DE102013225784A1

DE102013225784A1 - Ejektor in verbindung mit auslassdrosselklappe nach dem katalysator für die unterdruckerzeugung

Info

Publication number: DE102013225784A1
Application number: DE102013225784.8A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull; Joseph Norman Ulrey
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-06-18
Also published as: US8839607B2; US20140165536A1; CN203879584U; RU149935U1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Beschleunigen der Katalysatorerwärmung und zum Erzeugen eines Unterdrucks durch Steuern eines EBV, um Abgas durch einen Ejektor zu lenken, der parallel zum EBV angeordnet ist, geschaffen. Eine Position des EBV kann gesteuert werden, um einen gewünschten Abgasgegendruck für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und den Pegel des gespeicherten Unterdrucks zu erreichen. Eine Kompensation des Effekts der EBV-Position auf die Kraftmaschinenluftströmung kann durch Einstellung anderer Parameter wie z. B. der Einlassdrosselklappenposition und des Zündfunkenzeitpunkts geschaffen werden.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasgegendruckventil nach dem Katalysator.
Mehrere Fahrzeuguntersysteme wie z. B. die Fahrzeugbremsen können Unterdruck als eine Betätigungskraft verwenden. Der Unterdruck wird typischerweise durch die Kraftmaschine über eine Verbindung mit dem Einlasskrümmer zugeführt, der unter dem Luftdruck liegt, wenn die Drosselklappe teilweise geschlossen ist und die Luftströmung in die Kraftmaschine reguliert. Der Kraftmaschinen-Einlasskrümmer-Unterdruck kann jedoch nicht für alle Untersysteme unter allen Betriebsbedingungen ausreichen. Während eines Katalysatorheizmodus unmittelbar nach dem Kraftmaschinenstarten kann beispielsweise ein hohes Niveau an Spätzündung verwendet werden, um Abgaswärme, die zum Katalysator gelenkt wird, zu erzeugen, was zu einem unzureichenden Unterdruck vom Einlasskrümmer führt. In einigen Beispielen können von der Kraftmaschine angetriebene oder elektrisch angetriebene Vakuumpumpen verwendet werden, um den Einlasskrümmer-Unterdruck während solcher Betriebsbedingungen zu ergänzen. Durch die Kraftmaschine angetriebene Vakuumpumpen können jedoch die Kraftstoffsparsamkeit nachteilig verringern, während elektrisch angetriebenen Vakuumpumpen die Haltbarkeit fehlen kann, während sie teuer, schwer und geräuschvoll sind.
Die Erfinder haben die Probleme bei diesen Optionen für die Unterdruckerzeugung während Betriebsbedingungen, unter denen der Kraftmaschinen-Einlasskrümmer unzureichend ist, erkannt und bieten Systeme und Verfahren an, um diese zumindest teilweise anzugehen, die den weiteren Vorteil der Beschleunigung der Katalysatorerwärmung schaffen. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine das Einstellen einer Position eines Abgasgegendruckventils (EBV) stromabwärts eines Katalysators in einem Auslassdurchgang auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und des gespeicherten Unterdrucks, und das Leiten von Abgas durch einen Ejektor, der parallel zum EBV angeordnet ist, in einer Menge, die von der EBV-Position abhängt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Anordnung eines Ejektors parallel zu einem EBV nach dem Katalysator wie z. B. in den hier beschriebenen verschiedenen Beispielen sowohl die Unterdruckerzeugung als auch Katalysatorerwärmung über das Schließen des EBV ermöglicht. Das EBV kann beispielsweise vollständig geschlossen werden, um im Wesentlichen das ganze Abgas durch den Ejektor zu lenken, um die Unterdruckerzeugung zu maximieren, während die Katalysatorerwärmung über die Erhöhung des Gegendrucks am Katalysator, die sich aus dem EBV-Verschluss ergibt, beschleunigt wird. Alternativ kann das EBV teilweise geschlossen werden, um eine geringere Menge an Abgas durch den Ejektor zu lenken, um einen Unterdruck zu erzeugen und die Katalysatorerwärmung während Bedingungen zu beschleunigen, unter denen das vollständige Schließen des EBV unnötig oder unpraktisch ist, wie z. B. instabile Verbrennungsbedingungen. Ferner kann die EBV-Steuerung für Kraftmaschinenbetriebsphasen wie z. B. Kaltstart, Benzinpartikelfilterregeneration, normalen Betrieb und Abschalten zugeschnitten werden, um die Vorteile des EBV zu maximieren, während negative Auswirkungen auf den Kraftmaschinenbetrieb durch strategische Zeitsteuerung und Einstellen des EBV-Verschlusses und/oder Steuern von anderen Parameteren wie z. B. Einlassdrosselklappenposition und Zündfunkenzeitpunkt, um die Auswirkungen der EBV-Einstellung zu kompensieren, verringert werden.
Die vorliegende Offenbarung kann mehrere Vorteile bieten. Eine schnelle Katalysatorerwärmung kann beispielsweise erreicht werden. Durch schnelles Erwärmen des Katalysators können Abgasemissionen während Kraftmaschinenkaltstarts verringert werden. Außerdem kann ein Unterdruck in reichlichen Mengen während eben dieser Bedingung (Katalysatorerwärmung) erzeugt werden, wenn er weniger über den Einlasskrümmer zur Verfügung steht. Dies wird durch Lenken von Abgas durch den Ejektor, der parallel zum EBV angeordnet ist, durchgeführt, wobei somit der Bedarf an durch die Kraftmaschine angetriebenen oder elektrisch angetriebenen Vakuumpumpen, um den Einlasskrümmer-Unterdruck zu ergänzen, verringert wird.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems mit einem Abgasgegendruckventil nach dem Katalysator.
2 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Steuern eines Abgasgegendruckventils implementiert werden kann, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Feststellen, ob Kraftmaschinenbetriebsbedingungen das Schließen eines Abgasgegendruckventils erlauben, implementiert werden kann, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Steuern eines Abgasgegendruckventils während eines Kraftmaschinenkaltstarts implementiert werden kann, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Steuern eines Abgasgegendruckventils implementiert werden kann, um einen gewünschten Abgasgegendruck zu erreichen, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Steuern eines Abgasgegendruckventils während der Katalysatorregeneration implementiert werden kann, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Verfahren, das zum Steuern eines Abgasgegendruckventils während des Kraftmaschinenabschaltens implementiert werden kann, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
8 zeigt ein Zeitablaufdiagramm 800, das die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und den Zündfunkenzeitpunkt während eines Kraftmaschinenkaltstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
9 zeigt ein Zeitablaufdiagramm 900, das den gespeicherten Unterdruckpegel, die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und den Zündfunkenzeitpunkt während des Kraftmaschinenbetriebs gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Erzeugen eines Kraftmaschinenunterdrucks, während die Katalysatorerwärmung beschleunigt wird, durch Steuern eines EBV, um Abgas durch einen Ejektor zu lenken, der parallel zum EBV angeordnet ist, wobei der Ejektor mit einem Unterdruckreservoir gekoppelt ist, das Unterdruck zu einem oder mehreren Unterdruckverbrauchern zuführt. Wie in 1 gezeigt, kann eine aufgeladene Kraftmaschine ein EBV umfassen, das stromabwärts eines Katalysators angeordnet ist. Ein Ejektor kann parallel zum EBV (z. B. in einem Durchgang, der mit dem Kraftmaschinen-Auslassdurchgang stromaufwärts und stromabwärts des EBV gekoppelt ist) angeordnet sein und ein Unterdruckreservoir kann mit dem Ejektor gekoppelt sein, um den Unterdruck zu speichern, der durch eine Antriebsströmung von Kraftmaschinenabgas durch den Ejektor erzeugt wird. Wie in 2 gezeigt, können verschiedene Steuerstrategien für das EBV in Abhängigkeit von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und des gespeicherten Unterdrucks verwendet werden. Auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und des gespeicherten Unterdrucks kann beispielsweise ein gewünschter Pegel an Abgasgegendruck (z. B. stromaufwärts eines Auslasskatalysators) bestimmt werden und die EBV-Position kann auf der Basis des gewünschten Abgasgegendrucks (z. B. gemäß dem Verfahren von 5) gesteuert werden. Wenn jedoch eine Katalysatorregeneration oder Kaltstartbedingungen vorliegen, wird das Verfahren von 6 oder 4 durchgeführt, wenn ein Kraftmaschinenabschalten in Gang ist, wird das Verfahren von 7 durchgeführt, und wenn die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ein vollständig offenes EBV erfordern, wird das EBV vollständig geöffnet. Wie in 8 gezeigt, können die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und der Zündfunkenzeitpunkt gesteuert werden, um die Katalysatoraufwärmung zu beschleunigen, ohne sich negativ auf das Kraftmaschinenanlassen, das Kraftmaschinenhochfahren und den Kraftmaschinenleerlauf während des Kaltstarts auszuwirken. Wie in 9 gezeigt, können ferner während des normalen Kraftmaschinenbetriebs die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und der Zündfunkenzeitpunkt auf der Basis des gespeicherten Unterdruckpegels gesteuert werden. Das EBV kann beispielsweise geschlossen werden, um die Unterdruckerzeugungs-Abgasströmung durch den parallelen Ejektor während Bedingungen zu maximieren, unter denen der gespeicherte Unterdruck unter einen Schwellenwert fällt, und der Zündfunkenzeitpunkt und die Einlassdrosselklappenposition können auf der Basis der EBV-Positionseinstellung eingestellt werden, um die EBV-Positionseinstellung zu kompensieren und dadurch eine Auswirkung auf die Kraftmaschinenleistung zu vermeiden. In dieser Weise kann ein EBV, das parallel zu einem Ejektor stromabwärts eines Auslasskatalysators angeordnet ist, während des ganzen Kraftmaschinenbetriebs gesteuert werden, um die doppelten Vorteile der Unterdruckerzeugung und der Katalysatortemperatursteuerung zu erreichen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 106. Das Fahrzeugsystem 106 umfasst ein Kraftmaschinensystem 108 mit einer Kraftmaschine 100, die mit einem Abgasreinigungssystem 122 gekoppelt ist. Die Kraftmaschine 100 umfasst mehrere Zylinder 130. Die Kraftmaschine 100 umfasst auch einen Einlass 123 und einen Auslass 125. Der Einlas 123 kann Frischluft von der Atmosphäre durch den Einlassdurchgang 142 empfangen und die in den Einlassdurchgang 142 eintretende Luft kann durch einen Luftfilter 190 gefiltert werden. Der Einlass 123 kann eine Einlassdrosselklappe 162 umfassen, die mit dem Kraftmaschinen-Einlasskrümmer 144 über den Einlassdurchgang 142 fluidtechnisch gekoppelt ist. Die Einlassdrosselklappe 162 kann stromabwärts eines Kompressors und eines Ladeluftkühlers angeordnet sein und kann dazu konfiguriert sein, die Strömung eines Einlassgasstroms, der in den Kraftmaschinen-Einlasskrümmer 144 eintritt, einzustellen. Der Auslass 125 umfasst einen Auslasskrümmer 148, der zu einem Auslassdurchgang 145 führt, der Abgas zur Atmosphäre über ein Auspuffrohr 135 leitet.
Die Kraftmaschine 100 kann eine aufgeladene Kraftmaschine mit einer Aufladevorrichtung wie z. B. einem Turbolader 150 sein. Der Turbolader 150 kann einen Kompressor 152, der entlang des Einlassdurchgangs 142 angeordnet ist, und eine Turbine 154, die entlang des Auslassdurchgangs 145 angeordnet ist, umfassen. Das Ausmaß an Aufladung, das durch den Turbolader bereitgestellt wird, kann durch eine Kraftmaschinensteuereinheit verändert werden.
Der Kompressor 152 kann zumindest teilweise durch die Turbine 154 über eine Welle 156 angetrieben werden. Ein Kompressor-Umleitventil (CBV) 183 kann in einem Durchgang 181 angeordnet sein, um den Druck im Einlasssystem zu entlasten, wenn die Kraftmaschine aufgeladen wird. Das CBV 183 kann ermöglichen, dass komprimierte Luft in den Einlassdurchgang 142 stromaufwärts des Kompressors 152 zurückgeführt wird. Das CBV 183 kann sich beispielsweise öffnen, um komprimierte Luft stromaufwärts des Kompressors 152 zurückzuführen, um den Druck im Einlasssystem während ausgewählter Bedingungen zu entlasten, um die Effekte einer Kompressorstoßbelastung zu verringern. In einem speziellen Beispiel wird das CBV 152 durch Unterdruck betätigt.
Einige oder alle der Abgase, die durch den Auslassdurchgang 145 strömen, können die Turbine 154 über einen Turbinenumleitdurchgang 157 umgehen, wie durch den Ladedruckbegrenzer 159 gesteuert. In einigen Beispielen kann die Position des Ladedruckbegrenzers 159 elektrisch durch einen Aktuator 180 des Steuersystems 140 gesteuert werden. Alternativ kann die Position des Ladedruckbegrenzers 159 von der Druckdifferenz stromaufwärts und stromabwärts der Turbine 154 abhängen.
Ein optionaler Ladeluftkühler 184 kann stromabwärts des Kompressors 152 im Einlassdurchgang enthalten sein, um die Temperatur der Einlassluft zu verringern, die durch den Turbolader komprimiert wird. Insbesondere kann der Ladeluftkühler 184 stromaufwärts der Einlassdrosselklappe 162 enthalten sein oder in den Einlasskrümmer 144 integriert sein.
Ein Abgasreinigungssystem 122, das mit dem Auslassdurchgang 145 gekoppelt ist, umfasst einen Katalysator 170. Der Katalysator 170 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen jeweils mit mehreren Bausteinen verwendet werden. Der Katalysator 170 kann ein Dreiwege-Katalysator, ein Oxidationskatalysator, eine Mager-NOx-Falle, eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), ein Benzinpartikelfilter, ein katalysierter Benzinpartikelfilter oder eine andere Abgasbehandlungsvorrichtung sein. In den hier beschriebenen Ausführungsformen umfasst der Katalysator 170 einen Benzinpartikelfilter beispielsweise als einen von mehreren Bausteinen. Folglich beziehen sich Bezugnahmen hier auf "Katalysatorregeneration" auf die Regeneration des Benzinpartikelfilterabschnitts des Katalysators 170, die teilweise durch Erhöhen der Temperatur des Katalysators 170 erreicht werden kann, um Partikel, die im Benzinpartikelfilter gespeichert sind, abzubrennen.
Obwohl in den hier beschriebenen Ausführungsformen der Katalysator 170 stromabwärts der Turbine 154 angeordnet ist, kann der Katalysator 170 in anderen Ausführungsformen stromaufwärts einer Turbolader-Turbine oder an einem anderen Ort im Kraftmaschinen-Auslassdurchgang angeordnet sein, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
Ein Abgasgegendruckventil (EBV) 164 ist im Auslassdurchgang stromabwärts des Katalysators 170 angeordnet. In den hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 120 eine Position des EBV 164 auf der Basis von verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und Parameterwerten (z. B. Kraftmaschinenkaltstart, gespeicherter Unterdruckpegel, Abschalten usw.) steuern. In anderen Ausführungsformen können das EBV, der Auslassdurchgang und andere Komponenten derart ausgelegt sein, dass das EBV nach Bedarf während verschiedener Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ohne Steuersystemeingriff mechanisch gesteuert wird.
Das EBV 164 kann während der meisten Kraftmaschinenbetriebsbedingungen in einer vollständig offenen Position gehalten werden, kann jedoch dazu konfiguriert sein, sich zu schließen, um den Abgasgegendruck unter bestimmten Bedingungen zu erhöhen, wie nachstehend detailliert erläutert wird. In einigen Ausführungsformen kann das EBV 164 zwei Drosselungsniveaus aufweisen, vollständig offen oder vollständig geschlossen. In bevorzugten Ausführungsformen kann jedoch die Position des EBV 164 durch die Steuereinheit 12 auf mehrere Drosselungsniveaus variabel einstellbar sein.
Wie hier detailliert dargestellt, können sich Einstellungen der EBV-Position auf die Luftströmung durch die Kraftmaschine auswirken; ein vollständig geschlossenes EBV kann als "Kartoffel im Auspuffrohr" vorgestellt werden, die die Abgasströmung drosselt. Um die Auswirkungen der EBV-Einstellung auf die Kraftmaschinenluftströmung zu kompensieren, können andere Kraftmaschinenkomponenten eingestellt werden. Wenn sich das EBV schließt, kann beispielsweise die Luftmassenströmung anfänglich abnehmen und folglich kann sich eine Einlassdrosselklappe wie z. B. die Einlassdrosselklappe 162 öffnen, um mehr Luft zur Kraftmaschine einzulassen, um die Kraftmaschinendrehzahl aufrechtzuerhalten und die Drehmomentschwankung zu verringern. Außerdem kann eine Vorzündung eingestellt (z. B. vorverstellt) werden, um die Verbrennungsstabilität zu verbessern. In einigen Ausführungsformen kann die Ventilzeitsteuerung ferner in Verbindung mit der EBV-Steuerung gesteuert werden, um die Verbrennungsstabilität während der EBV-Einstellung zu verbessern.
Wie gezeigt, ist ein Ejektor 168 in einem Umleitdurchgang 165 angeordnet. Der Umleitdurchgang 165 ist parallel zum EBV 164 angeordnet, wobei ein Ende des Umleitdurchgangs stromaufwärts des Gegendruckventils gekoppelt ist und das andere Ende des Umleitdurchgangs stromabwärts des Gegendruckventils gekoppelt ist. In Abhängigkeit von der Position des EBV 164 kann einiges oder alles des Abgases, das den Katalysator 170 verlässt, das Gegendruckventil umgehen und durch den Umleitdurchgang 165 strömen, was eine Antriebsströmung durch den Ejektor 168 schafft. Wenn beispielsweise das EBV vollständig offen ist, drosselt das EBV nicht die Strömung durch den Auslassdurchgang 145 und wenig oder keines des Abgases, das im Auslassdurchgang 145 stromabwärts des Katalysators 170 strömt, umgeht das EBV über den Durchgang 165 (in Abhängigkeit von der Menge an Abgasströmung und den relativen Durchmessern der Durchgänge 145 und 165). Wenn das EBV teilweise offen ist, kann in Abhängigkeit von der Menge an Abgasströmung und den relativen Durchmessern der Durchgänge 145 und 165 einiges Abgas um das EBV strömen, während der Rest des Abgases durch den Ejektor 168 über den Durchgang 165 umgeleitet wird, wobei das EBV umgangen wird. Wenn das EBV vollständig geschlossen ist, wird die ganze Abgasströmung in den Durchgang 165 gelenkt.
Die Antriebsströmung durch den Ejektor 168 kann einen Unterdruck an einer Saugöffnung des Ejektors 168 erzeugen. Die Saugöffnung des Ejektors 168 kann mit einem Unterdruckreservoir 177 gekoppelt sein, so dass der durch die Antriebsströmung durch den Ejektor 168 erzeugte Unterdruck im Unterdruckreservoir 177 gespeichert und zu einem oder mehreren Unterdruckverbrauchen wie z. B. einem Bremskraftverstärker, einem Vorderend-Nebenaggregatsantrieb (FEAD), einem geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungssystem, einem oder mehreren durch Unterdruck betätigten Ventilen usw., geliefert werden kann. Zusätzlich zum Unterdruck vom Ejektor 168 kann das Unterdruckreservoir 177 mit einer oder mehreren zusätzlichen Unterdruckquellen wie z. B. anderen Ejektoren, die innerhalb des Fahrzeugsystems 106 angeordnet sind, elektrisch angetriebenen Vakuumpumpen, durch die Kraftmaschine angetriebenen Vakuumpumpen usw. gekoppelt sein. Ein Rückschlagventil 143 kann zwischen der Saugöffnung des Ejektors 168 und dem Unterdruckreservoir 177 angeordnet sein, um den Ejektor von der einen oder den mehreren zusätzlichen Unterdruckquellen zu isolieren. Ebenso kann ein Rückschlagventil 141 zwischen der einen oder den mehreren zusätzlichen Unterdruckquellen und dem Unterdruckreservoir 177 angeordnet sein. Obwohl ein Einlass in das Unterdruckreservoir mit einem Rückschlagventil für die eine oder die mehreren zusätzlichen Unterdruckquellen dargestellt ist, ist zu erkennen, dass ein Rückschlagventil zwischen jeder zusätzlichen Unterdruckquelle und dem Unterdruckreservoir angeordnet sein kann. Durch Aufnehmen von Rückschlagventilen zwischen dem Unterdruckreservoir und jeder Unterdruckquelle kann der Effekt von Überdrücken an einer oder mehreren Unterdruckquellen auf den gespeicherten Unterdruck am Unterdruckreservoir verringert werden.
Wie gezeigt, ist ein Sensor 192 im Unterdruckreservoir angeordnet. Der Sensor 192 kann ein Messsensor sein, der den Unterdruck liest, und kann Daten als negativen Druck (z. B. Druck) zur Steuereinheit 212 liefern. Folglich kann der Sensor 192 die Menge an Unterdruck, der im Unterdruckreservoir 177 gespeichert ist, messen.
Die Kraftmaschine 100 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 140 mit einer Steuereinheit 120 und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugfahrer über eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden. Das Steuersystem 140 ist dazu konfiguriert, Informationen von mehreren Sensoren 160 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben werden) zu empfangen und Steuersignale zu mehreren Aktuatoren 180 zu senden. Als ein Beispiel können die Sensoren 160 einen Abgassauerstoffsensor 126, der mit dem Auslasskrümmer 148 gekoppelt ist, einen MAP-Sensor 121, der mit dem Einlasskrümmer 144 gekoppelt ist, einen Katalysatortemperatursensor 117, einen Auslassdrucksensor 119, der stromaufwärts des Katalysators 170 im Auspuffrohr 135 angeordnet ist, einen Auslasstemperatursensor 128 und einen Auslassdrucksensor 129, die stromabwärts des Katalysators 170 im Auspuffrohr 135 angeordnet sind, und einen Sensor 192, der im Unterdruckreservoir 177 angeordnet ist, umfassen. Verschiedene Abgassensoren können auch im Auslassdurchgang 145 stromabwärts des Katalysators 170 enthalten sein, wie z. B. Partikelmaterialsensoren (PM-Sensoren), NOx-Sensoren, Sauerstoffsensoren, Ammoniaksensoren, Kohlenwasserstoffsensoren usw. Andere Sensoren wie z. B. zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft/Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren können mit verschiedenen Stellen im Kraftfahrzeugsystem 106 gekoppelt sein. Als weiteres Beispiel können die Aktuatoren 180 eine Kraftstoffeinspritzdüse 166, ein CBV 183, einen Ladedruckbegrenzer 159 und eine Einlassdrosselklappe 162 umfassen. Andere Aktuatoren wie z. B. eine Vielfalt von zusätzlichen Ventilen und Drosselklappen können mit verschiedenen Stellen im Fahrzeugsystem 106 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 120 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. Beispielsteuerroutinen werden hier im Hinblick auf 3–7 beschrieben.
Wenn man sich nun 2 zuwendet, ist ein Beispielverfahren 200 zum Steuern eines EBV nach dem Katalysator wie z. B. des EBV 164 von 1 gezeigt. Das Verfahren 200 stellt fest, ob eine von verschiedenen Operationen (Kraftmaschinenstart, Abschalten, Katalysatorregeneration, Katalysatorübertemperatur, maximales Drehmoment) in Gang ist. Wenn ja, wird die Position des EBV gesteuert, um die Kraftmaschinenleistung während dieser Operation zu optimieren. Ansonsten wird die Position des EBV auf der Basis von Kraftmaschinenunterdrückbedürfnissen gesteuert.
Bei 202 werden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und die Menge an gespeichertem Unterdruck gemessen und/oder abgeschätzt. Die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen können beispielsweise den aktuellen Abgasgegendruck, die Katalysatortemperatur, die Abgasluftmassenströmung (MAF), die Kraftmaschinendrehzahl, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT), die VCT, den MAP, den BP, die MAT, die Kraftmaschinenabschaltzeit usw. umfassen. Diese Bedingungen können direkt über Sensoren wie z. B. Sensoren 160 gemessen werden oder auf der Basis von Sensormessungen und/oder Daten, die im Speicher des Kraftmaschinensteuersystems gespeichert sind, abgeschätzt werden. Die Menge an gespeichertem Unterdruck (z. B. der in einem Unterdruckreservoir wie z. B. dem Unterdruckreservoir 177 von 1 gespeicherte Unterdruck) kann durch einen Messsensor, der den Unterdruck liest, wie z. B. den Sensor 192 von 1, bestimmt werden.
Nach 202 geht das Verfahren 200 zu 204 weiter, um festzustellen, ob Kraftmaschinenabschaltbedingungen vorliegen. In nur einem Beispiel kann das Steuersystem ein Signal empfangen, wenn ein Fahrzeugfahrer den Schlüssel in der Zündung dreht, um das Fahrzeug abzuschalten, und dieses Signal kann ein Kraftmaschinenabschalt-Flag setzen. In diesem Beispiel kann bei 204 der Wert dieses Flags gelesen werden und es kann festgestellt werden, dass ein Kraftmaschinenabschalten in Gang ist, wenn der Wert des Flags 1 ist.
Wenn die Antwort bei 204 JA ist, was darauf hinweist, dass Kraftmaschinenabschaltbedingungen vorliegen, geht das Verfahren 200 zu 206 weiter. Bei 206 umfasst das Verfahren 200 das Durchführen des in 7 dargestellten Verfahrens, das nachstehend beschrieben wird. Nach dem Durchführen des Verfahrens von 7 endet das Verfahren 200.
Wenn ansonsten die Antwort bei 204 NEIN ist, was darauf hinweist, dass Kraftmaschinenabschaltbedingungen nicht vorhanden sind, geht das Verfahren 200 zu 208 weiter. Bei 208 umfasst das Verfahren 200 das Bestimmen des gewünschten Abgasgegendrucks auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (z. B. Katalysatortemperatur und erwarteter Unterdruckverbrauch) und der Menge an gespeichertem Unterdruck. Während Bedingungen, unter denen die Katalysatortemperatur unter einem Schwellenwert liegt, kann der gewünschte Abgasgegendruck beispielsweise relativ zum gewünschten Abgasgegendruck während Bedingungen, unter denen die Katalysatortemperatur über dem Schwellenwert liegt, höher sein, da der erhöhte Abgasgegendruck die Katalysatortemperatur aufgrund der Beziehung zwischen der Temperatur und dem Druck erhöhen kann. Als weiteres Beispiel kann während Bedingungen, unter denen der gespeicherte Unterdruck unter einem Schwellenwert für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen liegt, der gewünschte Abgasgegendruck relativ zum gewünschten Abgasgegendruck während Bedingungen, unter denen der gespeicherte Unterdruck über dem Schwellenwert für aktuelle Betriebsbedingungen liegt, höher sein. In einem Beispiel kann der Schwellenwert des gespeicherten Unterdrucks auf dem erwarteten Unterdruckverbrauch durch beliebige Unterdruckverbraucher des Fahrzeugsystems (z. B. erwarteter maximaler Unterdruckverbrauch während aktueller Kraftmaschinenbetriebsbedingungen) basieren. Unterdruckverbraucher des Fahrzeugsystems können einen Bremskraftverstärker, verschiedene durch Unterdruck betätigte Ventile wie z. B. Ladungsbewegungssteuerventile, einen Turboladerturbinen-Ladedruckbegrenzer (z. B. den Ladedruckbegrenzer 159 von 1) und Kompressor-Umleitventile sowie variable Kraftmaschinenhalterungen, eine Rad-Achsen-Abkopplung, ein geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem usw. umfassen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der erwartete Unterdruckverbrauch durch die Unterdruckverbraucher während verschiedener Kraftmaschinenbetriebsbedingungen in einer Nachschlagetabelle im Speicher des Steuersystems beispielsweise gespeichert sein und der Schwellenwert des gespeicherten Unterdrucks, der dem erwarteten Unterdruckverbrauch für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entspricht, kann durch Bezugnahme auf die Nachschlagetabelle bestimmt werden. Wenn der gespeicherte Unterdruck unter den Schwellenwert für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen fällt, kann es erwünscht sein, den Abgasgegendruck durch Verkleinern der Öffnung eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 zu erhöhen, um eine Menge an Abgas, das durch einen Ejektor gelenkt wird, der parallel zum EBV angeordnet ist (z. B. der Ejektor 168 von 1), zu erhöhen und dadurch die Unterdruckerzeugung zu erhöhen.
Nach 208 geht das Verfahren 200 zu 210 weiter. Bei 210 wird festgestellt, ob der aktuelle Abgasgegendruck (wie bei 202 gemessen und/oder abgeschätzt) geringer ist als der gewünschte Abgasgegendruck (wie bei 208 bestimmt). Die Steuereinheit 120 kann beispielsweise die zwei Werte vergleichen und ein Flag setzen, wenn der aktuelle Abgasgegendruck geringer ist als der gewünschte Abgasgegendruck.
Die EBV-Steuerung würde in einen Druckrückkopplungsmodus gehen, in dem die Position moduliert werden würde, um den gewünschten Abgasgegendruck zu erhalten. Bei 212 umfasst das Verfahren 200 das vollständige Öffnen des EBV. Wie hier verwendet, kann sich "vollständiges Öffnen des EBV" auf das vollständige Öffnen des EBV von einer teilweise offenen oder vollständig geschlossenen Position oder das Halten des EBV in einer vollständig offenen Position, wenn es sich bereits in einer vollständig offenen Position befindet, beziehen. Nach 212 endet das Verfahren 200.
Bei 210 umfasst das Verfahren 200 das Feststellen, ob Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ein vollständig offenes EBV erfordern. Dies kann das Feststelen, ob ein vollständiger oder teilweiser EBV-Verschluss während der aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen sich nachteilig auf die Kraftmaschinenleistung auswirkt, und wenn ja, ob die nachteiligen Effekte stark genug sind, so dass das EBV in einer vollständig offenen Position bleiben oder in diese gesteuert werden sollte, umfassen. In einem Beispiel kann die Feststellung gemäß dem in 3 dargestellten und nachstehend beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Wenn die Antwort bei 210 JA ist, was darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ein vollständiges offenes EBV erfordern, geht das Verfahren 200 zu 212 weiter. Bei 212 umfasst das Verfahren 200 das vollständige Öffnen des EBV. Wie hier verwendet, kann sich "vollständiges Öffnen des EBV" auf das vollständige Öffnen des EBV von einer teilweise offenen oder vollständig geschlossenen Position oder das Halten des EBV in einer vollständig offenen Position, wenn es sich bereits in einer vollständig offenen Position befindet, umfassen. Nach 212 endet das Verfahren 200.
Wenn ansonsten die Antwort bei 212 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kein vollständig offenes EBV erfordern, geht das Verfahren 200 zu 214 weiter. Bei 214 umfasst das Verfahren 200 das Feststellen, ob Katalysatorregenerationsbedingungen vorliegen. Die Feststellung kann auf der Basis von Faktoren wie z. B. des Abgasgegendrucks, der stromaufwärts des Katalysators gemessen wird, der Kraftmaschinenbetriebszeit seit der letzten Katalysatorregenration, der gesamten Abgasmassenströmung durch den Katalysator seit der letzten Katalysatorregeneration, der Katalysatorbetriebsbedingungen usw. durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die Katalysatorbetriebsbedingungen annehmbar sind, und/oder eine annehmbare Dauer zwischen Regenerationen nicht überschritten wurde, und/oder der Abgasgegendruck stromaufwärts des Katalysators auf einem annehmbaren Pegel liegt, können Katalysatorregenerationsbedingungen nicht vorliegen. Wenn alternativ die Katalysatorbetriebsbedingungen unannehmbar sind (z. B. der Benzinpartikelfilterabschnitt des Katalysators überladen ist) und/oder eine annehmbare Dauer zwischen Regenerationen überschritten wurde, und/oder der Abgasgegendruck stromaufwärts des Katalysators, wenn das EBV vollständig offen ist, nicht auf einem annehmbaren Pegel liegt. Wenn die Antwort bei 214 JA ist, geht das Verfahren 200 zu 216 weiter, um das in 6 dargestellte und nachstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. Wenn die Antwort bei 214 ansonsten NEIN ist, geht das Verfahren 200 zu 218 weiter.
Bei 218 umfasst das Verfahren 200 das Feststellen, ob Kaltstartbedingungen vorliegen. Beispielsweise kann diese Feststellung auf verschiedenen Angaben basieren, wie z. B. der Kurbelwellenposition, der Fahrerschlüsselposition, der ECT, der Katalysatortemperatur, der Verbrennungsereigniszahl usw. Wenn die Antwort bei 218 JA ist, geht das Verfahren 200 zu 220 weiter, um das in 4 dargestellte und nachstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. Wenn ansonsten die Antwort bei 218 NEIN ist, geht das Verfahren 200 zu 222 weiter.
Bei 222 umfasst das Verfahren 200 das Steuern der EBV-Position auf der Basis des gewünschten Abgasgegendrucks und das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position. Das Steuern des EBV auf der Basis des gewünschten Abgasgegendrucks kann das Steuern der EBV-Position in einem Druckrückkopplungsmodus umfassen, in dem die EBV-Position moduliert wird, um den gewünschten Abgasgegendruck zu erhalten (z. B. wenn der gewünschte Abgasgegendruck ein Gegendruck ist, der zur Nachfüllung des gespeicherten Unterdrucks führt). Eine Erhöhung oder Verringerung des Abgasgegendrucks kann jedoch eine Kraftmaschinenausgangsleistung ändern. Ein erhöhter Gegendruck verringert beispielsweise die Kraftmaschinenausgangsleistung, folglich sind andere Handlungen, um die Kraftmaschinenausgangsleistung zu erhöhen (oder eine andere parasitäre Leistung zu verringern), erforderlich, um die Zielantriebskraft aufrechtzuerhalten. Um sicherzustellen, dass die Einstellung der EBV-Position in Bezug auf die Antriebskraft neutral ist, kann der Zündfunkenzeitpunkt vom MBT (minimale Vorzündung für das beste Drehmoment) während Bedingungen vorverstellt werden, unter denen die EBV-Öffnung verkleinert wird. Das Vorverstellen des Zündfunkenzeitpunkts vom MBT kann das Kraftmaschinendrehmoment und/oder die Kraftmaschinendrehzahl erhöhen, was die Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments und/oder der Kraftmaschinendrehzahl kompensieren kann, die aufgrund der Verkleinerung der Öffnung des EBV auftreten kann. Als weitere Maßnahme zum Sicherstellen, dass sich das Verkleinern der EBV-Öffnung nicht negativ auf die Kraftmaschinenleistung auswirkt, kann die Einlassdrosselklappe geöffnet werden (entweder teilweise oder vollständig). Wenn die EBV-Öffnung abnimmt, kann die Luftmassenströmung anfänglich abnehmen und folglich sich kann die Einlassdrosselklappe öffnen, um die Kraftmaschinenluftdurchflussrate aufrechtzuerhalten, während ein erhöhter Abgasgegendruck aufgrund des Verschlusses des EBV vorhanden ist.
In einem Beispiel kann das Verfahren von 5 (nachstehend beschrieben) in Schritt 222 durchgeführt werden. Während die EBV-Position und die zugehörigen Kraftmaschinenbetriebsparameter während bestimmter Betriebsbedingungen (Katalysatorregeneration, Kaltstart usw.) in spezifischen Weisen gesteuert werden können, kann folglich die Steuerung der EBV-Position und der zugehörigen Kraftmaschinenbetriebsparameter während anderer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen auf das Erreichen des gewünschten Abgasgegendrucks konzentriert werden.
Nach 222 endet das Verfahren 200. Es ist zu erkennen, dass das Verfahren 200 während des ganzen Kraftmaschinenbetriebs wiederholt durchgeführt werden kann, und an sich kann die EBV-Position, die bei 222 erreicht wird, in Kraft bleiben, bis entweder der gewünschte Abgasgegendruck erreicht ist oder bis eine Änderung der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen zu einer anderen Steuerung des EBV führt (z. B. Bedingungen ein vollständig offenes EBV erfordern, der gewünschte Abgasgegendruck sich ändert, eine Katalysatorregeneration durchgeführt wird usw.).
In 3 ist ein Beispielverfahren 300 zum Feststellen, ob Kraftmaschinenbetriebsbedingungen das Schließen eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 erlauben, gezeigt.
Bei 302 umfasst das Verfahren 300 das Feststellen, ob der Luftdruck über einem Schwellenwert liegt. Der Schwellenluftdruck kann ein Druck sein, unter dem die Kraftmaschine keine gewünschte Kraftmaschinendrehzahl und/oder kein gewünschtes Kraftmaschinendrehmoment mit geschlossenem EBV erreichen kann. Die Kraftmaschine kann beispielsweise keine hohe Leerlaufdrehzahl erreichen können, wenn sich das Getriebe in der Fahrstellung befindet und bestimmte Nebenaggregate aktiv sind, wenn das EBV geschlossen ist. Der Luftdruck kann durch einen Drucksensor gemessen werden, der den Druck der Luft bestimmt, die in das Einlasssystem der Kraftmaschine eintritt. In anderen Ausführungsformen kann der Luftdruck auf der Basis der Höhenlage, bei der die Kraftmaschine arbeitet, korreliert werden; je niedriger die Höhenlage ist, desto höher ist der Luftdruck. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Luftdruck auf der Basis der Beziehung zwischen dem Drosselklappenwinkel und der Luftströmung oder auf der Basis eines MAP-Sensor-Messwerts unter bestimmten Bedingungen abgeleitet werden, wenn der Druckabfall über der Drosselklappe klein ist. Bei einem relativ niedrigen Luftdruck kann die Menge der Luftmassenströmung niedrig genug sein, um die Kraftmaschinenleistung wesentlich zu begrenzen, insbesondere wenn das EBV geschlossen ist. Falls das EBV geschlossen ist, wenn die Kraftmaschine unter Bedingungen mit niedrigem Luftdruck arbeitet, können eine schlechte Leistung oder ein Kraftmaschinenabwürgen oder andere Probleme auftreten. Wenn festgestellt wird, dass der Luftdruck nicht über dem Schwellenwert liegt, geht das Verfahren 300 folglich zu 312 weiter, um das EBV-Ventil offen zu halten, um eine schlechte Leistung oder Kraftmaschinenabwürgen zu vermeiden.
Wenn festgestellt wird, dass der Luftdruck über dem Schwellenwert liegt, geht das Verfahren 300 zu 304 weiter, um festzustellen, ob sich zusätzliche Verbrennungsfaktoren auf geeigneten Niveaus befinden. Die zusätzlichen Verbrennungsfaktoren können Faktoren umfassen, die sich auf die Verbrennungsstabilität auswirken, einschließlich der Feuchtigkeit der Einlassluft, der Qualität des in die Kraftmaschine eingespritzten Kraftstoffs (z. B. Kraftstoffflüchtigkeit), der Umgebungstemperatur, der Komponententemperatur(en), des Niveaus des adaptiven Lernens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Steuereinheit usw. Wenn die zusätzlichen Verbrennungsfaktoren nicht auf geeigneten Niveaus liegen, geht das Verfahren 300 zu 312 weiter, um das EBV offen zu halten. Wenn jedoch die zusätzlichen Verbrennungsfaktoren auf geeigneten Niveaus liegen (z. B. wenn festgestellt wird, dass die Kraftmaschine eine stabile Verbrennung mit geschlossenem EBV erreichen könnte), geht das Verfahren 300 zu 306 weiter, um festzustellen, ob die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinendrehmomentanforderung geeignet ist, um das EBV zu schließen. Das Schließen des EBV verringert die Strömung von Einlassluft in die Zylinder. Wenn die Kraftmaschine mit hoher Drehzahl und/oder Last arbeitet, kann beispielsweise das Schließen des EBV die Drehzahl der Kraftmaschine oder das Drehmoment, das durch die Kraftmaschine erzeugt wird, begrenzen. Wenn die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinendrehmomentanforderung nicht bei geschlossenem EBV geliefert werden kann, geht das Verfahren 300 folglich zu 312 weiter, um das EBV offen zu halten.
Wenn die aktuelle Drehzahl und das aktuelle Drehmoment bei geschlossenem Ventil geliefert werden können, geht das Verfahren 300 zu 308 weiter, um festzustellen, ob Katalysatorübertemperaturbedingungen vorliegen. In einem Beispiel kann dies das Feststellen, ob eine Katalysatortemperatur einen Schwellenwert überschreitet, umfassen, wobei der Schwellenwert entweder ein fester Schwellenwert, der physikalischen Eigenschaften des Katalysators entspricht, oder ein variabler Schwellenwert, der auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, des Katalysatoralters, der Katalysatorverschlechterung usw. bestimmt wird, ist. Wenn die Antwort bei 308 JA ist, was darauf hinweist, dass Katalysatorübertemperaturbedingungen vorliegen, geht das Verfahren 300 zu 312 weiter, um das EBV offen zu halten. Wenn ansonsten die Antwort bei 308 NEIN ist, was darauf hinweist, dass Katalysatorübertemperaturbedingungen nicht vorliegen, geht das Verfahren 300 zu 310 weiter, um anzugeben, dass ein EBV-Verschluss zugelassen ist. In einigen Beispielen kann Schritt 310 das Setzen eines Flags im Speicher, das angibt, dass der EBV-Verschluss zugelassen ist, oder das Ermöglichen des EBV-Verschlusses durch andere Steuerroutinen umfassen. Nach 310 endet das Verfahren 300.
4 stellt ein Verfahren 400 dar, das zum Steuern eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 während eines Kraftmaschinenkaltstarts implementiert werden kann. Das Verfahren 400 kann beispielsweise bei der Feststellung, dass ein Kraftmaschinenkaltstart in Gang ist, über das Verfahren 200 durchgeführt werden.
Bei 402 umfasst das Verfahren 400 das Bestimmen der Verbrennungsereigniszahl. Eine Kraftmaschinensteuereinheit wie z. B. die Steuereinheit 120 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, eine Anzahl von Zylinderverbrennungsereignissen ab einem ersten Verbrennungsereignis (oder ersten Zylinderereignis) zu zählen.
Nach dem Bestimmen der Verbrennungsereignisanzahl bei 402 geht das Verfahren 400 zu 404 weiter, um die EBV-Position auf der Basis der Verbrennungsereigniszahl und des gewünschten Gegendrucks (z. B. des in Schritt 208 des Verfahrens 200 bestimmten gewünschten Gegendrucks) zu steuern. Eine im Speicher des Steuersystems gespeicherte Nachschlagetabelle kann beispielsweise eine geeignete EBV-Position für jede Verbrennungsereigniszahl während eines Kraftmaschinenkaltstarts für die aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen angeben. Folglich kann Schritt 404 umfassen, dass die Steuereinheit auf den Speicher des Steuersystems zugreift, um die EBV-Position zu bestimmen, die für die aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (z. B. Katalysatortemperatur) und die aktuelle Verbrennungsereigniszahl geeignet ist, und die EBV-Position dementsprechend steuert.
Nach 404 geht das Verfahren 400 zu 406 weiter. Bei 406 umfasst das Verfahren 400 das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position. Wie vorstehend für Schritt 222 des Verfahrens 200 beschrieben, kann dies beispielsweise das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappenposition umfassen, um negative Effekte auf die Kraftmaschinenleistung zu verringern, die sich aus der Einstellung der EBV-Position auf teilweise offene oder vollständig geschlossene Positionen ergeben können.
Nach 406 geht das Verfahren zu 408 weiter, um festzustellen, ob eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem Kraftmaschinenstart vollendet wurde. In einigen Beispielen kann die vorbestimmte Anzahl eine Anzahl von Verbrennungsereignissen sein, nach denen die Kraftmaschinendrehzahl typischerweise eine maximale Anlaufdrehzahl erreicht hat. In anderen Beispielen kann die vorbestimmte Anzahl eine Anzahl von Verbrennungsereignissen sein, nach denen der Katalysator die Anspringtemperatur (z. B. eine Temperatur, unter der der Katalysator Emissionen im Abgas nicht geeignet umwandeln kann) für die aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen erreicht haben sollte.
Wenn die Antwort bei 408 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen nicht vollendet wurde, geht das Verfahren 400 zu 412 weiter. Bei 412 umfasst das Verfahren 400 das Feststellen, ob ein Kraftmaschinenabschalten ist Gang ist. Wenn die Antwort bei 412 NEIN ist, kehrt das Verfahren 400 zu 402 zurück, um die Schritte 402–408 zu wiederholen, bis die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen vollendet wurde (oder alternativ bis ein Kraftmaschinenabschalten stattfindet). Wenn die Antwort bei 412 ansonsten JA ist, was darauf hinweist, dass ein Kraftmaschinenabschalten in Gang ist, geht das Verfahren 400 zu 414 weiter, um das Verfahren von 7 durchzuführen, das nachstehend beschrieben wird. Nach 414 endet das Verfahren 400.
Mit Rückkehr zu 408 geht das Verfahren 400, wenn die Antwort JA ist, was darauf hinweist, dass die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen vollendet wurde, zu 410 weiter. Bei 410 umfasst das Verfahren 400 das Feststellen, ob die Katalysatortemperatur größer ist als ein Schwellenwert. Dies kann beispielsweise das Messen der Katalysatortemperatur (z. B. über einen Katalysatortemperatursensor wie z. B. den Sensor 117 von 1) oder das Ableiten der Katalysatortemperatur auf der Basis von anderen Kraftmaschinenbetriebsparameterwerten und das Vergleichen der gemessenen oder abgeleiteten Katalysatortemperatur mit einem Schwellenwert umfassen. Der Schwellenwert kann in einem Beispiel einer Anspringtemperatur des Katalysators entsprechen.
Wenn die Antwort bei 410 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Katalysatortemperatur nicht größer ist als der Schwellenwert, geht das Verfahren 400 zu 416 weiter. Bei 416 umfasst das Verfahren 400 das Bestimmen des Grades und der Dauer des EBV-Verschlusses, die erforderlich sind, damit die Katalysatortemperatur den Schwellenwert übersteigt. In einigen Beispielen kann das Steuersystem die Bestimmung unter Verwendung einer Formel mit dem Katalysatortemperatur-Schwellenwert und den aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen als Parameter umfassen. In anderen Beispielen kann die Bestimmung auf der Basis von Werten durchgeführt werden, die in einer Nachschlagetabelle im Speicher des Kraftmaschinensteuersystems gespeichert sind.
Nach 416 geht das Verfahren 400 zu 418 weiter. Bei 418 umfasst das Verfahren 400 das Steuern der EBV-Position auf den bei 416 bestimmten Grad für die bei 416 bestimmte Dauer. Die Steuereinheit kann beispielsweise ein Signal zum EBV senden, um die EBV-Position auf den bestimmten Grad zu steuern. Nach der Dauer kehrt das Verfahren 400 zu 410 zurück, um wieder festzustellen, ob die Katalysatortemperatur den Schwellenwert überschreitet. Wenn die Antwort bei 410 bei der zweiten Iteration von 410 NEIN ist, kann in einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) dies darauf hindeuten, dass das EBV oder andere zugehörige Kraftmaschinenkomponenten nicht korrekt funktionieren.
Sobald die Katalysatortemperatur den Schwellenwert überschreitet, ist die Antwort bei 410 JA und das Verfahren 400 geht zu 420 weiter. Bei 420 umfasst das Verfahren 400 das Steuern des EBV in eine vorbestimmte Position und das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der vorbestimmten Position bis zum Kraftmaschinenleerlauf. Die vorbestimmte Position kann eine Position sein, die die Katalysatortemperatur innerhalb eines gewünschten Bereichs (z. B. über dem Schwellenwert, aber unter der Katalysatorübertemperatur) hält, während sichergestellt wird, dass die Luftströmung durch die Kraftmaschine aufrechterhalten wird. In einem Beispiel kann die vorbestimmte Position eine erste teilweise offene Position sein, wie in 8 bei 810 gezeigt und nachstehend beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, können der Zündfunkenzeitpunkt und die Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position eingestellt werden, um die verringerte Volumeneffizienz der Kraftmaschine, die sich ergeben kann, wenn die EBV-Position von einer vollständig offenen Position abweicht, zu kompensieren. Bei 420 endet das Verfahren 400.
Es ist zu erkennen, dass in einigen Ausführungsformen anstatt der Steuerung des EBV in eine vorbestimmte Position, nachdem die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen vollendet wurde, die EBV-Position proportional zur Auslass-MAF gesteuert werden kann.
5 stellt ein Verfahren 500 dar, das zum Steuern eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 implementiert werden kann, um einen gewünschten Abgasgegendruck zu erreichen (z. B. um den gespeicherten Unterdruck nachzufüllen). Das Verfahren 500 von 5 kann beispielsweise in Schritt 222 des Verfahrens 200 durchgeführt werden.
Bei 502 umfasst das Verfahren 500 das Bestimmen des Grades und der Dauer des EBV-Verschlusses, die erforderlich sind, auf der Basis des gewünschten Abgasgegendrucks (z. B. wie in Schritt 208 des Verfahrens 200 bestimmt). In einigen Beispielen kann das Steuersystem die Bestimmung unter Verwendung einer Formel mit dem gewünschten Abgasgegendruck und den aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen als Parameter durchführen. In anderen Beispielen kann die Bestimmung auf der Basis von Werten durchgeführt werden, die in einer Nachschlagetabelle im Speicher des Kraftmaschinensteuersystems gespeichert sind.
Nach 502 geht das Verfahren 500 zu 504 weiter. Bei 504 umfasst das Verfahren 500 das Steuern der EBV-Position auf den bei 502 bestimmten Grad für die bei 502 bestimmte Dauer. Die Steuereinheit kann beispielsweise ein Signal zum EBV senden, um die EBV-Position auf den bestimmten Grad zu steuern. Nach der Dauer kann die Steuereinheit ein weiteres Signal zum EBV senden, um entweder das EBV in eine Vorgabeposition (z. B. vollständig offen) zurückzuführen oder in einem Beispiel auf der Basis einer weiteren Ausführung des Verfahrens 200 das EBV in eine andere Position während der Dauer zu steuern.
Bei 504 umfasst das Verfahren 500 ferner das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position. Wie vorstehend beschrieben, können beispielsweise der Zündfunkenzeitpunkt und die Einlassdrosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position eingestellt werden, um die verringerte Volumeneffizienz der Kraftmaschine zu kompensieren, die sich ergeben kann, wenn die EBV-Position von einer vollständig offenen Position abweicht. Nach 504 endet das Verfahren 500.
6 stellt ein Verfahren 600 zum Steuern eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 während der Katalysatorregeneration dar. Das Verfahren 600 kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn in Schritt 214 des Verfahrens 200 festgestellt wird, dass eine Katalysatorregeneration in Gang ist. Während der Katalysatorregeneration kann das EBV gesteuert werden, um die Erwärmung des Katalysators auf eine Temperatur zu beschleunigen, die für die Benzinpartikelfilter-Regeneration geeignet ist, und um eine gewünschte Luftströmung für die Katalysatorregeneration zu erreichen.
Bei 602 umfasst das Verfahren 600 das Bestimmen einer gewünschten Katalysatorregenerationstemperatur. Die gewünschte Katalysatorregenerationstemperatur kann auf der Basis von physikalischen Eigenschaften des Katalysators, wie z. B. Material, Struktur und Größe, und/oder auf der Basis des Katalysatoralters, der Katalysatorbeladung und anderer relevanter Faktoren bestimmt werden.
Nach 602 geht das Verfahren 600 zu 604 weiter. Bei 604 umfasst das Verfahren 600 das Bestimmen einer gewünschten Luftströmung für die Katalysatorregeneration. In einigen Beispielen kann die gewünschte Katalysatorregenerationsluftströmung auf der Basis der gewünschten Katalysatorregenerationstemperatur (wie bei 602 bestimmt) und/oder auf der Basis der aktuellen Katalysatortemperatur (z. B. wie durch den Katalysatortemperatursensor 117 gemessen) bestimmt werden.
Nach 604 geht das Verfahren 600 zu 606 weiter. Bei 606 umfasst das Verfahren 600 das Bestimmen eines Grades des EBV-Verschlusses und einer Dauer des EBV-Verschlusses auf der Basis der gewünschten Luftströmung und Temperatur für die Katalysatorregeneration, die in Schritt 602 bzw. 604 bestimmt wurden. Ein größerer Grad des EBV-Verschlusses kann beispielsweise verwendet werden, um weniger Luftströmung und eine höhere Temperatur zu erreichen, wohingegen ein geringerer Grad des EBV-Verschlusses verwendet werden kann, um mehr Luftströmung und eine niedrigere Temperatur zu erreichen. Die EBV-Verschlussdauer kann die Dauer dieser Effekte auf die Luftströmung und die Katalysatortemperatur bestimmen. Die Steuereinheit 120 kann verschiedene Formeln verwenden und/oder kann auf verschiedene Nachschlagetabellen, die im Speicher gespeichert sind, zugreifen, um den geeigneten Grad und die geeignete Dauer des EBV-Verschlusses während der Katalysatorregeneration zu bestimmen.
Nach 606 geht das Verfahren 600 zu 608 weiter. Bei 608 umfasst das Verfahren 600 das Steuern der EBV-Position auf den bei 606 bestimmten Grad für die bei 606 bestimmte Dauer. Ferner umfasst das Verfahren 600 bei 608 das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Einlassdrosselklappe auf der Basis der EBV-Position (z. B. wie vorstehend für Schritt 506 des Verfahrens 500 beschrieben). Nach 608 endet das Verfahren 600.
7 stellt ein Verfahren 700 dar, das zum Steuern eines EBV wie z. B. des EBV 164 von 1 während des Kraftmaschinenabschaltens implementiert werden kann. Das Verfahren 700 kann beispielsweise in Schritt 206 des Verfahrens 200 durchgeführt werden, wenn festgestellt wurde, dass ein Kraftmaschinenabschalten in Gang ist.
Bei 702 umfasst das Verfahren 700 das Feststellen, ob das letzte Verbrennungsereignis vollendet wurde. Als nur ein Beispiel kann die Steuereinheit Kraftmaschinenverbrennungsereignisse verfolgen und ein Flag setzen, wenn das letzte Verbrennungsereignis vollendet wurde, nachdem ein Kraftmaschinenabschalten eingeleitet wurde.
Wenn die Antwort bei 702 JA ist, geht das Verfahren 700 zu 704 weiter, um festzustellen, ob der letzte Abgasimpuls am EBV vorbei nach außen gedrängt wurde. In einem Beispiel können die von einem Abgasdrucksensor wie z. B. dem Abgasdrucksensor 129 erfassten Druckwerte im Speicher gespeichert werden und die Steuereinheit kann auf diese erfassten Werte zugreifen, um festzustellen, ob eine Schwankung der erfassten Druckwerte, die dem letzten Abgasimpuls entspricht, aufgetreten ist.
Wenn die Antwort bei 704 NEIN ist, was darauf hinweist, dass der letzte Abgasimpuls nicht am EBV vorbei nach außen gedrängt wurde, geht das Verfahren 700 von 704 zu 706 weiter. Wenn bei 702 festgestellt wird, dass das letzte Verbrennungsereignis nicht vollendet wurde, geht das Verfahren 700 ebenso von 702 zu 706 weiter. Bei 706 umfasst das Verfahren 700 das vollständige Öffnen des EBV, bis der Abgasimpuls am EBV vorbei nach außen gedrängt wurde. In dieser Weise kann sichergestellt werden, dass ein übermäßiger Abgasgegendruck, der potentiell Kraftmaschinenkomponenten beschädigen kann, nicht durch den letzten Abgasimpuls erzeugt wird, der gegen ein geschlossenes EBV nach außen gedrängt wird.
Nach 706 oder wenn die Antwort bei 704 JA ist, was darauf hinweist, dass der letzte Abgasimpuls am EBV vorbei nach außen gedrängt wurde, geht das Verfahren 700 zu 708 weiter. Bei 708 umfasst das Verfahren 700 das vollständige Schließen des EBV, während die Kraftmaschine herunterfährt. Das vollständige Schließen des EBV, während die Kraftmaschine herunterfährt, kann vorteilhafterweise die Rückwärtsluftströmung durch den Katalysator und in die Kraftmaschine verringern, während die Kraftmaschine herunterfährt. Eine solche Rückwärtsluftströmung durch den Katalysator kann unerwünscht sein, da sie die Katalysatorverschlechterung erhöhen kann. Ich denke, das Verstopfen des Katalysators nach dem Kraftmaschinenabschalten ist eine interessante Idee. Ich kann mir nur keinen annehmbaren Grund dafür ausdenken.
Nach 708 geht das Verfahren 700 zu 710 weiter. Bei 710 umfasst das Verfahren 700 das Steuern des EBV in eine Vorgabeposition, wenn die Kraftmaschinendrehzahl unter einen Schwellenwert fällt. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl unter den Schwellenwert fällt, kann eine Unterbrechung erzeugt werden, die die Steuerung des EBV in die Vorgabeposition veranlasst. In einigen Beispielen ist die Vorgabeposition eine vollständig offene oder im Wesentlichen offene Position. Nach 710 endet das Verfahren 700.
8 ist ein Diagramm 800, das die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und den Zündfunkenzeitpunkt während eines Kraftmaschinenkaltstarts gemäß einer Beispielausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Zeit ist auf der horizontalen Achse dargestellt und die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und der Zündfunkenzeitpunkt sind auf der vertikalen Achse dargestellt. Die Kurve 802 stellt die EBV-Position dar, die Kurve 804 stellt die Einlassdrosselklappenposition dar und die Kurve 806 stellt den Zündfunkenzeitpunkt dar.
Mit Bezug auf die Kurve 802 ist die EBV-Position während eines Kraftmaschinenkaltstarts dargestellt. Vor dem Zeitpunkt T₁ kann die Kraftmaschine abgeschaltet sein und das EBV kann sich in einer Vorgabeposition befinden, die bei 808 angegeben ist. Im dargestellten Beispiel kann die Vorgabeposition 808 eine zweite teilweise offene Position sein, die eine Position mit einem größeren Öffnungsgrad im Vergleich zu einer ersten teilweise offenen Position sein kann. Zum Zeitpunkt T₁ kann die Kraftmaschine gestartet werden (z. B. wenn der Fahrer einen Schlüssel in der Zündung dreht). An diesem Punkt kann das EBV vollständig geöffnet werden, um das Anlassen der Kraftmaschine zu erleichtern. Zum Zeitpunkt T₂ kann die Kraftmaschine von der Anlassphase zur Anlaufphase übergehen. An diesem Punkt kann das EBV vollständig geschlossen werden, um die Katalysatorerwärmung zu beschleunigen. Das EBV kann bis zum Zeitpunkt T₃ vollständig geschlossen bleiben, der dem Zeitpunkt entsprechen kann, zu dem eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen vollendet wurde. Wie vorstehend in Bezug auf das Verfahren 400 erörtert, kann die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen eine Anzahl von Verbrennungsereignissen sein, nach denen die Kraftmaschine typischerweise eine maximale Anlaufgeschwindigkeit erreicht hat. Wenn die Katalysatortemperatur zu diesem Zeitpunkt größer ist als ein Schwellenwert, kann das EBV in eine vorbestimmte Position 810 geöffnet werden. Wie gezeigt, kann die vorbestimmte Position eine erste teilweise offene Position sein. Das EBV kann während des Kraftmaschinenleerlaufs in der vorbestimmten Position bleiben, um die Beschleunigung der Katalysatorerwärmung fortzusetzen.
Wie durch die Kurve 804 gezeigt, kann sich vor dem Zeitpunkt T₁ die Einlassdrosselklappe in einer Vorgabeposition 814 befinden. In dem in 8 gezeigten Beispiel ist die Vorgabeposition 814 eine erste teilweise offene Position, um die verringerte Luftströmung durch die Kraftmaschine aufgrund der zweiten teilweise offenen Position des EBV vor dem Zeitpunkt T₁ zu kompensieren. Nach dem Zeitpunkt T₁ während des Anlassens kann die Einlassdrosselklappe anfänglich vollständig geschlossen werden, um das Anlassen durch Erhöhen des Einlasskrümmer-Unterdrucks zu erleichtern. Sobald der Einlasskrümmer-Unterdruck einen Schwellenwert erreicht, kann jedoch das Öffnungsausmaß der Einlassdrosselklappe erhöht werden, um die Luftströmung zur Kraftmaschine zu erhöhen, bis das Anlassen zum Zeitpunkt T₂ vollendet ist. Dann kann zum Zeitpunkt T₂ die Einlassdrosselklappe vollständig geöffnet werden, um die verringerte Luftströmung durch die Kraftmaschine aufgrund der vollständig geschlossenen Position des EBV zu kompensieren. In dem in 8 dargestellten Beispiel hat die Katalysatortemperatur vor dem Zeitpunkt T₃ über einen Schwellenwert (z. B. einen Anspringschwellenwert) zugenommen. Zum Zeitpunkt T₃ kann folglich das EBV auf die vorbestimmte Position (z. B. eine erste teilweise offene Position in dem Beispiel von 8) gesteuert werden und die Einlassdrosselklappe kann auf eine vorbestimmte Position 816 (z. B. eine zweite teilweise offene Position in dem Beispiel von 8) gesteuert werden, um die verringerte Kraftmaschinenluftströmung aufgrund des teilweisen Verschlusses des EBV zu kompensieren. Die Einlassdrosselklappe kann während des Kraftmaschinenleerlaufs in der vorbestimmten Position bleiben, wie gezeigt.
Der Zündfunkenzeitpunkt kann auch in Reaktion auf das Schließen des EBV eingestellt werden. Wie durch die Kurve 806 dargestellt, kann beispielsweise der MBT 812 beim Kraftmaschinenstart zum Zeitpunkt T₁ und während des Anlassens verwendet werden. Wenn jedoch das EBV zum Zeitpunkt T₂ vollständig geschlossen wird, kann der Zündfunkenzeitpunkt vom MBT vorverstellt werden, um die Verbrennungsinstabilität zu verringern, die sich ergeben kann, wenn sich das EBV schließt. Sobald sich das EBV-Ventil zum Zeitpunkt T₃ in die vorbestimmte Position öffnet, kann die Zündfunkenzeitpunktvorverstellung geringfügig verringert werden, da weniger Verringerung der Verbrennungsinstabilität erforderlich sein kann. Es ist zu erkennen, dass in anderen Beispielen, beispielsweise während Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, unter denen die Verbrennungsinstabilität weniger wahrscheinlich ist, der Zündfunkenzeitpunkt statt dessen vom MBT verzögert werden kann, während der Katalysator unter einer Betriebstemperatur liegt, um die Erzeugung von überschüssiger Wärme, um den Katalysator zu erwärmen, zu unterstützen.
9 ist ein Diagramm 900, das den Pegel des gespeicherten Unterdrucks, die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und den Zündfunkenzeitpunkt während des Kraftmaschinenbetriebs einer Beispielausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Zeit ist auf der horizontalen Achse dargestellt und der Pegel des gespeicherten Unterdrucks, die EBV-Position, die Einlassdrosselklappenposition und der Zündfunkenzeitpunkt sind auf der vertikalen Achse dargestellt. Die Kurve 902 stellt den gespeicherten Unterdruck dar, die Kurve 904 stellt die EBV-Position dar, die Kurve 906 stellt die Einlassdrosselklappenposition dar und die Kurve 908 stellt den Zündfunkenzeitpunkt dar. Während das Diagramm 800 von 8 auf einen Kraftmaschinenkaltstart gerichtet ist, ist das Diagramm 900 auf einen normalen Kraftmaschinenbetrieb, z. B. einen Kraftmaschinenbetrieb nach dem Starten, wenn sich das Fahrzeug bewegt, gerichtet.
Mit Bezug auf die Kurve 902 ist der Pegel des gespeicherten Unterdrucks dargestellt. Der Pegel des gespeicherten Unterdrucks kann sich in einigen Beispielen auf den in einem Unterdruckreservoir wie z. B. dem Unterdruckreservoir 177 von 1 gespeicherten Unterdruck beziehen. In anderen Beispielen kann sich der Pegel des gespeicherten Unterdrucks auf eine Gesamtmenge an Unterdruck, der in verschiedenen Unterdruckspeicherelementen des Fahrzeugsystems gespeichert ist, beziehen. Wie gezeigt, fällt zum Zeitpunkt T₁ die Menge an gespeichertem Unterdruck unter einen Schwellenwert 910. Der Schwellenwert 910 kann ein vorbestimmter Schwellenwert sein, der einem minimalen Pegel an gespeichertem Unterdruck entspricht, der erforderlich ist, um den Betrieb von durch Unterdruck betätigten Kraftmaschinenkomponenten wie z. B. eines Bremskraftverstärkers, von durch Unterdruck betätigten Ventilen usw. zu ermöglichen. An diesem Punkt kann die EBV-Position gesteuert werden, um einen Unterdruck über eine Strömung von Abgas durch einen Ejektor zu erzeugen, der parallel zum EBV angeordnet ist, wie z. B. der Ejektor 168 von 1, wie nachstehend mit Bezug auf die Kurve 904 beschrieben wird. Bis zum Zeitpunkt T₂ hat die Menge an gespeichertem Unterdruck über den Schwellenwert 910 zugenommen, und er bleibt bis zum Zeitpunkt T₃ über dem Schwellenwert, an welchem Punkt er wieder unter den Schwellenwert fällt (z. B. aufgrund von plötzlichem Bremsen oder aufgrund dessen, dass die Last an einem oder mehreren durch Unterdruck betätigten Ventilen zunimmt). Wieder kann, wie nachstehend beschrieben, das EBV geschlossen werden, um einen Ejektor-Unterdruck zu erzeugen, um den gespeicherten Unterdruck nachzufüllen. Bis zum Zeitpunkt T₄ hat die Menge an gespeichertem Unterdruck wieder über den Schwellenwert 910 zugenommen.
Mit Bezug auf die Kurve 904 ist die EBV-Position während des normalen Kraftmaschinenbetriebs (z. B. nach dem Kraftmaschinenstart und vor dem Kraftmaschinenabschalten) dargestellt. Zum Zeitpunkt T₁, wenn die Menge an gespeichertem Unterdruck unter den Schwellenwert 910 fällt, kann das EBV für eine erste Dauer in eine erste Position 912 gesteuert werden. Das Verfahren 500 kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn die Menge des gespeicherten Unterdrucks unter den Schwellenwert 910 fällt, und der Grad und die Dauer des EBV-Verschlusses, die bei 504 bestimmt werden, können der ersten Position und der ersten Dauer entsprechen. In dem im Diagramm 900 gezeigten Beispiel kann die erste Position eine erste teilweise offene Position sein. Nach der ersten Dauer zum Zeitpunkt T₂ hat die Menge an gespeichertem Unterdruck über den Schwellenwert 910 zugenommen und das EBV wird von der ersten Position in eine vollständig offene Position gesteuert, um die Luftströmung durch die Kraftmaschine zu maximieren. Zum Zeitpunkt T₃, wenn die Menge an gespeichertem Unterdruck wieder unter den Schwellenwert fällt, wird jedoch das EBV für eine zweite Dauer in eine zweite Position 914 gesteuert. Die zweite Position und die zweite Dauer können auch in Schritt 504 des Verfahrens 500 bestimmt werden. Wie in 9 gezeigt, während die Menge des gespeicherten Unterdrucks zwischen dem Zeitpunkt T₁ und T₂ kaum unter den Schwellenwert 910 sinkt, sinkt er weiter unter den Schwellenwert 910 zwischen dem Zeitpunkt T₃ und T₄. Wie gezeigt, ist folglich die zweite Position ein größerer Grad des Verschlusses des EBV relativ zur ersten Position und die zweite Dauer ist eine längere Dauer relativ zur ersten Dauer. In diesem Beispiel ist die zweite Position eine vollständig geschlossene Position des EBV, die die Unterdruckerzeugung maximieren kann, da sie sicherstellt, dass eine maximale Menge an Abgas durch einen Ejektor gelenkt wird, der parallel zum EBV angeordnet ist. Wie gezeigt, nimmt zum Zeitpunkt T₄ die Menge an gespeichertem Unterdruck wieder über den Schwellenwert 910 zu und das EBV wird vollständig geöffnet.
Wie durch die Kurve 906 gezeigt, kann sich vor der EBV-Einstellung zum Zeitpunkt T₁ die Einlassdrosselklappe in einer Vorgabeposition 916 befinden. In dem in 9 gezeigten Beispiel ist die Vorgabeposition 916 eine erste teilweise offene Position, die eine geeignete Menge an Luftströmung durch die Kraftmaschine während des normalen Kraftmaschinenbetriebs vorsehen kann. Wenn jedoch das EBV zum Zeitpunkt T₁ in die erste Position 912 eingestellt wird, kann die Einlassdrosselklappe geöffnet werden, um die Luftströmung zum EBV zu erhöhen, während es sich in der ersten Position befindet. Die Einlassdrosselklappe kann dann in die Vorgabeposition 916 zurückkehren, wenn sich das EBV zum Zeitpunkt T₂ erneut öffnet, und in dieser Position bleiben, bis sich das EBV zum Zeitpunkt T₃ schließt, an welchem Punkt sie geöffnet werden kann, um die Luftströmung zum EBV zu erhöhen, während es sich in der zweiten Position befindet. Die Einlassdrosselklappe kann dann offen bleiben, bis sich das EBV zum Zeitpunkt T₄ erneut öffnet. Es ist zu erkennen, dass, wenn das EBV vollständig offen ist, die Einlassdrosselklappe für die EBV-Kompensation nicht erforderlich ist, und folglich die Einlassdrosselklappe gesteuert werden kann, um den Kraftmaschinenbetrieb während dieser Bedingungen zu verbessern. Nach dem Zeitpunkt T₄ ist beispielsweise das EBV offen und die Menge an gespeichertem Unterdruck liegt über dem Schwellenwert 910. An sich kann die Einlassdrosselklappe auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen gesteuert werden, um den Kraftmaschinenbetrieb zu diesem Zeitpunkt zu verbessern. Im dargestellten Beispiel umfasst dies das Vergrößern und dann das Verkleinern der Öffnung der Einlassdrosselklappe, was eine geeignete Reaktion auf ein Fahrerfahrpedaltreten sein kann. In anderen Beispielen kann die Einlassdrosselklappenposition auf der Basis von Kraftmaschinen-Drehmomentanforderungen oder anderen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen während des ganzen Kraftmaschinenbetriebs gesteuert werden, wobei geeignete Versätze addiert werden, um die EBV-Position zu kompensieren, wenn sich das EBV nicht in einer vollständig offenen Position befindet.
Der Zündfunkenzeitpunkt kann auch in Reaktion auf das Schließen des EBV eingestellt werden. Wie durch die Kurve 908 dargestellt, kann beispielsweise der MBT 918 während Bedingungen verwendet werden, unter denen das EBV vollständig offen ist, und der Zündfunkenzeitpunkt kann vom MBT während Bedingungen vorverstellt werden, unter denen das EBV nicht vollständig offen ist. Wenn das EBV in eine erste teilweise offene Position zwischen dem Zeitpunkt T₁ und T₂ geöffnet wird, kann der Zündfunkenzeitpunkt, wie gezeigt, vom MBT vorverstellt werden, um die Verbrennungsinstabilität zu verringern, die sich aufgrund des teilweisen Verschlusses des EBV ergeben kann. Sobald sich das EBV-Ventil zum Zeitpunkt T₂ erneut vollständig öffnet, kann der Zündfunkenzeitpunkt zum MBT 918 zurückkehren. Wenn das EBV zum Zeitpunkt T₃ vollständig geschlossen wird, kann dann der Zündfunkenzeitpunkt weiter vom MBT (relativ zur Vorzündung zwischen dem Zeitpunkt T₁ und T₂) vorverstellt werden, um die Verringerung der Verbrennungsinstabilität zu maximieren. In anderen Beispielen kann jedoch der Zündfunkenzeitpunkt in anderen Weisen gesteuert werden, um die Verbrennungsinstabilität zu verringern und den Kraftmaschinenbetrieb zu verbessern, oder der Zündfunkenzeitpunkt kann unabhängig von der EBV-Position gesteuert werden.

Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen Beispielsteuer- und Abschätzroutinen bei verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier 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 Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen. Zeichenerklärung Fig. 7

702	Letztes Verbrennungsereignis vollendet?
N	NEIN
704	Letzter Abgasimpuls am EBV vorbei nach außen gedrängt?
706	EBV vollständig öffnen, bis letzter Abgasimpuls am EBV vorbei nach außen gedrängt ist
708	EBV vollständig schleißen, während Kraftmaschine herunterfährt
710	Wenn Kraftmaschinendrehzahl unter einen Schwellenwert fällt, EBV in Vorgabeposition steuern

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Leiten von Abgas stromabwärts eines Katalysators durch ein Abgasgegendruckventil (EBV) und einen Ejektor, die parallel angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Liefern eines durch den Ejektor erzeugten Unterdrucks zu einem oder mehreren Unterdruckverbrauchern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Steuern der EBV-Position auf der Basis eines gewünschten Abgasgegendrucks umfasst, wobei der gewünschte Abgasgegendruck auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und dem gespeicherten Unterdruck basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Steuern der EBV-Position auf der Basis der Verbrennungsereigniszahl für eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen nach dem Kraftmaschinenstart umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Steuern der EBV-Position auf der Basis einer Menge an erforderlicher Unterdrucknachfüllung nach der Katalysatoraufwärmung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Steuern der EBV-Position auf der Basis einer gewünschten Katalysatorregenerationsluftströmung und -temperatur während der Katalysatorregeneration umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das vollständige Öffnen des EBV nach der Vollendung eines letzten Verbrennungsereignisses vor dem Kraftmaschinenabschalten, das vollständige Schließen des EBV, während die Kraftmaschine herunterfährt, nach einem letzten Abgasimpuls und das Steuern des EBV in eine Vorgabeposition, nachdem die Kraftmaschine herunterfährt, umfasst.
System für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: ein Abgasgegendruckventil (EBV) stromabwärts eines Katalysators in einem Auslassdurchgang, wobei der Katalysator stromabwärts einer Turboladerturbine liegt; und einen Unterdruck erzeugenden Ejektor, der parallel zum EBV angeordnet ist.
System nach Anspruch 8, wobei der Ejektor mit einem oder mehreren Unterdruckverbrauchern in Verbindung steht.
System nach Anspruch 9, wobei die EBV-Position von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und vom gespeicherten Unterdruck abhängt.
System nach Anspruch 9, wobei die Einlassdrosselklappenposition und der Zündfunkenzeitpunkt von der EBV-Position abhängen.
System nach Anspruch 9, das ferner einen Ladedruckbegrenzer umfasst, der parallel zur Turbine angeordnet ist.
System nach Anspruch 9, wobei der Katalysator ein Dreiwege-Katalysator ist.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Position eines Abgasgegendruckventils (EBV) stromabwärts eines Katalysators in einem Auslassdurchgang auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und des gespeicherten Unterdrucks; und Leiten von Abgas durch einen Ejektor, der parallel zum EBV angeordnet ist, in einer Menge in Abhängigkeit von der EBV-Position.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts und der Drosselklappenposition auf der Basis der EBV-Position umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner das Liefern des durch den Ejektor erzeugten Unterdrucks zu einem oder mehreren Unterdruckverbrauchern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einstellen der EBV-Position während eines Kaltstarts das Steuern der EBV-Position auf der Basis einer Verbrennungsereigniszahl für eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen nach dem Kraftmaschinenstart umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einstellen der EBV-Position während der Katalysatorregeneration das Bestimmen des Grades und der Dauer des EBV-Verschlusses auf der Basis der gewünschten Katalysatorregenerationsluftströmung und der gewünschten Katalysatorregenerationstemperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einstellen der EBV-Position während des Kraftmaschinenabschaltens das vollständige Öffnen des EBV nach der Vollendung eines letzten Verbrennungsereignisses vor dem Kraftmaschinenabschalten, das vollständige Schließen des EBV, während die Kraftmaschine herunterfährt, nach einem letzten Abgasimpuls und das Steuern des EBV in eine Vorgabeposition, nachdem die Kraftmaschine herunterfährt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, das ferner das Verkleinern der Öffnung des EBV, wenn der gespeicherte Unterdruck unter einen Schwellenwert fällt, umfasst.