Brennkraftmaschinen können mit Rückführung von Abgasen aus einem Abgassystem einer Kraftmaschine in ein Ansaugsystem der Kraftmaschine arbeiten, ein Verfahren, das als Abgasrückführung (AGR) bezeichnet wird, um regulierte Emissionen zu reduzieren. In einer per Turbolader aufgeladenen Kraftmaschine, die eine Turbine und einen Kompressor aufweist, können Abgase durch ein Hochdruck(HD)-AGR-System und/oder ein Niederdruck(ND)-AGR-System zurückgeführt werden. In einem HD-AGR-System werden Abgase von stromaufwärts der Turbine angesaugt und mit Ansaugluft stromabwärts des Kompressors vermischt. In einem ND-AGR-System werden Abgase von stromabwärts der Turbine angesaugt und mit Ansaugluft stromaufwärts des Kompressors vermischt. Internal combustion engines may operate with recirculation of exhaust gases from an engine exhaust system into an engine induction system, a process referred to as exhaust gas recirculation (EGR), to reduce regulated emissions. In a supercharged turbocharged engine having a turbine and a compressor, exhaust gases may be recirculated through a high pressure (HD) AGR system and / or a low pressure (ND) AGR system. In an HP EGR system, exhaust gases are drawn from upstream of the turbine and mixed with intake air downstream of the compressor. In a LP EGR system, exhaust gases are drawn from downstream of the turbine and mixed with intake air upstream of the compressor.
Das AGR-System kann mit einem Kompressorrückführventil (Compressor Recirculation Valve, CRV) ausgestattet sein, das in einem CRV-Kanal enthalten ist. Im geöffneten Zustand kann das CRV dazu dienen, Kompressorstöße unter bestimmten Bedingungen zu reduzieren, indem das Ansauggemisch stromabwärts des Kompressors zurück in den Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors geführt wird. The EGR system may be equipped with a Compressor Recirculation Valve (CRV) contained in a CRV channel. In the open state, the CRV may serve to reduce compressor shocks under certain conditions by feeding the intake mixture downstream of the compressor back into the intake passage upstream of the compressor.
In mit ND-AGR-Systemen ausgestatteten Kraftmaschinen jedoch, CRV, enthält der Kompressorumgehungsstrom AGR und damit auch Kohlenstoffruß, Öl und Wasser. Bei größeren Rückströmen durch den CRV-Kanal kann es sein, dass AGR-haltige Luft in den Ansaugluftfilter gelangt, was eine Verschmutzung und einen vorzeitigen Ausfall des Filters verursachen kann, insbesondere in Systemen mit kleinem Volumen zwischen dem Luftfilter und dem Kompressor. Dies ist besonders problematisch, da Kraftmaschinen mit ND-AGR-Systemen nahe an Kompressorstoßbedingungen arbeiten können, die unter Beschleunigungsbedingungen oder wenn auf hohe Last unmittelbar eine plötzliche Verlangsamung folgt ein hohes Rückstromvolumen erfordern.However, in engine equipped with ND-EGR systems, CRV, the compressor bypass flow contains EGR and thus carbon soot, oil and water. With larger return flows through the CRV duct, EGR-containing air may enter the intake air filter, which may cause contamination and premature failure of the filter, particularly in small volume systems between the air cleaner and the compressor. This is particularly problematic because engines with LP EGR systems can operate close to compressor surge conditions that require high return flow volumes under acceleration conditions or when sudden high deceleration immediately follows high deceleration.
Die Erfinder haben hier die vorgenannten Probleme erkannt und zahlreiche Lösungsansätze entwickelt, um diese mindestens teilweise zu beheben. In einem Beispiel, ein Verfahren zum Regeln des Luftflusses durch einen Kompressorrückführkanal, umfassend: während einer ersten Bedingung: Reduzieren des Luftflusses durch einen Kompressorrückführkanal basierend auf einer Marge, wobei die Marge auf einem Luftdurchfluss am Kompressoreinlass, einem Luftdurchfluss durch den Kompressorrückführkanal und einem AGR-Durchfluss basiert. Auf diese Weise kann der CRV-Rückführstrom so geregelt werden, dass er kleiner ist als die Menge, die potenziell in einen Luftfilter zurückströmen könnte, der in dem Luftansaugkanal angeordnet ist, wodurch verhindert wird, dass in dem CRV-Rückführstrom enthaltene AGR-Gase den Luftfilter mit Ruß, Öl und Wasser verschmutzen.The inventors have recognized the above-mentioned problems and have developed numerous solutions in order to remedy them at least partially. In one example, a method of controlling airflow through a compressor return passage, comprising: during a first condition, reducing airflow through a compressor return passage based on a margin, the margin being based on an airflow at the compressor inlet, an airflow through the compressor return passage, and an EGR Flow based. In this way, the CRV recycle stream may be controlled to be less than the amount that could potentially flow back into an air filter disposed in the air intake passage, thereby preventing EGR gases contained in the CRV recycle stream from flowing Pollute air filter with soot, oil and water.
In einem anderen Beispiel ein System für ein Fahrzeug, umfassend: einen Turbolader, der Folgendes umfasst: einen Kompressor, der in einem Ansaugkanal angeordnet ist, und eine Turbine, die in einem Abgaskanal angeordnet ist; ein Niederdruck-Abgasrückführungs(AGR)-System, das einen AGR-Kanal aufweist, der den Abgaskanal mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors verbindet; einen Kompressorrückführkanal, der den Ansaugkanal stromabwärts des Kompressors mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors verbindet; eine Steuerung, die Anweisungen enthält, um den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal zu reduzieren, basierend auf einer Marge, wobei die Marge auf einem Luftdurchfluss am Kompressoreinlass abzüglich des Luftdurchflusses durch den Kompressorrückführkanal sowie ferner abzüglich eines AGR-Durchflusses durch den AGR-Kanal basiert. Auf diese Weise reduziert das System die Menge des AGR-haltigen CRV-Rückführstroms, der in den Luftansaugkanal gelangen kann, ungeachtet räumlicher Einschränkungen in der Kraftmaschine, die das Luftansaugvolumen begrenzen. Diese Menge zu reduzieren kann es erlauben, das AGR-System zu verwenden und gleichzeitig die Konzentration von Verunreinigungen zu reduzieren, die einen im Luftansaugkanal angeordneten Filter verschmutzen können.In another example, a system for a vehicle, comprising: a turbocharger, comprising: a compressor disposed in an intake passage and a turbine disposed in an exhaust passage; a low pressure exhaust gas recirculation (EGR) system having an EGR passage connecting the exhaust passage to the intake passage upstream of the compressor; a compressor return passage connecting the intake passage downstream of the compressor to the intake passage upstream of the compressor; a controller including instructions to reduce airflow through the compressor return passage based on a margin, the margin based on an airflow at the compressor inlet less the airflow through the compressor return passage, and further less EGR flow through the EGR passage. In this way, the system reduces the amount of EGR-containing CRV return flow that can enter the air intake passage, regardless of space constraints in the engine that limit air intake volume. Reducing this amount may allow the use of the EGR system while reducing the concentration of contaminants that may contaminate a filter located in the air intake duct.
In noch einem anderen Beispiel ein Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: unter einer ersten Bedingung, wenn ein Kompressorrückführventil geöffnet ist: Messen eines Luftdurchflusses am Kompressoreinlass; Messen eines Luftdurchflusses durch einen Kompressorrückführkanal; Messen eines AGR-Durchflusses durch einen Niederdruck-AGR-Kanal; Bestimmen eines Wertes für eine Marge basierend auf aktuellen Werten für den Luftdurchfluss am Kompressoreinlass, den Luftdurchfluss durch den Kompressorrückführkanal und den AGR-Durchfluss durch den Niederdruck-AGR-Kanal; Schließen des Kompressorrückführventils, wenn der Wert für die Marge niedriger als ein Schwellwert ist. Auf diese Weise können Luftdruck und Luft-/Gasdurchfluss in den Luftansaug- und AGR-Systemen einer Kraftmaschine kontinuierlich beobachtet und basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine angepasst werden, um großvolumige Rückstromereignisse zu vermeiden, die dazu führen könnten, dass AGR-haltige Gase Komponenten verschmutzen, die im Luftansaugsystem angeordnet sind, etwa einen Luftfilter. In yet another example, a method for an engine, comprising: under a first condition, when a compressor recirculation valve is opened: measuring an airflow at the compressor inlet; Measuring an air flow through a compressor return duct; Measuring an EGR flow through a low pressure EGR passage; Determining a value for a margin based on current values of airflow at the compressor inlet, airflow through the compressor return passage, and EGR flow through the low pressure EGR passage; Closing the compressor return valve if the value for the margin is lower than a threshold. In this way, air pressure and air / gas flow in the air intake and EGR systems of an engine may be continuously monitored and adjusted based on engine operating conditions to avoid large volume backflow events that could cause EGR-containing gases to contaminate components , which are arranged in the air intake system, such as an air filter.
Die vorstehend erwähnten Vorteile und andere Vorteile sowie Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung leicht erkennbar – sei es für sich alleine genommen oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.The above-mentioned advantages and other advantages as well as features of the present description are detailed in the following Description easily recognizable - be it on its own or in conjunction with the accompanying drawings.
Die Figuren zeigen:The figures show:
1 zeigt eine Schemazeichnung eines doppelt turbogeladenen Kraftmaschinensystems, das ein ND-AGR-System aufweist. 1 shows a schematic diagram of a double turbocharged engine system having an LP-EGR system.
2 zeigt eine Schemazeichnung für einen Teil des Luftansaugsystems des Kraftmaschinensystems mit zwei Turboladern von 1. 2 shows a schematic drawing for a part of the air intake system of the engine system with two turbochargers of 1 ,
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein allgemeines Verfahren zum Regeln des Gasflusses durch einen CRV-Kanal. 3 FIG. 10 shows a flow chart for a general method for controlling the flow of gas through a CRV channel.
4 zeigt einen Zeitverlauf für den Betrieb eines turbogeladenen Kraftmaschinensystems mittels des in 3 dargestellten Verfahrens. 4 shows a time course for the operation of a turbocharged engine system by means of in 3 illustrated method.
Die nachstehende Beschreibung betrifft das Regeln des Flusses durch einen Kompressorrückführventilkanal während des Betriebs einer turbogeladenen Brennkraftmaschine. Wie in der beispielhaften Ausführungsform von 1 gezeigt, kann ein Kraftmaschinensystem zwei Zweige aufweisen, die jeweils mit einem Turbolader und einem AGR-System ausgerüstet sind. Wie in 2 noch genauer gezeigt, kann jeder Zweig in verschiedene Segmente und Abschnitte untergliedert sein, wobei in jedem Abschnitt Sensoren angeordnet sind, um den lokalen Luft- und Gasdurchfluss und/oder den lokalen Luft- und Gasdruck zu messen. Durch das Beobachten des lokalen Luft- und Gasdurchflusses und -drucks besteht die Möglichkeit, eine Verschmutzung eines Luftfilters in der Kraftmaschine zu verringern, indem der Fluss durch einen Kompressorrückführventilkanal geregelt wird, wie anhand eines beispielhaften Verfahrens in 3 gezeigt. 4 zeigt einen beispielhaften Zeitablauf bei Verwendung des Verfahrens von 3 zum Regeln der turbogeladenen Kraftmaschine von 1 und 2.The following description relates to regulating flow through a compressor recirculation valve passage during operation of a turbocharged internal combustion engine. As in the exemplary embodiment of 1 As shown, an engine system may include two branches, each equipped with a turbocharger and an EGR system. As in 2 shown in more detail, each branch may be subdivided into different segments and sections, with sensors arranged in each section to measure local air and gas flow and / or local air and gas pressure. By observing the local air and gas flow and pressure, it is possible to reduce fouling of an air filter in the engine by controlling the flow through a compressor recirculation valve passage as per an example method 3 shown. 4 shows an exemplary timing when using the method of 3 for controlling the turbocharged engine of 1 and 2 ,
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turbogeladenen Kraftmaschinensystems 100, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 und zwei Turbolader 120 und 130, die identisch sein können, aufweist. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann das Kraftmaschinensystem 100 Teil des Antriebssystems eines Personenkraftfahrzeugs sein. Auch wenn hier nicht dargestellt, können auch andere Kraftmaschinenkonfigurationen wie etwa eine Kraftmaschine mit nur einem Turbolader verwendet werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. 1 shows a schematic representation of an exemplary turbocharged engine system 100 that is a multi-cylinder internal combustion engine 10 and two turbochargers 120 and 130 which may be identical. As a non-limiting example, the engine system 100 Be part of the propulsion system of a passenger vehicle. Although not shown, other engine configurations, such as a single turbocharged engine, may be used without departing from the scope of the present invention.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann zumindest teilweise von einer Steuerung 12 gesteuert werden, sowie durch Eingaben von einem Fahrzeugbediener 190 über eine Eingabevorrichtung 192. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 192 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 194 für das Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der Folgendes aufweist: eine Mikroprozessoreinheit, Eingabe-/Ausgabe-Ports, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte (z. B. Festwertspeicherchip), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Erhaltungsspeicher und einen Datenbus. Das Speichermedium Festwertspeicher kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, welche nichtflüchtige Anweisungen repräsentieren, die von einem Mikroprozessor ausgeführt werden können, um die nachfolgend beschriebenen Routinen sowie andere Varianten durchzuführen, die vorausgesehen werden, aber nicht speziell aufgeführt sind. Die Steuerung 12 kann dafür ausgelegt sein, Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 165 zu empfangen und Steuersignale an eine Vielzahl von Stellgliedern 175 (wovon verschiedene Beispiele hier beschrieben werden) zu senden. Andere Stellglieder, etwa verschiedene zusätzliche Ventile und Drosseln, können an verschiedenen Stellen im Kraftmaschinensystem 100 angebracht sein. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Stellglieder auslösen als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten, basierend auf darin programmierten Anweisungen oder Codes gemäß einer oder mehrerer Routine(n). Eine beispielhafte Steuerroutine ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.The engine system 100 can be at least partially controlled by a controller 12 controlled by inputs from a vehicle operator 190 via an input device 192 , In this example, the input device includes 192 an accelerator pedal and a pedal position sensor 194 for generating a proportional pedal position signal PP. The control 12 may be a microcomputer comprising: a microprocessor unit, input / output ports, an executable program electronic storage medium and calibration values (e.g., read only memory chip), a random access memory, a sustain memory, and a data bus. The storage medium read only memory may be programmed with computer readable data representing nonvolatile instructions that may be executed by a microprocessor to perform the routines described below as well as other variants that are anticipated but not specifically listed. The control 12 can be configured to receive information from a variety of sensors 165 to receive and control signals to a plurality of actuators 175 (various examples of which are described here). Other actuators, such as various additional valves and throttles, may be located at various locations in the engine system 100 to be appropriate. The control 12 may receive input data from various sensors that process input data and trigger the actuators in response to the processed input data based on instructions or codes programmed therein according to one or more routines. An exemplary control routine is described below with reference to FIG 3 described.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann Luft über den Ansaugkanal 140 aufnehmen. Wie in 1 gezeigt, kann der Ansaugkanal 140 einen Luftfilter 156 und eine SLS-Drossel (SLS = Sekundärluftsystem) 115 aufweisen. Die SLS-Drossel 115 kann dafür ausgelegt sein, die ND-AGR-Flussmenge anzupassen und zu regeln. Die Position der SLS-Drossel 115 kann vom Steuersystem über ein Drosselstellglied 117 angepasst werden, das in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung 12 steht. The engine system 100 can air over the intake duct 140 take up. As in 1 shown, the intake port 140 an air filter 156 and a SLS throttle (SLS = secondary air system) 115 exhibit. The SLS throttle 115 may be configured to adjust and regulate the ND-EGR flow rate. The position of the SLS throttle 115 can be from the control system via a throttle actuator 117 adapted to be in communication with the controller 12 stands.
Mindestens ein Teil der Ansaugluft kann über einen ersten Zweig des Ansaugkanals 140 zu einem Kompressor 122 des Turboladers 120 geleitet werden wie bei 142 gezeigt, und mindestens ein Teil der Ansaugluft kann über einen zweiten Zweig des Ansaugkanals 140 zu einem Kompressor 132 des Turboladers 130 geleitet werden wie bei 144 gezeigt. Entsprechend weist das Kraftmaschinensystem 100 ein Niederdruck-SLS-System 191 stromaufwärts der Kompressoren 122 und 132 sowie ein Hochdruck-SLS-System 193 stromabwärts der Kompressoren 122 und 132 auf.At least a portion of the intake air may be via a first branch of the intake passage 140 to a compressor 122 of the turbocharger 120 be directed as at 142 shown, and at least a portion of the intake air via a second branch of the intake passage 140 to a compressor 132 of the turbocharger 130 be directed as at 144 shown. Accordingly, the engine system 100 a low-pressure SLS system 191 upstream of the compressors 122 and 132 as well as a high-pressure SLS system 193 downstream of the compressors 122 and 132 on.
Der erste Teil der gesamten Ansaugluft kann durch den Kompressor 122 verdichtet werden, von dem aus sie über den Ansaugkanal 146 in den Ansaugkrümmer 160 bereitgestellt werden kann. So bilden die Ansaugkanäle 142 und 146 einen ersten Zweig des Luftansaugsystems der Kraftmaschine. In ähnlicher Weise kann ein zweiter Teil der gesamten Ansaugluft durch den Kompressor 132 verdichtet werden, von dem aus sie über den Ansaugkanal 148 in den Ansaugkrümmer 160 bereitgestellt werden kann. So bilden die Ansaugkanäle 144 und 148 einen zweiten Zweig des Luftansaugsystems der Kraftmaschine. Wie in 1 gezeigt, kann die Ansaugluft aus den Ansaugkanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Ansaugkanal 149 wieder zusammengeführt werden, bevor sie in den Ansaugkrümmer 160 gelangt, von wo sie an die Kraftmaschine bereitgestellt wird. In einigen Beispielen kann der Ansaugkrümmer 160 einen Ansaugkrümmer-Drucksensor 182, um einen Krümmerdruck (Manifold Pressure, MAP) zu schätzen, und/oder einen Ansaugkrümmer-Temperatursensor 183, um eine Krümmerlufttemperatur (Manifold Air Temperature, MCT) zu schätzen, aufweisen, die beide mit der Steuerung 12 kommunizieren. In dem dargestellten Beispiel weist der Ansaugkanal 149 auch einen Luftkühler 154 und eine Drossel 158 auf. Die Position der Drossel 158 kann durch das Steuersystem über ein Drosselstellglied 157 eingestellt werden, das in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung 12 steht. Wie gezeigt, kann die Drossel 158 in dem Ansaugkanal 149 stromabwärts des Luftkühlers 154 angeordnet sein und dafür ausgelegt sein, den Fluss eines Ansauggasstroms anzupassen, der in die Kraftmaschine 10 gelangt. The first part of the total intake air can be through the compressor 122 from which they are via the intake duct 146 in the intake manifold 160 can be provided. This is how the intake ducts form 142 and 146 a first branch of the air intake system of the engine. Similarly, a second portion of the total intake air may be through the compressor 132 from which they are via the intake duct 148 in the intake manifold 160 can be provided. This is how the intake ducts form 144 and 148 a second branch of the air intake system of the engine. As in 1 shown, the intake air from the intake ports 146 and 148 via a common intake channel 149 be merged again before entering the intake manifold 160 from where it is provided to the engine. In some examples, the intake manifold 160 an intake manifold pressure sensor 182 to estimate a manifold pressure (MAP) and / or an intake manifold temperature sensor 183 to estimate a manifold air temperature (MCT), both with the controller 12 communicate. In the example shown, the intake passage 149 also an air cooler 154 and a throttle 158 on. The position of the throttle 158 can through the control system via a throttle actuator 157 be set in communication with the controller 12 stands. As shown, the throttle can 158 in the intake channel 149 downstream of the air cooler 154 be arranged and adapted to adjust the flow of a suction gas flow, in the engine 10 arrives.
Wie in 1 gezeigt, kann ein Kompressorrückführventil (CRV) 152 in dem CRV-Kanal 150 angeordnet sein, und ein CRV 155 kann in dem CRV-Kanal 151 angeordnet sein. In einem Beispiel können die CRVe 152 und 155 elektropneumatische CRVe (EPCRVe) sein. Die CRVe 152 und 155 können so gesteuert werden, dass sie eine Verringerung des Drucks im Ansaugsystem ermöglichen, wenn die Kraftmaschine aufgeladen wird. Ein erstes Ende des CRV-Kanals 150 kann mit dem Ansaugkanal 144 stromaufwärts des Kompressors 132 verbunden sein, und ein zweites Ende des CRV-Kanals 150 kann mit dem Ansaugkanal 148 stromabwärts des Kompressors 132 verbunden sein. In ähnlicher Weise kann ein erstes Ende des CRV-Kanals 151 mit dem Ansaugkanal 142 stromaufwärts des Kompressors 122 verbunden sein, und ein zweites Ende des CRV-Kanals 151 kann mit dem Ansaugkanal 146 stromabwärts des Kompressors 122 verbunden sein. Je nach einer Position jedes CRV kann die von dem entsprechenden Kompressor verdichtete Luft in den Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors zurückgeführt werden (z.B. Ansaugkanal 144 für Kompressor 132 und Ansaugkanal 142 für Kompressor 122). Beispielsweise kann das CRV 152 geöffnet werden, um verdichtete Luft stromaufwärts des Kompressors 132 wieder zuzuführen, und/oder kann das CRV 155 geöffnet werden, um verdichtete Luft stromaufwärts des Kompressors 122 wieder zuzuführen, um den Druck im Ansaugsystem unter ausgewählten Bedingungen zu senken und die Auswirkungen von Kompressorstoßladungen zu verringern. Die CRVe 155 und 152 können passiv gesteuert werden oder vom Steuersystem aktiv gesteuert werden.As in 1 shown, can a compressor recirculation valve (CRV) 152 in the CRV channel 150 be arranged, and a CRV 155 can in the CRV channel 151 be arranged. In one example, the CRVe 152 and 155 electropneumatic CRVe (EPCRVe). The CRVe 152 and 155 can be controlled so as to allow a reduction in the pressure in the intake system when the engine is being charged. A first end of the CRV channel 150 can with the intake duct 144 upstream of the compressor 132 and a second end of the CRV channel 150 can with the intake duct 148 downstream of the compressor 132 be connected. Similarly, a first end of the CRV channel 151 with the intake channel 142 upstream of the compressor 122 and a second end of the CRV channel 151 can with the intake 146 downstream of the compressor 122 be connected. Depending on a position of each CRV, the air compressed by the respective compressor may be returned to the intake passage upstream of the compressor (eg intake passage) 144 for compressor 132 and intake channel 142 for compressor 122 ). For example, the CRV 152 be opened to compressed air upstream of the compressor 132 refill, and / or can the CRV 155 be opened to compressed air upstream of the compressor 122 to reduce the pressure in the intake system under selected conditions and to reduce the effects of compressor shock loads. The CRVe 155 and 152 can be passively controlled or actively controlled by the control system.
Wie gezeigt, ist ein ND-SLS-Drucksensor 186 an einer Verbindungsstelle der Ansaugkanäle 140, 142 und 144 angeordnet, und ein HD-SLS-Drucksensor 169 ist im Ansaugkanal 149 angeordnet. In anderen vorauszusehenden Ausführungsformen können die Sensoren 186 und 169 an anderen Positionen im ND-SLS- bzw. HD-SLS-System angeordnet sein. Neben anderen Funktionen können Messwerte vom ND-SLS-Drucksensor 186 und HD-SLS-Drucksensor 169 herangezogen werden, um ein Kompressordruckverhältnis zu bestimmen, das ein Faktor bei einer Einschätzung des Kompressorstoßrisikos sein kann.As shown, is an ND-SLS pressure sensor 186 at a junction of the intake ducts 140 . 142 and 144 arranged, and a HD-SLS pressure sensor 169 is in the intake channel 149 arranged. In other anticipated embodiments, the sensors 186 and 169 be arranged at other positions in the ND-SLS or HD-SLS system. Among other features, readings from the ND-SLS pressure sensor 186 and HD-SLS pressure sensor 169 to determine a compressor pressure ratio, which may be a factor in estimating the compressor surge risk.
Die Kraftmaschine 10 kann eine Mehrzahl von Zylindern 14 aufweisen. In dem dargestellten Beispiel weist die Kraftmaschine 10 sechs in V-Konfiguration angeordnete Zylinder auf. Speziell sind die sechs Zylinder in zwei Bänken 13 und 15 angeordnet, wobei jede Bank drei Zylinder aufweist. In alternativen Beispielen kann die Kraftmaschine 10 zwei oder mehr Zylinder aufweisen, etwa 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder. Diese verschiedenen Zylinder können gleichmäßig verteilt und in alternativen Konfigurationen angeordnet sein, etwa V-förmig, in Reihe, Boxer etc. Jeder Zylinder 14 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 ausgerüstet sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine Direkteinspritzdüse im Zylinder. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 166 jedoch auch als im Einlasskanal angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse konfiguriert sein. In einigen Beispielen können sowohl im Einlasskanal als auch im Zylinder angeordnete Direkteinspritzdüsen mit demselben Zylinder der Kraftmaschine gekoppelt sein.The engine 10 may be a plurality of cylinders 14 exhibit. In the example shown, the engine 10 six arranged in V-configuration cylinder. Specifically, the six cylinders are in two banks 13 and 15 arranged, each bank having three cylinders. In alternative examples, the engine may 10 have two or more cylinders, about 4, 5, 8, 10 or more cylinders. These various cylinders may be evenly distributed and arranged in alternative configurations, such as V-shaped, in-line, boxers, etc. Each cylinder 14 can with a fuel injector 166 be equipped. In the example shown, the fuel injector is 166 a direct fuel injector in the cylinder. In other examples, the fuel injector 166 however, also be configured as a fuel injector located in the intake passage. In some examples, both the intake port and the cylinder direct injection nozzles may be coupled to the same cylinder of the engine.
Ansaugluft, die jedem Zylinder 14 (hier auch als Brennkammer 14 bezeichnet) über den gemeinsamen Ansaugkanal 149 zugeführt wird, kann für die Kraftstoffverbrennung genutzt werden, und Verbrennungsprodukte können dann über bankspezifische Abgaskanäle ausgestoßen werden. In dem dargestellten Beispiel kann eine erste Zylinderbank 13 der Kraftmaschine 10 Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen Abgaskanal 17 ausstoßen, und eine zweite Zylinderbank 15 kann Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen Abgaskanal 19 ausstoßen. Intake air to each cylinder 14 (here also as combustion chamber 14 designated) via the common intake passage 149 can be used for fuel combustion, and combustion products can then be discharged via bank-specific exhaust channels. In the illustrated example, a first cylinder bank 13 the engine 10 Combustion products via a common exhaust duct 17 Eject, and a second cylinder bank 15 can combustion products via a common exhaust duct 19 emit.
Die Position der Ansaug- und Abgasventile jedes Zylinders 14 kann über hydraulisch betätigte Heber, die mit Ventilstoßstangen gekoppelt sind, oder mittels eines Nockenprofil-Schaltmechanismus, in dem Nockenbuckel verwendet werden, geregelt werden. In diesem Beispiel können zumindest die Ansaugventile jedes Zylinders 14 mittels Nockenbetätigung mithilfe eines Nockenbetätigungssystems gesteuert werden. Speziell kann das Nockenbetätigungssystem 25 für das Ansaugventil einen oder mehrere Nocken aufweisen und variable(n) Nockenwellenverstellung oder -hub für Ansaug- und/oder Abgasventile verwenden. In alternativen Ausführungsformen können die Ansaugventile per elektrischem Ventilstellantrieb gesteuert werden. In ähnlicher Weise können die Abgasventile mittels Nockenbetätigungssystemen oder elektrischem Ventilstellantrieb betätigt werden.The position of the intake and exhaust valves of each cylinder 14 can be achieved by hydraulically actuated lifts coupled to valve bumpers or by means of a cam profile switching mechanism in which cam lobes are used. In this example, at least the intake valves of each cylinder 14 be controlled by means of cam actuation by means of a cam actuation system. Specifically, the cam actuation system 25 for the intake valve have one or more cams and use variable (n) camshaft adjustment or stroke for intake and / or exhaust valves. In alternative embodiments, the intake valves may be controlled by electric valve actuator. Similarly, the exhaust valves may be actuated by means of cam actuation systems or electric valve actuators.
Verbrennungsprodukte, die von der Kraftmaschine 10 über Abgaskanäle 17 ausgestoßen werden, können durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, die wiederum über die Welle 126 mechanische Arbeit an den Kompressor 122 bereitstellt, um eine Verdichtung der Ansaugluft bereitzustellen. Alternativ können die durch den Abgaskanal 17 strömenden Abgase teilweise oder vollständig über den Turbinenumgehungskanal 123 an der Turbine 124 vorbeigeleitet werden wie durch das Ladedruckregelventil 128 gesteuert. Die Position des Ladedruckregelventils 128 kann durch ein (nicht dargestelltes) Stellglied geregelt werden wie durch die Steuerung 12 angewiesen. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann die Steuerung 12 die Position des Ladedruckregelventils 128 über ein Magnetventil regeln. In diesem speziellen Beispiel kann das Magnetventil einen Druckunterschied empfangen, um anhand des Unterschiedes der Luftdrücke zwischen dem Ansaugkanal 142, der stromaufwärts des Kompressors 122 angeordnet ist, und dem Ansaugkanal 149, der stromabwärts des Kompressors 122 angeordnet ist, die Betätigung des Ladedruckregelventils 128 über das Stellglied zu bewirken. In anderen Beispielen können andere geeignete Lösungsansätze zum Betätigen des Ladedruckregelventils 128 verwendet werden. Combustion products produced by the engine 10 via exhaust ducts 17 can be expelled through the exhaust gas turbine 124 of the turbocharger 120 be guided, in turn, over the wave 126 mechanical work on the compressor 122 provides to provide a compression of the intake air. Alternatively, those through the exhaust duct 17 flowing exhaust gases partially or completely over the turbine bypass passage 123 at the turbine 124 be passed as by the wastegate 128 controlled. The position of the wastegate valve 128 can be controlled by a (not shown) actuator as by the controller 12 reliant. As a non-limiting example, the controller 12 the position of the wastegate valve 128 regulate via a solenoid valve. In this particular example, the solenoid valve may receive a pressure differential to account for the difference in air pressures between the intake passage 142 , the upstream of the compressor 122 is arranged, and the intake passage 149 , which is downstream of the compressor 122 is arranged, the operation of the wastegate valve 128 to effect over the actuator. In other examples, other suitable approaches may be to actuate the wastegate valve 128 be used.
In ähnlicher Weise können Verbrennungsprodukte, die von der Kraftmaschine 10 über Abgaskanäle 19 ausgestoßen werden, durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, die wiederum über die Welle 136 mechanische Arbeit an den Kompressor 132 bereitstellt, um eine Verdichtung der Ansaugluft bereitzustellen, die durch den zweiten Zweig das Ansaugsystems der Kraftmaschine strömt. Alternativ können die durch den Abgaskanal 19 strömenden Abgase teilweise oder vollständig über den Turbinenumgehungskanal 133 an der Turbine 134 vorbeigeleitet werden wie durch das Ladedruckregelventil 138 gesteuert. Die Position des Ladedruckregelventils 138 kann durch ein (nicht dargestelltes) Stellglied geregelt werden wie durch die Steuerung 12 angewiesen. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann die Steuerung 12 die Position des Ladedruckregelventils 138 über ein Magnetventil regeln. In diesem speziellen Beispiel kann das Magnetventil zwischen Luftdrücken in dem Ansaugkanal 144, der stromaufwärts des Kompressors 132 angeordnet ist, und dem Ansaugkanal 149, der stromabwärts des Kompressors 132 angeordnet ist, modulieren, um die Betätigung des Ladedruckregelventils 138 über das Stellglied zu bewirken. In anderen Beispielen können andere geeignete Lösungsansätze als ein Magnetventil zum Betätigen des Ladedruckregelventils 138 verwendet werden.Similarly, combustion products produced by the engine 10 via exhaust ducts 19 be discharged through the exhaust gas turbine 134 of the turbocharger 130 be guided, in turn, over the wave 136 mechanical work on the compressor 132 is provided to provide a compression of the intake air flowing through the second branch of the intake system of the engine. Alternatively, those through the exhaust duct 19 flowing exhaust gases partially or completely over the turbine bypass passage 133 at the turbine 134 be passed as by the wastegate 138 controlled. The position of the wastegate valve 138 can be controlled by a (not shown) actuator as by the controller 12 reliant. As a non-limiting example, the controller 12 the position of the wastegate valve 138 regulate via a solenoid valve. In this particular example, the solenoid valve may operate between air pressures in the intake passage 144 , the upstream of the compressor 132 is arranged, and the intake passage 149 , which is downstream of the compressor 132 is arranged to modulate the operation of the wastegate valve 138 to effect over the actuator. In other examples, other suitable approaches than a solenoid valve may be to actuate the wastegate valve 138 be used.
Von den Zylindern über den Abgaskanal 19 ausgestoßene Verbrennungsprodukte können über den Abgaskanal 170 stromabwärts der Turbine 134 in die Atmosphäre geleitet werden, während über den Abgaskanal 19 ausgestoßene Verbrennungsprodukte über den Abgaskanal 180 stromabwärts der Turbine 124 in die Atmosphäre geleitet werden. Die Abgaskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtung(en), etwa einen Katalysator, und einen oder mehrere Abgassensor(en) aufweisen. Beispielsweise kann, wie in 1, der Abgaskanal 170 eine Emissionskontrollvorrichtung 129 aufweisen, die stromabwärts der Turbine 124 angeordnet ist, und Abgaskanal 180 kann eine Emissionskontrollvorrichtung 127 aufweisen, die stromabwärts der Turbine 134 angeordnet ist. Die Emissionskontrollvorrichtungen 127 und 129 können selektive, katalytische Reduktionsvorrichtungen (Selective Catalytic Reduction, SCR), Drei-Wege-Katalysatoren (Three Way Catalyst, TWC), NOx-Fallen, verschiedene andere Emissionskontrollvorrichtungen oder Kombinationen davon sein. Ferner können in einigen Ausführungsformen während des Betriebs der Kraftmaschine 10 die Emissionskontrollvorrichtungen 127 und 129 periodisch zurückgesetzt werden, indem beispielsweise mindestens ein Zylinder der Kraftmaschine innerhalb eines bestimmten Luft-/Kraftstoffverhältnisses betrieben wird.From the cylinders over the exhaust duct 19 discharged combustion products can via the exhaust passage 170 downstream of the turbine 134 be directed into the atmosphere while on the exhaust duct 19 discharged combustion products via the exhaust passage 180 downstream of the turbine 124 be directed into the atmosphere. The exhaust ducts 170 and 180 may include one or more exhaust aftertreatment devices, such as a catalyst, and one or more exhaust gas sensors. For example, as in 1 , the exhaust duct 170 an emission control device 129 which are downstream of the turbine 124 is arranged, and exhaust duct 180 can be an emission control device 127 which are downstream of the turbine 134 is arranged. The emission control devices 127 and 129 may be Selective Catalytic Reduction (SCR), Three Way Catalyst (TWC), NOx traps, various other emission control devices, or combinations thereof. Further, in some embodiments, during operation of the engine 10 the emission control devices 127 and 129 be reset periodically, for example, by at least one cylinder of the engine is operated within a certain air / fuel ratio.
Das Kraftmaschinensystem 100 weist ferner Niederdruck(ND)-AGR-Systeme 106 und 108 auf. Das ND-AGR-System 106 leitet einen gewünschten Teil der Abgase aus dem Abgaskanal 180 in den Ansaugkanal 144, während das ND-AGR-System 108 einen gewünschten Teil der Abgase aus dem Abgaskanal 170 in den Ansaugkanal 142 leitet. In der dargestellten Ausführungsform werden AGR-Gase in einen AGR-Kanal 195 von stromabwärts der Turbine 134 an einem Mischpunkt stromaufwärts des Kompressors 132 in den Ansaugkanal 144 geleitet. In ähnlicher Weise werden AGR-Gase in einem AGR-Kanal 197 von stromabwärts der Turbine 124 an einem Mischpunkt stromaufwärts des Kompressors 122 in den Ansaugkanal 142 geleitet. Die für die Ansaugkanäle 144 und 142 bereitgestellte AGR-Menge kann von der Steuerung 12 über AGR-Ventile 119 und 121, die in die ND-AGR-Systeme 106 bzw. 108 gekoppelt sind, variiert werden. In der beispielhaften Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, weist das ND-AGR-System 106 einen AGR-Kühler 111 auf, der stromaufwärts des AGR-Ventils 119 angeordnet ist, und ein ND-AGR-System 108 weist einen AGR-Kühler 113 auf, der stromaufwärts des AGR-Ventils 121 angeordnet ist. Die AGR-Kühler 111 und 113 können Wärme aus den zurückgeführten Abgasen beispielsweise an das Kühlmittel der Kraftmaschine ableiten. The engine system 100 also has low pressure (ND) AGR systems 106 and 108 on. The LP EGR system 106 directs a desired part of the exhaust gases from the exhaust duct 180 in the intake channel 144 while the ND-AGR system 108 a desired part of the exhaust gases from the exhaust duct 170 in the intake channel 142 passes. In the illustrated embodiment, EGR gases become an EGR passage 195 from downstream of the turbine 134 at a mixing point upstream of the compressor 132 in the intake channel 144 directed. Similarly, EGR gases become in an EGR channel 197 from downstream of the turbine 124 at a mixing point upstream of the compressor 122 in the intake channel 142 directed. The for the intake ducts 144 and 142 provided EGR amount may be from the controller 12 about EGR valves 119 and 121 included in the ND-EGR systems 106 respectively. 108 are coupled, be varied. In the exemplary embodiment shown in FIG 1 shows the ND-EGR system 106 an EGR cooler 111 on the upstream of the EGR valve 119 is arranged, and an LP-EGR system 108 has an EGR cooler 113 on the upstream of the EGR valve 121 is arranged. The EGR cooler 111 and 113 For example, heat from the recirculated exhaust gases may be dissipated to the engine coolant.
Der AGR-Verdünnungsprozentsatz der Ansaugluft zu einem gegebenen Zeitpunkt (z. B. das Verhältnis von Verbrennungsgasen zu Luft in einem Ansaugkanal der Kraftmaschine) kann anhand der Ausgaben eines Ansaugsauerstoffsensors 168 definiert werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der Ansaugsauerstoffsensor an einem Verbindungspunkt der Ansaugkanäle 146, 148 und 149 und stromaufwärts des Luftkühlers 154 angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 168 jedoch auch stromabwärts des Luftkühlers 154 oder an einer anderen Stelle im Ansaugkanal 149 angeordnet sein. Der Ansaugsauerstoffsensor 168 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige des Sauerstoffgehalts der Ansaugluft sein, etwa eine lineare Lambdasonde, eine UEGO (Universal oder Widerange Exhaust Gas Oxygen, unbeheizte Lambdasonde) im Ansaugtrakt, eine binäre Lambdasonde etc. Die Steuerung 12 kann den Verdünnungsprozentsatz des AGR-Flusses basierend auf der Rückmeldung von dem Ansaugsauerstoffsensor 168 schätzen. In einigen Beispielen kann die Steuerung dann eines oder mehrere von AGR-Ventil 119, AGR-Ventil 121, SLS-Drossel 115, CRV 152, CRV 155, Ladedruckregelventil 138 und Ladedruckregelventil 128 einstellen, um einen gewünschten AGR-Verdünnungsprozentsatz der Ladeluft zu erzielen. The EGR dilution percentage of the intake air at a given time (eg, the ratio of combustion gases to air in an intake passage of the engine) may be determined from the outputs of an intake oxygen sensor 168 To be defined. In the illustrated embodiment, the intake oxygen sensor is at a connection point of the intake ports 146 . 148 and 149 and upstream of the air cooler 154 arranged. In other embodiments, the sensor 168 but also downstream of the air cooler 154 or elsewhere in the intake duct 149 be arranged. The intake oxygen sensor 168 may be any suitable sensor for providing an indication of the oxygen content of the intake air, such as a linear lambda probe, an UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen, unheated lambda probe) in the intake manifold, a binary lambda probe, etc. The controller 12 may determine the dilution percentage of the EGR flow based on the feedback from the intake oxygen sensor 168 estimate. In some examples, the controller may then include one or more of EGR valves 119 , AGR valve 121 , SLS throttle 115 , CRV 152 , CRV 155 , Wastegate 138 and wastegate 128 to achieve a desired EGR dilution percentage of the charge air.
Es ist einzusehen, dass in alternativen Ausführungsformen die Kraftmaschine 10 ein oder mehrere Hochdruck(HD)-AGR-System(e) ebenso wie die ND-AGR-Systeme aufweisen kann, um mindestens einen Teil der Abgase aus den Abgaskanälen der Kraftmaschine stromaufwärts der Turbinen in den Ansaugtrakt der Kraftmaschine stromabwärts des Kompressors umzuleiten.It will be appreciated that in alternative embodiments, the engine 10 one or more high-pressure (HP) AGR system (s), as well as the LP EGR systems, may divert at least a portion of the exhaust gases from the exhaust ducts of the engine upstream of the turbines into the intake tract of the engine downstream of the compressor.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann neben den vorstehend erwähnten Sensoren verschiedene Sensoren 165 aufweisen. Wie in 1 gezeigt, kann der gemeinsame Ansaugkanal 149 einen Drosseleinlassdruck(Throttle Inlet Pressure, TIP)-Sensor 172, um einen Drosseleinlassdruck (TIP) zu schätzen, und einen Drosseleinlasstemperatur-Sensor 173, um eine Drossellufttemperatur (Throttle Air Temperature, TCT) zu schätzen, aufweisen, die jeweils mit der Steuerung 12 kommunizieren. Das Niederdruck-SLS-System 191 kann einen Temperatursensor 187 und/oder einen Feuchtigkeitssensor 188 aufweisen. Der AGR-Kanal 195 kann einen Temperatursensor 198 aufweisen. In ähnlicher Weise kann der AGR-Kanal 197 einen Temperatursensor 199 aufweisen. Ferner kann, wenngleich hier nicht dargestellt, jeder der Ansaugkanäle 142 und 144 einen Luftmassenfluss-Sensor aufweisen. The engine system 100 In addition to the sensors mentioned above, different sensors can be used 165 exhibit. As in 1 shown, the common intake port 149 a Throttle Inlet Pressure (TIP) sensor 172 to estimate a throttle inlet pressure (TIP) and a throttle inlet temperature sensor 173 to estimate a Throttle Air Temperature (TCT), each with the controller 12 communicate. The low-pressure SLS system 191 can be a temperature sensor 187 and / or a humidity sensor 188 exhibit. The EGR channel 195 can be a temperature sensor 198 exhibit. Similarly, the EGR channel 197 a temperature sensor 199 exhibit. Further, although not shown, each of the intake ports 142 and 144 have an air mass flow sensor.
2 stellt schematisch einen Teil des Luftansaugsystems des Kraftmaschinensystems mit zwei Turboladern von 1 dar. Auch wenn nur ein Zweig des Luftansaugsystems im Detail dargestellt wird, versteht es sich, dass die hier gelieferte Beschreibung für beide Zweige gilt. 2 schematically illustrates a part of the air intake system of the engine system with two turbochargers 1 Although only one branch of the air induction system is shown in detail, it will be understood that the description provided herein applies to both branches.
Wie in 1 und 2 gezeigt, kann der Auslass des CRV-Kanals 150 nahe dem Auslass des AGR-Kanals 195 entlang dem Ansaugkanal 144 des Niederdruck-SLS-Systems 191 angeordnet sein. In dieser Konfiguration kann der CRV-Fluss zurückgeführte Abgase enthalten, wenn das ND-AGR-System aktiv ist. Unter bestimmten Bedingungen kann der CRV-Fluss in den Ansaugkanal 144 zurückströmen. Wenn das Volumen des Rückstroms groß genug ist, kann der CRV-Fluss den Luftfilter 156 erreichen. Der AGR-haltige Rückstrom enthält Kohlenstoffruß, Öl und Wasser, die den Luftfilter verschmutzen und einen vorzeitigen Ausfall des Filters herbeiführen können. Beispielsweise kann es bei hoher Last oder Beschleunigung des Fahrzeugs, auf die eine plötzliche Verlangsamung folgt, zu einem hohen CRV-Durchfluss kommen, zeitgleich damit, dass sich der Durchfluss durch den Kompressor verringert hat. Die Erfinder haben hierin festgestellt, dass durch Beobachtung der Durchflüsse und Drücke stromaufwärts und stromabwärts des CRV 152 möglicherweise Bedingungen, unter denen ein Rückstromereignis den Luftfilter 156 verschmutzen könnte, identifiziert und Maßnahmen zum Reduzieren des Rückstromereignisses ergriffen werden können. Ein beispielhaftes Verfahren zum Beobachten und Steuern des Flusses durch ein CRV wird hier unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.As in 1 and 2 shown, the outlet of the CRV channel 150 near the outlet of the EGR channel 195 along the intake channel 144 of the low-pressure SLS system 191 be arranged. In this configuration, the CRV flow may contain recirculated exhaust gases when the ND-EGR system is active. Under certain conditions, the CRV flow into the intake passage 144 flow back. If the volume of the return flow is large enough, the CRV flow can bypass the air filter 156 to reach. The EGR-containing reflux contains carbon black, oil and water, which can pollute the air filter and cause premature failure of the filter. For example, high load or acceleration of the vehicle followed by a sudden deceleration may result in high CRV flow rate at the same time that the flow through the compressor has decreased. The inventors herein have found that by monitoring the flows and pressures upstream and downstream of the CRV 152 possibly conditions under which a reverse flow event the air filter 156 could be contaminated, identified and measures taken to reduce the backflow event. An exemplary method of monitoring and controlling flow through a CRV is described herein with reference to FIG 3 described.
Wie in 2 gezeigt kann der Ansaugkanal 144 des Niederdruck-SLS in ein Stromaufwärts-Segment 201 und ein Stromabwärts-Segment 202 unterteilt sein. Das Stromaufwärts-Segment 201 weist den Teil des Ansaugkanals 144 zwischen dem Luftfilter 156 und dem Einlass des CRV-Kanals 150 auf. Das Stromabwärts-Segment 202 weist den Teil des Ansaugkanals 144 zwischen dem Einlass des CRV-Kanals 150 und dem Einlass in den Kompressor 132 auf. Das Stromaufwärts-Segment 201 kann ferner in einen ersten Stromaufwärts-Abschnitt 203 und einen zweiten Stromaufwärts-Abschnitt 204 unterteilt sein. Der erste Stromaufwärts-Abschnitt 203 weist den Teil des Ansaugkanals 144 zwischen dem Luftfilter 156 und der SLS-Drossel 115 auf. Der zweite Stromaufwärts-Abschnitt 204 weist den Teil des Ansaugkanals 144 zwischen der SLS-Drossel 115 und dem Einlass des CRV-Kanals 150 auf.As in 2 shown can be the intake 144 of the low-pressure SLS in an upstream segment 201 and a downstream segment 202 be divided. The upstream segment 201 indicates the part of the intake duct 144 between the air filter 156 and the inlet of the CRV channel 150 on. The downstream segment 202 indicates the part of the intake duct 144 between the inlet of the CRV channel 150 and the inlet to the compressor 132 on. The upstream segment 201 may also be in a first upstream section 203 and a second upstream section 204 be divided. The first upstream section 203 indicates the part of the intake duct 144 between the air filter 156 and the SLS throttle 115 on. The second upstream section 204 indicates the part of the intake duct 144 between the SLS throttle 115 and the inlet of the CRV channel 150 on.
Das Volumen des Stromabwärts-Segments 202 kann als konstant betrachtet werden und wird hier als Vabwärts bezeichnet. Die Volumina des ersten Stromaufwärts-Abschnitts 203 und des zweiten Stromaufwärts-Abschnitts 204 können ebenfalls als Konstanten betrachtet werden und werden hier als Vaufwärts LF-SLS bzw. Vaufwärts SLS-CRV bezeichnet. Das Volumen des Stromaufwärts-Segments 201 kann aus Vaufwärts LF-SLS und Vaufwärts SLS-CRV berechnet werden und wird hier als Vaufwärts bezeichnet. Druck und Gasdichte der beiden Stromaufwärts-Abschnitte können jedoch verschieden sein, daher können gleichwertige Volumina für die beiden Stromaufwärts-Abschnitte vor der Bestimmung von Vaufwärts berechnet werden. The volume of the downstream segment 202 can be considered constant and is referred to here as V down . The volumes of the first upstream section 203 and the second upstream section 204 may also be considered as constants and are referred to herein as V up LF-SLS and V up SLS-CRV , respectively. The volume of the upstream segment 201 can be calculated from V up LF-SLS and V up SLS-CRV and is referred to herein as V up . However, pressure and gas density of the two upstream sections may be different, therefore equivalent volumes for the two upstream sections may be calculated prior to determining V up .
Andere Sensoren können in dem Luftansaugsystem enthalten sein, sodass die Luft- und Gasdrücke sowie die Durchflussraten an verschiedenen Punkten stromaufwärts und stromabwärts des CRV bestimmt werden können. Die Sensoren können mit der Steuerung 12 verbunden sein wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Der Ansaugkanal 148 kann einen Luftflusssensor 205 aufweisen, der dazu verwendet werden kann, den Luftfluss stromabwärts des Kompressors 132 zu messen. Der CRV- Kanal 150 kann einen Luftflusssensor 206 aufweisen, der dazu verwendet werden kann, den Fluss durch den CRV-Kanal zu messen. Der Ansaugkanal 144 kann Drucksensoren 207 und 208 aufweisen. Der Drucksensor 207 kann mit dem Ansaugkanal 144 innerhalb des Stromabwärts-Segments 202 verbunden sein und kann dazu verwendet werden, den Luftdruck stromabwärts des CRV zu messen. Der Drucksensor 208 kann mit dem Ansaugkanal 144 innerhalb des ersten Stromaufwärts-Abschnitts 203 verbunden sein und kann dazu verwendet werden, den Luftdruck stromaufwärts der SLS-Drossel 115 zu messen.Other sensors may be included in the air induction system so that the air and gas pressures as well as the flow rates can be determined at various points upstream and downstream of the CRV. The sensors can be used with the controller 12 be connected as with reference to 1 described. The intake channel 148 can be an air flow sensor 205 which can be used to control the air flow downstream of the compressor 132 to eat. The CRV channel 150 can be an air flow sensor 206 which can be used to measure the flow through the CRV channel. The intake channel 144 can pressure sensors 207 and 208 exhibit. The pressure sensor 207 can with the intake 144 within the downstream segment 202 and can be used to measure the air pressure downstream of the CRV. The pressure sensor 208 can with the intake 144 within the first upstream section 203 be connected and can be used to control the air pressure upstream of the SLS throttle 115 to eat.
In dem in 2 dargestellten Beispiel gibt es drei potenzielle Quellen für Luft/Gas, die/das in den Ansaugkanal 144 strömt. Luft kann über den Luftansaugkanal 140 einströmen, AGR-Gas kann über den AGR-Kanal 195 einströmen und CRV-Fluss kann über den CRV-Kanal 150 einströmen. Luft/Gas kann aus dem zweiten Zweig über den Ansaugkanal 142 oder über den Luftkanal 148 über den Kompressor 132 ausströmen. Durch kontinuierliche Beobachtung der Luft-/Gasströme in den und aus dem zweiten Zweig sowie der Luft-/Gasdrücke und -dichten in den verschiedenen Segmenten und Abschnitten des Ansaugkanals 144 können vorbeugende Maßnahmen getroffen werden, um sicherzustellen, dass CRV-Rückstromereignisse nicht genügend Volumen enthalten, um AGR-Gase in den Luftfilter 156 zu drängen.In the in 2 For example, there are three potential sources of air / gas entering the intake port 144 flows. Air can through the air intake duct 140 inflow, EGR gas can via the EGR channel 195 inflow and CRV flow can through the CRV channel 150 flow. Air / gas may be from the second branch via the intake duct 142 or over the air duct 148 over the compressor 132 flow out. By continuously monitoring the air / gas flows into and out of the second branch and the air / gas pressures and densities in the various segments and sections of the intake duct 144 Preventative measures can be taken to ensure that CRV reverse flow events do not contain enough volume to release EGR gases into the air filter 156 to urge.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein beispielhaftes, allgemeines Verfahren 300 zum Steuern eines Kraftmaschinensystems, etwa des Kraftmaschinensystems 100 wie in 1 und 2 dargestellt. Das Verfahren 300 kann ausgelegt sein als Computeranweisungen, die in einem Steuersystem gespeichert sind und von einer Steuerung umgesetzt werden, beispielsweise der Steuerung 12 wie in 1 dargestellt. 3 wird unter Bezugnahme auf die Komponenten und Merkmale der beispielhaften Kraftmaschinen aus 1 und 2 beschrieben, es ist jedoch einzusehen, dass das Verfahren 300 oder andere, gleichwertige Verfahren in Bezug auf eine Vielzahl von Kraftmaschinenkonfigurationen ausgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Es ist einzusehen, dass in einem Kraftmaschinensystem mit zwei Turboladern, etwa dem Kraftmaschinensystem 100 aus 1, das Verfahren 300 an beiden Zweigen des Ansaugsystems oder nur an einem Zweig ausgeführt werden kann. 3 shows a flowchart for an exemplary, general method 300 for controlling an engine system, such as the engine system 100 as in 1 and 2 shown. The procedure 300 can be designed as computer instructions that are stored in a control system and implemented by a controller, such as the controller 12 as in 1 shown. 3 will be made with reference to the components and features of the exemplary engines 1 and 2 However, it is understood that the procedure 300 or other equivalent methods with respect to a variety of engine configurations may be practiced without departing from the scope of the present disclosure. It can be seen that in an engine system with two turbochargers, such as the engine system 100 out 1 , the procedure 300 can be performed on both branches of the intake system or only on one branch.
Das Verfahren 300 kann bei Schritt 310 damit beginnen, dass die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine gemessen oder geschätzt werden. Als nichteinschränkende Beispiele können die Betriebsbedingungen Umgebungstemperatur und -druck, Ladedruck, AGR-Ventilposition, Sauerstoffgehalt der Ansaugluft im ND-SLS-System, Pedalposition (PP), Drehzahl der Kraftmaschine, Last der Kraftmaschine, Temperatur der Kraftmaschine etc. einschließen.The procedure 300 can at step 310 begin with the operating conditions of the engine are measured or estimated. As non-limiting examples, operating conditions may include ambient temperature and pressure, boost pressure, EGR valve position, intake manifold oxygen content in the ND-SLS system, pedal position (PP), engine speed, engine load, engine temperature, etc.
Weiter mit Schritt 320 kann das Verfahren 300 beinhalten zu bestimmen, ob das CRV 152 geöffnet ist. In einigen Beispielen kann das Verfahren 300 beginnen, sobald das CRV geöffnet wird, um so eine kontinuierliche Beobachtung der Bedingungen bereitzustellen. In einigen Beispielen kann das Verfahren 300 auch bestimmen, ob eine Gaspedal-loslassen-Bedingung (Tip-out) erfüllt ist, und nur dann fortgesetzt werden, wenn sowohl das CRV geöffnet als auch die Gaspedal-loslassen-Bedingung erfüllt ist. In dem in 3 dargestellten Beispiel kann, wenn das CRV geschlossen ist, das Verfahren 300 mit Schritt 325 fortgesetzt werden. In Schritt 325 kann das Verfahren 300 beinhalten, die aktuellen Bedingungen des oder der ND-AGR-Systems oder -Systeme beizubehalten.Continue with step 320 can the procedure 300 involve determining if the CRV 152 is open. In some examples, the method may 300 begin as soon as the CRV is opened to provide continuous monitoring of the conditions. In some examples, the method may 300 also determine whether an accelerator pedal release condition (tip-out) is met, and continue only when both the CRV is open and the accelerator release condition is met. In the in 3 As shown, when the CRV is closed, the method may be used 300 with step 325 to be continued. In step 325 can the procedure 300 include maintaining the current conditions of the LP EGR system or systems.
Wenn das CRV geöffnet ist, kann das Verfahren 300 mit Schritt 330 fortgesetzt werden. In Schritt 330 kann das Verfahren 300 beinhalten, die Variablen Vam, VCRV, Vagr und LuftFilter_marge zu berechnen. Die Werte können anhand von Messwerten der Luftfluss- und Luftdrucksensoren berechnet werden wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Werte können wiederholt berechnet und aktualisiert werden, um die aktuellsten Betriebsbedingungen der Kraftmaschine widerzuspiegeln, solange das CRV geöffnet bleibt.If the CRV is open, the procedure can 300 with step 330 to be continued. In step 330 can the procedure 300 include calculating the variables V am , V CRV , V agr and LuftFilter_marge. The values can be calculated from measurements of air flow and pressure sensors as described with reference to FIG 2 described. The values may be repeatedly calculated and updated to reflect the most recent operating conditions of the engine as long as the CRV remains open.
Vam ist eine Variable, die das Volumen des Luftflusses in den Kompressor 132 darstellt, und kann berechnet werden, indem der Luftfluss in den Kompressor 132 über die Zeit integriert wird. VCRV ist eine Variable, die das Volumen des Luftflusses durch den CRV-Kanal 150 darstellt, und kann berechnet werden, indem der Gasfluss durch das CRV 152 stromaufwärts des Kompressors über die Zeit integriert wird. Vagr ist eine Variable, die das Volumen des AGR-Flusses durch den AGR-Kanal 195 darstellt, und kann berechnet werden, indem der AGR-Fluss durch den AGR-Kanal 195 über die Zeit integriert wird. V am is a variable that determines the volume of airflow into the compressor 132 represents, and can be calculated by the air flow in the compressor 132 is integrated over time. V CRV is a variable representing the volume of air flow through the CRV channel 150 represents, and can be calculated by the gas flow through the CRV 152 upstream of the compressor over time. V agr is a variable representing the volume of EGR flow through the EGR channel 195 and can be calculated by measuring the EGR flow through the EGR channel 195 is integrated over time.
LuftFilter_marge ist eine Variable, die die Kapazität des Sekundärluftsystems darstellt, einen CRV-Rückstrom zu akzeptieren, ohne dass der Luftfilter verschmutzt, basierend auf den aktuellen Betriebsbedingungen. LuftFilter_marge kann anhand folgender Gleichung berechnet werden: LuftFilter_marge = Vaufwärts – VCRV – Vagr + Vam AirFilter_marge is a variable representing the capacity of the secondary air system to accept a CRV return flow without polluting the air filter based on current operating conditions. LuftFilter_marge can be calculated using the following equation: AirFilter_marge = V up - V CRV - V agr + V am
Anders ausgedrückt stellt LuftFilter_marge die Summe aus dem Volumen des Ansaugkanals 144 stromaufwärts des CRV 152 und des Volumens des Luftflusses in den Kompressor 132 abzüglich des Volumens des CRV-Flusses und des AGR-Flusses in den Ansaugkanal 144 dar. In other words, LuftFilter_marge represents the sum of the volume of the intake duct 144 upstream of the CRV 152 and the volume of airflow into the compressor 132 minus the volume of CRV flow and EGR flow into the intake passage 144 represents.
Weiter mit Schritt 340 kann das Verfahren 300 beinhalten zu bestimmen, ob LuftFilter_marge wie in Schritt 330 kleiner als ein oder gleich einem Schwellwert ist. Der Schwellwert kann vorab festgelegt sein oder kann basierend auf aktuellen Betriebsbedingungen berechnet werden. Wenn festgestellt wird, dass LuftFilter_marge größer ist als der Schwellwert, kann das Verfahren 300 mit Schritt 325 fortgesetzt werden. In Schritt 325 kann das Verfahren 300 beinhalten, die aktuellen Bedingungen des oder der ND-AGR-Systems oder -Systeme beizubehalten.Continue with step 340 can the procedure 300 Include to determine if LuftFilter_marge as in step 330 is less than or equal to a threshold. The threshold may be predetermined or may be calculated based on current operating conditions. If it is determined that LuftFilter_marge is greater than the threshold, the procedure may be 300 with step 325 to be continued. In step 325 can the procedure 300 include maintaining the current conditions of the LP EGR system or systems.
Wenn festgestellt wird, dass LuftFilter_marge kleiner als der oder gleich dem Schwellwert ist, kann das Verfahren 300 mit Schritt 350 fortgesetzt werden. In Schritt 350 kann das Verfahren 300 beinhalten, eine Maßnahme zum Verringern des Flusses durch das CRV zu treffen. Dies kann einschließen, das CRV teilweise oder vollständig zu schließen. Das Verringern des CRV-Flusses, während der Kompressor aktiv ist, kann Kompressorstoßbedingungen schaffen. Die Wahrscheinlichkeit solcher Kompressorstöße kann berechnet werden, und wenn ein kontinuierlich variables CRV verwendet wird, kann das Verfahren 300 ferner beinhalten, eine Reduzierung des CRV-Flusses zu berechnen, sodass Kompressorstöße vermieden werden.If it is determined that LuftFilter_marge is less than or equal to the threshold, the procedure may be 300 with step 350 to be continued. In step 350 can the procedure 300 include taking a measure to reduce the flow through the CRV. This may include partially or completely closing the CRV. Reducing the CRV flow while the compressor is active can provide compressor surge conditions. The probability of such compressor shocks can be calculated, and if a continuously variable CRV is used, the process can 300 Furthermore, to calculate a reduction of the CRV flow, so that compressor shocks are avoided.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 andere Mechanismen beinhalten, um die Kapazität des Sekundärluftsystems zu vergrößern. In einigen Szenarien kann es möglich sein, die AGR-Menge zu verringern, die in den Ansaugkanal 144 strömt, beispielsweise indem das AGR-Ventil 119 teilweise oder vollständig geschlossen wird.In some embodiments, the method 300 include other mechanisms to increase the capacity of the secondary air system. In some scenarios, it may be possible to reduce the amount of EGR entering the intake duct 144 flows, for example by the EGR valve 119 partially or completely closed.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 Mechanismen beinhalten, um den Ladedruck basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine zu reduzieren. Ein erhöhter Ladedruck kann zu einem erhöhten CRV-Fluss führen, der wiederum zur Verschmutzung des Luftfilters bei einem CRV-Rückstrom führen kann. Der Ladedruck kann in einem Rückwärtskopplungs- oder einem Vorwärtskopplungs- Mechanismus begrenzt werden. Beispielsweise kann bei dem Versuch, den CRV-Fluss zu begrenzen, der Ladedruck bei Rückzugs- und Verdrängungsbedingungen begrenzt werden. Der Ladedruck kann im Vorfeld von CRV-Rückstromereignissen begrenzt werden oder unter bestimmten Bedingungen nach CRV-Rückstromereignissen, beispielsweise wenn das Verfahren 300 wie in 3 dargestellt keinen Erfolg beim Verhindern eines Luftfilterverschmutzungsereignisses bewirkt oder wenn das Begrenzen des CRV-Flusses allein nicht ausreicht, um Luftfilterverschmutzungsereignisse zu verhindern.In some embodiments, the method 300 Include mechanisms to reduce the boost pressure based on the operating conditions of the engine. Increased boost pressure can lead to increased CRV flow, which in turn can contaminate the air filter at a CRV return flow. The boost pressure may be limited in a feedback or feedforward mechanism. For example, in attempting to limit the CRV flow, the boost pressure may be limited at retraction and displacement conditions. The boost pressure may be limited in advance of CRV reverse flow events or under certain conditions after CRV reverse flow events, such as when the process 300 as in 3 does not cause success in preventing an air filter contamination event, or when limiting the CRV flow alone is insufficient to prevent air filter contamination events.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 Mechanismen beinhalten, um Geräusch, Vibration und Rauheit (Noise, Vibration, Harshness, NVH) im Zusammenhang mit Kompressorstößen mit der Regelung des CRV-Flusses auszugleichen. In einigen Beispielen kann NVH einem CRV-Rückstrom, der zu Luftfilterverschmutzungsereignissen führt, vorzuziehen sein. Sowohl NVH-Ereignisse als auch Luftfilterverschmutzungsereignisse können als Akkumulationsfehler betrachtet werden. Die Geschichte solcher Fehler, die Kosten zukünftiger Fehler dieser Art und der Fortschritt hin zum Ausfall von Komponenten können ausgewertet werden, und die Umsetzung des Verfahrens 300 kann ferner auf vergangenen, aktuellen oder zukünftigen Fehlerereignissen basieren. In einigen Ausführungsformen kann die relative Gewichtung von NVH-Ereignissen und Luftfilterverschmutzungsereignissen auf dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Kraftmaschinenkomponenten basieren, die in 1 und 2 nicht dargestellt sind, etwa Resonatoren und/oder Akustikabstimmdimensionen, die NVH-Ereignisse mildern, und/oder Kompressorturbinenblattanordnungen oder Diffusoranordnungen, die den NVH-Pegel senken. In Ausführungsformen, in denen NVH-Ereignisse anhand des Aufbaus der Luft-/AGR-Kanäle oder der Komponenten verhindert oder abgeschwächt werden, kann das Verfahren 300 Luft-/AGR-Flussbedingungen, die andernfalls unerwünschte NVH-Ereignisse erzeugen würden oder die andernfalls zu Luftfilterverschmutzungs-ereignissen führen würden, als bevorzugte Wahl anstelle von NVH-Ereignissen begünstigen.In some embodiments, the method 300 Include mechanisms to compensate for noise, vibration and harshness (noise, vibration, harshness, NVH) associated with compressor surge with the control of CRV flow. In some examples, NVH may be preferable to CRV backflow resulting in air cleaner fouling events. Both NVH events and air filter contamination events can be considered as accumulation errors. The history of such errors, the cost of future errors of this nature, and the progress toward failure of components can be evaluated and the implementation of the process 300 may also be based on past, current or future error events. In some embodiments, the relative weighting of NVH events and air filter fouling events may be based on the presence or absence of engine components included in FIG 1 and 2 not shown, such as resonators and / or acoustic tuning dimensions that mitigate NVH events, and / or compressor turbine blade assemblies or diffuser assemblies that lower the NVH level. In embodiments where NVH events are prevented or mitigated based on the design of the air / EGR channels or components, the method may 300 Air / EGR flow conditions, which would otherwise produce undesirable NVH events, or which would otherwise result in air filter fouling events, favor as preferred choice rather than NVH events.
Das Verfahren 300 kann beinhalten, Werte für LuftFilter_Marge zu berechnen, basierend auf den Details des jeweiligen Systems, in dem es implementiert ist. Wenn LuftFilter_Marge für das jeweilige System zunimmt oder abnimmt, kann die Strategie geändert werden, um eine größere oder kleinere Menge an CRV-Rückstromvolumen zuzulassen. Beispielsweise können Kraftmaschinen und/oder Motorräume eine Tendenz hin zu kleineren Volumina oder beengteren Anordnungen zeigen oder kürzere Abstände zwischen den einzelnen Komponenten aufweisen. Die Anschlüsse für CRV, AGR und/oder PCV können gegenüber den Konfigurationen in 1 und 2 verändert sein, was dazu führt, dass mehr oder weniger AGR-Gase in den CRV-Fluss gelangen. Die Wartungsintervalle des Luftfilters können sich verlängern, wenn neue Luftfilterkomponenten entwickelt werden, die längere Wartungsintervalle ermöglichen und mehr Luftfilterverschmutzungsereignisse bis zum Ausfall des Luftfilters zulassen. The procedure 300 may include calculating values for LuftFilter_Marge based on the details of the particular system in which it is implemented. As the AirFilter_Marge for each system increases or decreases, the strategy can be changed to allow for a greater or lesser amount of CRV return flow volume. For example, engines and / or engine compartments may have a tendency toward smaller volumes or cramped arrangements or have shorter distances between the individual components. The connections for CRV, EGR and / or PCV can be compared with the configurations in 1 and 2 which results in more or less EGR gases entering the CRV flow. The service intervals of the air filter may increase as new air filter components are developed that allow longer service intervals and allow more air filter contamination events until the air filter fails.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 für die Anwendung in Hochdruck-AGR-Systemen oder anderen Systemen, die AGR-Gase stromaufwärts des Kompressors oder im CRV-Fluss zuführen, angepasst werden. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 so angepasst werden, dass es zum Begrenzen des Rückstroms aus spätem Schließen des Ansaugventils angewandt werden kann. Beispielsweise kann das Verfahren 300 Mechanismen beinhalten, um den CRV-Fluss auf Basis des späten Schließens des Ansaugventils zu begrenzen. In einigen Ausführungsformen kann der CRV-Fluss basierend auf dem Zeitpunkt des späten Schließens des Ansaugventils begrenzt werden. Beispielsweise kann der CRV-Fluss umso stärker begrenzt werden, je später das Ansaugventil schließt.In some embodiments, the method 300 for use in high-pressure EGR systems or other systems that supply EGR gases upstream of the compressor or in the CRV flow. In some embodiments, the method 300 be adapted so that it can be applied to limit the return flow from late closing of the intake valve. For example, the method 300 Include mechanisms to limit the CRV flow based on the late closing of the intake valve. In some embodiments, the CRV flow may be limited based on the timing of late closing of the intake valve. For example, the later the intake valve closes, the more limited the CRV flow.
Das in 3 dargestellte Verfahren kann ein oder mehrere Verfahren möglich machen. In einem Beispiel, ein Verfahren zum Regeln des Luftflusses durch einen Kompressorrückführkanal, umfassend: während einer ersten Bedingung: Reduzieren des Luftflusses durch einen Kompressorrückführkanal basierend auf einer Marge, wobei die Marge auf einem Luftdurchfluss am Kompressoreinlass, einem Luftdurchfluss durch den Kompressorrückführkanal und einem AGR-Durchfluss basiert. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Reduzieren des Luftflusses durch den Kompressorrückführkanal das Schließen eines Kompressorrückführventils, das mit dem Kompressorrückführkanal gekoppelt ist. Die erste Bedingung kann eine Kompressorrückführventil-offen-Bedingung und/oder eine Gaspedal-loslassen-Bedingung beinhalten. Die Marge kann ferner auf einem Volumen eines Luftansaugkanals stromaufwärts des Kompressorrückführkanals basieren. Die Marge kann ferner auf einem Druck in einem ersten Abschnitt des Luftansaugkanals und einem Druck in einem zweiten Abschnitt des Luftansaugkanals basieren, wobei der erste und der zweite Abschnitt durch eine Luftansaugdrossel voneinander getrennt sind. Das Reduzieren des Luftflusses durch den Kompressorrückführkanal basierend auf einer Marge kann beinhalten, den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal zu reduzieren, wenn die Marge niedriger ist als ein Schwellwert, und kann ferner beinhalten, den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal so lange zu reduzieren, bis die Marge den Schwellwert übersteigt.This in 3 The illustrated method may make one or more methods possible. In one example, a method of controlling airflow through a compressor return passage, comprising: during a first condition, reducing airflow through a compressor return passage based on a margin, the margin being based on an airflow at the compressor inlet, an airflow through the compressor return passage, and an EGR Flow based. In some embodiments, reducing the flow of air through the compressor return passage includes closing a compressor return valve coupled to the compressor return passage. The first condition may include a compressor recirculation valve open condition and / or an accelerator release condition. The margin may also be based on a volume of an air intake passage upstream of the compressor return passage. The margin may be further based on a pressure in a first portion of the air intake duct and a pressure in a second portion of the air intake duct, the first and second portions being separated by an air intake throttle. Reducing the airflow through the compressor return passage based on a margin may include reducing the airflow through the compressor return passage when the margin is lower than a threshold, and may further include reducing the air flow through the compressor return passage until the margin Threshold exceeds.
Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Verfahrens beinhaltet das Verhindern, dass in dem CRV-Rückführstrom enthaltene AGR-Gase einen im Luftansaugkanal angeordneten Luftfilter mit Ruß, Öl und Wasser verschmutzen. Das Verfahren erlaubt es, den CRV-Rückführstrom so zu regeln, dass er geringer ist als die Menge, die potenziell in den Luftfilter zurückströmen könnte.The technical result of implementing this method involves preventing EGR gases contained in the CRV recycle stream from contaminating an air filter located in the air intake manifold with soot, oil, and water. The process allows the CRV recycle stream to be controlled to be less than the amount that could potentially flow back into the air filter.
4 enthält eine grafische Darstellung eines Zeitverlaufs 400 für den Betrieb der Kraftmaschine und den Betrieb eines Kompressorrückführventils. Der Zeitverlauf 400 kann den Betrieb eines turbogeladenen Kraftmaschinensystems darstellen, etwa des Systems 100 wie in 1 und 2 gezeigt, unter Anwendung des Verfahrens 300 wie in 3 gezeigt. Der Zeitverlauf 400 wird hier unter Bezugnahme auf Komponenten und Elemente der 1–3 beschrieben, es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sind, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet eine grafische Darstellung der aktuellen Last der Kraftmaschine, dargestellt durch die Linie 410. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet ferner eine grafische Darstellung eines integrierten Luftflusses in einen Kompressor (Vam), dargestellt durch die Linie 420. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet ferner eine grafische Darstellung eines integrierten Flusses durch einen Kompressorrückführventilkanal (VCRV), wie durch die Linie 430 dargestellt. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet ferner eine grafische Darstellung eines integrierten Flusses durch einen Abgasrückführungskanal (Vagr), wie durch die Linie 440 dargestellt. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet ferner eine grafische Darstellung der berechneten Variablen LuftFilter_marge, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben und durch die Linie 450 dargestellt. Der Zeitverlauf stellt ferner einen LuftFilter_marge-Schwellwert 455 dar. Beispielsweise kann der Schwellwert 455 der vorstehend unter Bezugnahme auf 340 in 3 beschriebene Schwellwert sein. Der Zeitverlauf 400 beinhaltet ferner eine grafische Darstellung einer Gaspedal-loslassen-Bedingung wie durch die Linie 460 dargestellt. Der Einfachheit halber wird Vaufwärts, wie unter Bezugnahme auf 2 und eine Komponente von LuftFilter_marge beschrieben, als während des gesamten Zeitverlaufs 400 konstant betrachtet und daher nicht dargestellt. 4 contains a graphic representation of a time course 400 for the operation of the engine and the operation of a compressor recirculation valve. The passage of time 400 may represent the operation of a turbocharged engine system, such as the system 100 as in 1 and 2 shown using the method 300 as in 3 shown. The passage of time 400 is here referring to components and elements of the 1 - 3 however, it will be understood that other configurations are possible without departing from the scope of the present disclosure. The passage of time 400 includes a graph of the actual load of the engine represented by the line 410 , The passage of time 400 further includes a graph of integrated airflow into a compressor (V am ), represented by the line 420 , The passage of time 400 Also includes a plot of integrated flow through a compressor recirculation (V CRV ) valve passage , as through the line 430 shown. The passage of time 400 further includes a plot of integrated flow through an exhaust gas recirculation (V agr ) channel , as through the line 440 shown. The passage of time 400 also includes a graphical representation of the calculated variable LuftFilter_marge as described with reference to FIG 3 described and through the line 450 shown. The timing also sets an air filter_marge threshold 455 For example, the threshold 455 the above with reference to 340 in 3 be described threshold. The passage of time 400 further includes a graphical representation of an accelerator release condition as through the line 460 shown. For the sake of simplicity, V will go up as with reference to FIG 2 and a component of LuftFilter_marge than during the entire time course 400 constant and therefore not shown.
Zum Zeitpunkt t0 ist das CRV 152 geschlossen, und daher ist VCRV gleich 0, wie durch die Linie 430 dargestellt. Wie unter Bezugnahme auf 320 in 3 beschrieben, wird der Status des ND-AGR-Systems somit beibehalten, und es wird kein Wert für LuftFilter_marge berechnet. Vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 nimmt die Last der Kraftmaschine progressiv zu, wie durch die Linie 410 dargestellt. Mit zunehmender Last der Kraftmaschine nehmen auch die Flüsse in den Kompressor und durch den AGR-Kanal zu, wie durch die Linien 420 bzw. 440 dargestellt. Vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 nimmt die Last der Kraftmaschine weiter zu, der Luftfluss in den Kompressor bleibt jedoch relativ konstant. Daher wird zum Zeitpunkt t2 das CRV 152 geöffnet, um einen Kompressorstoß zu verhindern. Die Steuerung 12 kann dann einen Wert für LuftFilter_marge berechnen, basierend auf Vam, VCRV, Vagr und Vaufwärts. Wie durch die Linie 450 dargestellt, ist LuftFilter_marge von t2 bis t3 größer als der Schwellwert 455, und somit werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen. At time t 0 is the CRV 152 closed, and therefore V CRV is equal to 0, as through the line 430 shown. As with reference to 320 in 3 Thus, the status of the LP EGR system is maintained and no value is calculated for LuftFilter_marge. From time t 0 to time t 1 , the load of the engine increases progressively, as through the line 410 shown. As the load of the engine increases, so do the flows into the compressor and through the EGR channel as through the lines 420 respectively. 440 shown. From time t 1 to time t 2 , the load of the engine continues to increase, but the air flow into the compressor remains relatively constant. Therefore, at time t 2, the CRV 152 opened to prevent a compressor shock. The control 12 can then calculate a value for LuftFilter_marge, based on V on, V CRV, V alpha and V upwards. As by the line 450 is shown, LuftFilter_marge from t 2 to t 3 is greater than the threshold 455 , and thus no further action will be taken.
Vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 nimmt die Last der Kraftmaschine ab, wie durch die Linie 410 dargestellt. Als Reaktion hierauf nimmt die Drehzahl des Kompressors ab und sinkt Vam entsprechend, wie durch die Linie 420 dargestellt. Allerdings bleiben Vagr und VCRV relativ konstant, wie durch die Linien 440 bzw. 430 dargestellt. Daher sinkt der Wert von LuftFilter_marge zum Zeitpunkt t4 unter den Schwellwert 455, wie durch die Linie 450 dargestellt. Als Reaktion darauf, dass der Wert von LuftFilter_marge unter den Schwellwert 455 sinkt, wird das CRV zum Zeitpunkt t4 teilweise geschlossen, wodurch VCRV abnimmt und der Wert von LuftFilter_marge wieder über den Schwellwert 455 steigt. Zum Zeitpunkt t5 hat der Kompressoreinlassfluss bis zu einem Punkt abgenommen, an dem eine Öffnung des CRV nicht mehr erforderlich ist. Das CRV wird somit geschlossen, sodass ein Kompressorstoß auftreten kann, und es muss kein Wert für LuftFilter_marge mehr berechnet werden.From time t 3 to time t 4 , the load of the engine decreases, as through the line 410 shown. In response, the compressor rotational speed decreases, and decreases according to the V, as indicated by line 420 shown. However, V agr and V CRV remain relatively constant as through the lines 440 respectively. 430 shown. Therefore, the value of LuftFilter_marge drops below the threshold at time t 4 455 as by the line 450 shown. In response, the value of LuftFilter_marge is below the threshold 455 decreases, the CRV is partially closed at time t 4 , whereby V CRV decreases and the value of LuftFilter_marge again above the threshold 455 increases. At time t 5 , the compressor inlet flow has decreased to the point where an opening of the CRV is no longer required. The CRV is thus closed so that a compressor surge can occur, and no value for LuftFilter_marge needs to be calculated.
Zum Zeitpunkt t6 ist das CRV 152 geschlossen, und daher ist VCRV gleich 0, wie durch die Linie 430 dargestellt. Wie unter Bezugnahme auf 320 in 3 beschrieben, wird der Status des ND-AGR-Systems somit beibehalten, und es wird kein Wert für LuftFilter_marge berechnet. Vom Zeitpunkt t6 bis zum Zeitpunkt t7 nimmt die Last der Kraftmaschine progressiv zu, wie durch die Linie 410 dargestellt. Mit zunehmender Last der Kraftmaschine nehmen auch die Flüsse in den Kompressor und durch den AGR-Kanal zu, wie durch die Linien 420 bzw. 440 dargestellt. Vom Zeitpunkt t7 bis zum Zeitpunkt t8 nimmt die Last der Kraftmaschine weiter zu, der Luftfluss in den Kompressor bleibt jedoch relativ konstant. Daher wird zum Zeitpunkt t8 das CRV 152 geöffnet, um einen Kompressorstoß zu verhindern. Die Steuerung 12 kann dann einen Wert für LuftFilter_marge berechnen, basierend auf Vam, VCRV, Vagr und Vaufwärts. Wie durch die Linie 450 dargestellt, ist LuftFilter_marge von t8 bis t9 größer als der Schwellwert 455, und somit werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen.At time t 6 is the CRV 152 closed, and therefore V CRV is equal to 0, as through the line 430 shown. As with reference to 320 in 3 Thus, the status of the LP EGR system is maintained and no value is calculated for LuftFilter_marge. From time t 6 to time t 7 , the load of the engine increases progressively, as through the line 410 shown. As the load of the engine increases, so do the flows into the compressor and through the EGR channel as through the lines 420 respectively. 440 shown. From time t 7 to time t 8 , the load of the engine continues to increase, but the air flow into the compressor remains relatively constant. Therefore, at time t 8, the CRV 152 opened to prevent a compressor shock. The control 12 can then calculate a value for LuftFilter_marge, based on V on, V CRV, V alpha and V upwards. As by the line 450 is shown, LuftFilter_marge from t 8 to t 9 is greater than the threshold 455 , and thus no further action will be taken.
Zum Zeitpunkt t9 ist eine Gaspedal-loslassen-Bedingung erfüllt, wie durch die Linie 460 dargestellt, und die Last der Kraftmaschine nimmt erheblich ab, wie durch die Linie 410 dargestellt. Der Fluss in den Kompressor wird dann verringert, wie durch die Linie 420 dargestellt. Entsprechend sinkt LuftFilter_marge zum Zeitpunkt t10 unter den Schwellwert 455. Als Reaktion darauf, dass der Wert von LuftFilter_marge unter den Schwellwert 455 sinkt, wird das CRV vollständig geschlossen, und es muss kein Wert für LuftFilter_marge mehr berechnet werden.At time t 9 , an accelerator releasing condition is satisfied, as by the line 460 shown, and the load of the engine decreases significantly, as by the line 410 shown. The flow into the compressor is then reduced, as by the line 420 shown. Accordingly, LuftFilter_marge drops below the threshold at time t 10 455 , In response, the value of LuftFilter_marge is below the threshold 455 decreases, the CRV is completely closed, and no value for LuftFilter_marge needs to be calculated.
Die in 1 und 2 dargestellten Systeme und das in 3 dargestellte Verfahren können ein oder mehrere Systeme möglich machen. In einem Beispiel ein System für eine Kraftmaschine, umfassend: einen Turbolader, der Folgendes umfasst: einen Kompressor, der in einem Ansaugkanal angeordnet ist, und eine Turbine, die in einem Abgaskanal angeordnet ist; ein Niederdruck-Abgasrückführungs(AGR)-System, das einen AGR-Kanal aufweist, der den Abgaskanal mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors verbindet; einen Kompressorrückführkanal, der den Ansaugkanal stromabwärts des Kompressors mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Kompressors verbindet; eine Steuerung, die Anweisungen enthält, um den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal zu reduzieren, basierend auf einer Marge, wobei die Marge auf einer Differenz zwischen einem Luftdurchfluss am Kompressoreinlass und der Summe aus einem Luftdurchfluss durch den Kompressorrückführkanal und einem AGR-Durchfluss durch den AGR-Kanal basiert. Das System kann ferner ein Kompressorrückführventil (CRV) umfassen, das in dem Kompressorrückführkanal angeordnet ist, und das Reduzieren des Luftflusses durch den Kompressorrückführkanal kann beinhalten, das Kompressorrückführventil zu schließen. Das Reduzieren des Luftflusses durch den Kompressorrückführkanal basierend auf der Marge kann beinhalten, den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal zu reduzieren, wenn die Marge kleiner ist als ein Schwellwert. Die Steuerung kann ferner Anweisungen enthalten, um den Luftfluss durch den Kompressorrückführkanal so lange zu reduzieren, bis die Marge über den Schwellwert ansteigt. Die Marge kann ferner auf einem Volumen des Ansaugkanals stromaufwärts des Kompressorrückführkanals basieren. Der Ansaugkanal kann ferner eine Luftansaugdrossel enthalten. Die Marge kann ferner auf einem Druck in einem ersten Abschnitt des Ansaugkanals und einem Druck in einem zweiten Abschnitt des Ansaugkanals basieren, wobei der erste und der zweite Abschnitt durch die Luftansaugdrossel voneinander getrennt sind. In einigen Ausführungsformen kann die Kraftmaschine zwei identische Turbolader aufweisen, wobei die Kompressoren der Turbolader über einen gemeinsamen Ansaugkanal stromabwärts der Kompressoren in Kommunikationsverbindung stehen.In the 1 and 2 represented systems and in 3 illustrated methods may make one or more systems possible. In one example, a system for an engine, comprising: a turbocharger, comprising: a compressor disposed in an intake passage and a turbine disposed in an exhaust passage; a low pressure exhaust gas recirculation (EGR) system having an EGR passage connecting the exhaust passage to the intake passage upstream of the compressor; a compressor return passage connecting the intake passage downstream of the compressor to the intake passage upstream of the compressor; a controller that includes instructions to reduce airflow through the compressor return passage based on a margin, the margin being based on a difference between an airflow at the compressor inlet and the sum of an airflow through the compressor return passage and an EGR flow through the EGR Channel based. The system may further include a compressor return valve (CRV) disposed in the compressor return passage, and reducing the flow of air through the compressor return passage may include closing the compressor return valve. Reducing the airflow through the compressor return duct based on the margin may include reducing airflow through the compressor return duct when the margin is less than a threshold. The controller may further include instructions to reduce the flow of air through the compressor return passage until the margin rises above the threshold. The margin may also be based on a volume of the intake passage upstream of the compressor return passage. The intake passage may further include an air intake throttle. The margin may be further based on a pressure in a first portion of the intake passage and a pressure in a second portion of the intake passage, wherein the first and second portions are separated by the air intake throttle. In some embodiments, the engine may include two identical turbochargers, with the compressors of the turbochargers communicating via a common intake passage downstream of the compressors.
Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Systems beinhaltet das Reduzieren der Menge des AGR-haltigen CRV-Rückführstroms, der in den Luftansaugkanal gelangen kann. Räumliche Einschränkungen in der Kraftmaschine erlauben unter Umständen keinen größeren Luftansaugkanal, der ein größeres Volumen von Rückstrom der CRV-Rückführung auffangen könnte. Es besteht somit die Möglichkeit, die Lebensdauer eines im Luftansaugkanal angeordneten Luftfilters zu verlängern, der ansonsten vorzeitig ausfallen könnte aufgrund von Verschmutzungen, die in den im CRV-Rückführfluss enthaltenen AGR-Gasen zu finden sind.The technical result of implementing this system involves reducing the amount of EGR-containing CRV recycle stream that may enter the air intake passage. Spaces limitations in the engine may not allow a larger air intake passage that could accommodate a larger volume of return flow of the CRV return. Thus, it is possible to extend the life of an air filter located in the air intake duct, which could otherwise fail prematurely due to contaminants found in the EGR gases contained in the CRV return flow.
Die in 1 und 2 dargestellten Systeme und das in 3 dargestellte Verfahren können auch ein oder mehrere Verfahren möglich machen. In einem Beispiel ein Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: unter einer ersten Bedingung, wenn ein Kompressorrückführventil geöffnet ist: Messen eines Luftdurchflusses am Kompressoreinlass; Messen eines Luftdurchflusses durch einen Kompressorrückführkanal; Messen eines AGR-Durchflusses durch einen Niederdruck-AGR-Kanal; Bestimmen eines Wertes für eine Marge basierend auf aktuellen Werten für den Luftdurchfluss am Kompressoreinlass, den Luftdurchfluss durch den Kompressorrückführkanal und den AGR-Durchfluss durch den Niederdruck-AGR-Kanal; Schließen des Kompressorrückführventils, wenn der Wert für die Marge niedriger als ein Schwellwert ist. In einigen Beispielen kann die erste Bedingung eine Gaspedalloslassen-Bedingung beinhalten. Die Marge kann ferner auf einem Volumen eines Ansaugkanals stromaufwärts des Kompressorrückführkanals basieren.In the 1 and 2 represented systems and in 3 illustrated methods may also make one or more methods possible. In one example, a method for an engine, comprising: under a first condition, when a compressor recirculation valve is opened: measuring an airflow at the compressor inlet; Measuring an air flow through a compressor return duct; Measuring an EGR flow through a low pressure EGR passage; Determining a value for a margin based on current values of airflow at the compressor inlet, airflow through the compressor return passage, and EGR flow through the low pressure EGR passage; Closing the compressor return valve if the value for the margin is lower than a threshold. In some examples, the first condition may include an accelerator release condition. The margin may also be based on a volume of an intake passage upstream of the compressor return passage.
Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Verfahrens beinhaltet das Verhindern großvolumiger Rückstromereignisse, die dazu führen können, dass AGR-haltiges Gas Komponenten beschädigt, die im Luftansaugkanal angeordnet sind; dies wird durch kontinuierliche Beobachtung und Einstellung des Luftdrucks und des Luft-/Gasdurchflusses in den Lufteinlass- und AGR-Systemen der Kraftmaschine erzielt. Dies macht es möglich, ND-AGR-Systeme in Fahrzeugen zu implementieren, bei denen ein Motorraum den Abstand zwischen dem CRV-Kanal und dem Luftfilter einschränkt.The technical result of implementing this method involves preventing large volume backflow events that can cause EGR containing gas to damage components located in the air intake duct; this is achieved by continuously monitoring and adjusting air pressure and air / gas flow in the engine's air intake and EGR systems. This makes it possible to implement LP EGR systems in vehicles in which an engine compartment limits the distance between the CRV duct and the air filter.
