils auf der Basis des Kondensationswerts
620: CRV öffnen, falls die Ladeluftkühlerventiljustierung den Verdichter zum Pumpgebiet drückt

Claims

Motorverfahren, das Folgendes umfasst: während eines ersten Modus, Verkleinern eines Volumens eines Ladeluftkühlers als Reaktion auf eine Verdichteroperation vor dem Ladeluftkühler.
Motorverfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Modus eine aktuelle oder vorhergesagte Verdichteroperation in einem Pumpgebiet umfasst und wobei die Verdichteroperation auf einem Verdichterdruckverhältnis und einer Luftmassenrate basiert.
Motorverfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend das Bestimmen, ob sich die aktuelle oder vorhergesagte Verdichteroperation in dem Pumpgebiet befindet, auf der Basis von Motordrehzahl und -last.
Motorverfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend das Bestimmen, ob sich die aktuelle oder vorhergesagte Verdichteroperation in dem Pumpgebiet befindet, auf der Basis der Luftmassenrate und einer Höhe an bereitgestellter Aufladung.
Motorverfahren nach Anspruch 1, wobei das Verkleinern des Volumens des Ladeluftkühlers weiterhin das Schließen eines in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ladeluftkühlerventils umfasst, um eine Luftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers zu lenken.
Motorverfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend, während eines zweiten Modus, das Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis eines geschätzten Kondensationsentstehungsswerts innerhalb des Ladeluftkühlers.
Motorverfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Modus eine Verdichteroperation in einem Nicht-Pumpgebiet umfasst und wobei der Kondensationsentstehungswert auf der Basis von Luftmassenströmung, Umgebungstemperatur, Ladeluftkühlerauslasstemperatur und eines AGR-Ausmaßes geschätzt wird.
Motorverfahren nach Anspruch 6, wobei das Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis des geschätzten Kondensationsentstehungswerts weiterhin das Schließen eines in einem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ventils zum Lenken einer Luftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers umfasst, wenn der geschätzte Kondensationswert einen Schwellwert übersteigt, und Öffnen des Ventils, um Luft durch den ganzen Ladeluftkühler zu lenken, wenn der geschätzte Kondensationswert einen Schwellwert übersteigt.
Motorverfahren, das Folgendes umfasst: unter einer ersten Bedingung, Justieren eines Volumens eines Ladeluftkühlers auf der Basis einer Verdichterpumpbedingung; und unter einer zweiten Bedingung, Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis eines geschätzten Kondensationsentstehungswerts innerhalb des Ladeluftkühlers.
Motorverfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Bedingung eine aktuelle oder vorhergesagte Verdichteroperation innerhalb eines Pumpgebiets umfasst und wobei die zweite Bedingung eine Verdichteroperation innerhalb eines Nicht-Pumpgebiets umfasst.
Motorverfahren nach Anspruch 10, wobei das Pumpgebiet einen Bereich eines Verdichterströmungskennfelds um eine Pumplinie herum umfasst, wobei die Pumplinie auf dem Verdichterdruckverhältnis und der Luftmassenströmung basiert.
Motorverfahren nach Anspruch 9, wobei das Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis der Verdichterpumpbedingung weiterhin das Schließen eines in dem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ladeluftkühlerventils zum Lenken einer Ansaugluftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers, um ein Verdichterpumpen zu verhindern, umfasst.
Motorverfahren nach Anspruch 9, wobei das Justieren des Volumens des Ladeluftkühlers auf der Basis des geschätzten Kondensationsentstehungswerts weiterhin umfasst, wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt, Öffnen eines in dem Einlauf des Ladeluftkühlers angeordneten Ladeluftkühlerventils zum Lenken einer Luftströmung durch den ganzen Ladeluftkühler, und wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert über dem Schwellwert liegt, Schließen des Ladeluftkühlers zum Lenken der Luftströmung durch eine Teilmenge des Ladeluftkühlers.
Motorverfahren nach Anspruch 9, wobei der Kondensationsentstehungswert auf der Basis von Motorlast und Ladeluftkühlerauslasstemperatur geschätzt wird.
Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Ladeluftkühler; ein Ladeluftkühlerventil, das konfiguriert ist zum selektiven Lenken von Ansaugluft durch ein erstes Volumen oder durch ein zweites Volumen des Ladeluftkühlers; einen Turbolader mit einem Verdichter und einer Turbine; und einer Steuereinheit mit Anweisungen zum: wenn der Verdichter in einem Pumpgebiet arbeitet oder vorhergesagt wird, dass er in einem Pumpgebiet arbeitet, Justieren einer Position des Ladeluftkühlerventils auf der Basis von Verdichterbedingungen; und wenn der Verdichter in einem Nicht-Pumpgebiet arbeitet, Justieren der Position des Ladeluftkühlers auf der Basis eines geschätzten Kondensationsentstehungswerts innerhalb des Ladeluftkühlers.
Motorsystem nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit weitere Anweisungen enthält zum Schließen des Ladeluftkühlerventils, wenn der Verdichter in dem Pumpgebiet arbeitet oder vorhergesagt wird, dass er in dem Pumpgebiet arbeitet.
Motorsystem nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit weitere Anweisungen enthält zum Öffnen des Ladeluftkühlerventils, wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert unter einem Schwellwert liegt, und zum Schließen des Ladeluftkühlerventils, wenn der geschätzte Kondensationsentstehungswert über dem Schwellwert liegt.
Motorsystem nach Anspruch 15, weiterhin umfassend ein Verdichterrezirkulationsventil und wobei die Steuereinheit weitere Anweisungen enthält zum Justieren einer Position des Verdichterrezirkulationsventils, um ein Verdichterpumpen zu vermeiden, falls die Position des Ladeluftkühlerventils auf der Basis des geschätzten Kondensationsentstehungswerts justiert wird.
Motorsystem nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit weiterhin Anweisungen enthält zum Öffnen des Ladeluftkühlerventils, wenn die Verdichterauslauftemperatur über einem Schwellwert liegt.
Motorsystem nach Anspruch 15, wobei, wenn das Ladeluftkühlerventil offen ist, Luft durch das erste Volumen gelenkt wird, und wenn das Ladeluftkühlerventil geschlossen ist, Luft durch das zweite Volumen gelenkt wird, wobei das zweite Volumen eine Teilmenge des ersten Volumens ist.