DE102014219111A1

DE102014219111A1 - Parallele saugvorrichtungsanordnung für die unterdruckerzeugung und kompressorumgehung

Info

Publication number: DE102014219111A1
Application number: DE201410219111
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: US9103288B2; DE102014219111B4; CN104514619B; CN104514619A; RU154740U1; US20150083094A1

Abstract

Verfahren und Systeme für eine parallele Anordnung von mindestens zwei Saugvorrichtungen, die einen Einlasskompressor in einem Kraftmaschinensystem umgehen, werden geschaffen, wobei die Saugvorrichtungsanordnung ein Saugvorrichtungs-Absperrventil umfasst, das in Reihe mit jeder Saugvorrichtung angeordnet ist. Die Saugvorrichtungs-Absperrventile können auf der Basis von Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen sowie auf der Basis des Einlasskrümmerdrucks während Nicht-Aufladungs-Bedingungen und einer Kompressordruckwelle während Aufladungsbedingungen gesteuert werden. Während Aufladungsbedingungen können die Saugvorrichtungs-Absperrventile beispielsweise gesteuert werden, um eine auswählbare diskrete Kompressor-Rückführungsdurchflussrate zu ermöglichen, wohingegen während Nicht-Aufladungs-Bedingungen die Saugvorrichtungs-Absperrventile gesteuert werden können, um ein auswählbares, diskretes Niveau einer Unterdruckerzeugung für die Verwendung durch verschiedene Kraftmaschinen-Unterdruckverbraucher zu ermöglichen.

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf parallele Anordnungen von mit Ventil versehenen Saugvorrichtungen, die mit einem Kraftmaschinensystem gekoppelt sind. In einem Beispiel kann eine kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtung gesteuert werden, um diskrete Niveaus einer Unterdruckerzeugung während Nicht-Aufladungs-Bedingungen zu schaffen und diskrete Niveaus einer kontinuierlichen Kompressor-Umgehungströmung während Aufladungsbedingungen zu schaffen.
Das Turboladen einer Kraftmaschine ermöglicht, dass die Kraftmaschine Leistung ähnlich zu jener einer Kraftmaschine mit größerem Hubraum liefert. Folglich kann das Turboladen den Betriebsbereich einer Kraftmaschine erweitern. Turbolader funktionieren durch Komprimieren von Einlassluft in einem Kompressor über eine Turbine, die durch eine Abgasströmung betrieben wird. Unter bestimmten Bedingungen können die Durchflussrate und das Druckverhältnis über dem Kompressor bis zu Niveaus schwanken, die zu Geräuschstörungen und in schlimmeren Fällen zu Leistungsproblemen und einer Kompressorverschlechterung führen können. Eine solche Kompressordruckwelle kann durch ein oder mehrere Kompressor-Umleitventile (CBVs) gemildert werden. Die CBVs können komprimierte Luft vom Kompressorauslass zum Kompressoreinlass zurückführen und können folglich in einigen Beispielen in einem Durchgang angeordnet sein, der mit dem Einlass stromaufwärts des Kompressors und stromabwärts des Kompressors gekoppelt ist. In einigen Beispielen können kontinuierliche CBVs (CCBVs) verwendet werden, die eine kontinuierliche und kontinuierlich variable Zirkulationsströmung von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors schaffen. CCBVs können eine Aufladungssteuerung und Kompressordruckwellenvermeidung schaffen und können ferner ein unangenehmes hörbares Geräusch verhindern. Der Einbau von solchen Ventilen kann jedoch signifikante Komponenten- und Betriebskosten zu Kraftmaschinensystemen hinzufügen.
Kraftmaschinen können auch eine oder mehrere Saugvorrichtungen umfassen, die in einem Kraftmaschinensystem gekoppelt sein können, um die Kraftmaschinenluftströmung für die Erzeugung eines Unterdrucks zur Verwendung durch verschiedene Unterdruckverbrauchsvorrichtungen, die unter Verwendung von Unterdruck betätigt werden (z. B. ein Bremskraftverstärker), zu nutzen. Saugvorrichtungen (die alternativ als Ejektoren, Venturi-Pumpen, Strahlpumpen und Eduktoren bezeichnet werden können) sind passive Vorrichtungen, die eine kostengünstige Unterdruckerzeugung schaffen, wenn sie in Kraftmaschinensystemen verwendet werden. Ein Betrag des Unterdrucks, der an einer Saugvorrichtung erzeugt wird, kann durch Steuern der Bewegungsluftdurchflussrate durch die Saugvorrichtung gesteuert werden. Wenn sie beispielsweise im Kraftmaschineneinlasssystem eingebaut sind, können die Saugvorrichtungen einen Unterdruck unter Verwendung von Energie erzeugen, die ansonsten an die Drosselung verloren gehen würde, und der erzeugte Unterdruck kann in durch Unterdruck betriebenen Vorrichtungen wie z. B. Bremskraftverstärkern verwendet werden. Obwohl Saugvorrichtungen einen Unterdruck mit niedrigeren Kosten und mit verbesserter Effizienz im Vergleich zu elektrisch angetriebenen oder durch die Kraftmaschine angetriebenen Vakuumpumpen erzeugen können, war ihre Verwendung in Kraftmaschineneinlasssystemen traditionell durch den Einlasskrümmerdruck begrenzt. Während herkömmliche Vakuumpumpen eine Pumpkurve erzeugen, die vom Einlasskrümmerdruck unabhängig ist, können Pumpkurven für Saugvorrichtungen, die in Kraftmaschineneinlasssystemen angeordnet sind, außerstande sein, konsistent eine gewünschte Leistung über einen Bereich von Einlasskrümmerdrücken zu liefern. Wenn eine Saugvorrichtung groß genug ist, um eine herkömmliche Vakuumpumpe zu ersetzen, kann sie ferner zu viel Luft in den Einlasskrümmer für die wirtschaftliche Kraftstoffnutzung leiten. Einige Methoden zum Angehen dieses Problems beinhalten die Anordnung eines Ventils in Reihe mit einer Saugvorrichtung oder das Einbauen eines Ventils in die Struktur einer Saugvorrichtung. Ein Öffnungsausmaß des Ventils wird dann gesteuert, um die Bewegungsluftdurchflussrate durch die Saugvorrichtung zu steuern und dadurch einen Betrag des Unterdrucks zu steuern, der an der Saugvorrichtung erzeugt wird. Durch Steuern des Öffnungsausmaßes des Ventils können die Menge an Luft, die durch die Saugvorrichtung strömt, und die Luftdurchflussrate verändert werden, wodurch die Unterdruckerzeugung eingestellt wird, wenn sich Kraftmaschinenbetriebsbedingungen wie z. B. der Einlasskrümmerdruck ändern. Wiederum kann jedoch das Hinzufügen von Ventilen zu Kraftmaschinensystemen signifikante Komponenten- und Betriebskosten hinzufügen.
Die Erfinder haben hier parallele, mit Ventil versehene Saugvorrichtungsanordnungen identifiziert, die, wenn sie in ein Kraftmaschinensystem eingebaut sind, vorteilhafterweise gesteuert werden können, um auswählbare, diskrete Niveaus an Unterdruckerzeugung während Nicht-Aufladungs-Bedingungen sowie diskrete Niveaus einer kontinuierlichen Kompressor-Umgehungsströmung während Aufladungsbedingungen zu schaffen. In einer Beispielausführungsform umgeht die Saugvorrichtungsanordnung einen Einlasskompressor (z. B. ist die Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Kompressors gekoppelt) und umfasst exakt zwei Saugvorrichtungen mit verschiedenen Verengungsdurchflussflächen. Ein Saugvorrichtungs-Absperrventil, das in Reihe mit jeder Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung angeordnet ist, kann gesteuert werden, um eine Strömung durch die entsprechende Saugvorrichtung zu ermöglichen oder zu verweigern, so dass mehrere diskrete Strömungsniveaus durch die Saugvorrichtungsanordnung erreicht werden können (oder im Fall von kontinuierlich variablen Saugvorrichtungs-Absperrventilen können noch mehr Strömungsniveaus erreicht werden). Wenn beispielsweise der Einlasskrümmerdruck unter einem Schwellenwert liegt (z. B. Nicht-Aufladungs-Betrieb), kann eine kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung auf der Basis von Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen und des Einlasskrümmerdrucks gesteuert werden. Während solcher Bedingungen kann es erwünscht sein, zumindest einige Einlassluftströmung um den Kompressor und durch die Saugvorrichtungsanordnung umzuleiten, beispielsweise wenn eine Kraftmaschinen-Unterdruckergänzung erforderlich ist. In einigen Beispielen können die Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung derart positioniert sein, dass eine maximale Unterdruckerzeugung während einer Umgehungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung von stromaufwärts des Kompressors nach stromabwärts des Kompressors erreicht wird. Wenn dagegen der Einlasskrümmerdruck über einem Schwellenwert liegt (z. B. Aufladungsbetrieb), kann die Unterdruckerzeugung weniger dringend sein als die Verringerung einer Kompressordruckwelle. Da die Druckdifferenz während der Aufladung eine Rückführungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung ermöglicht (z. B. eine Strömung von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors), kann die kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtung von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors auf der Basis einer Kompressordruckwelle gesteuert werden, z. B. so dass eine zunehmende kombinierte Bewegungsdurchflussrate mit zunehmender Kompressordruckwelle bereitgestellt wird. Selbst während einer Rückströmung durch eine Saugvorrichtung (z. B. eine Strömung von einem Mischströmungsauslass der Saugvorrichtung zum Bewegungseinlass der Saugvorrichtung im Fall einer Saugvorrichtung mit einer asymmetrischen Strömungsgeometrie, die dazu ausgelegt ist, die Strömung in einer Richtung zu maximieren), kann vorteilhafterweise ein gewisser Unterdruck aufgrund des Venturi-Effekts erzeugt werden. Folglich umfasst das von der hier beschriebenen Saugvorrichtungsanordnung erreichte technische Ergebnis eine gleichzeitige Kompressordruckwellenverringerung und Unterdruckerzeugung während bestimmter Kraftmaschinenbetriebsbedingungen.
Viele zusätzliche Vorteile können durch die hier beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden. Da mehrere, parallele Saugvorrichtungen verwendet werden, kann beispielsweise jede Saugvorrichtung einen relativ kleinen Durchflussdurchmesser aufweisen und dennoch kann die Anordnung immer noch eine gesamte Bewegungsdurchflussrate entsprechend jener einer einzelnen größeren Saugvorrichtung erreichen, wenn dies erforderlich ist. Die relativ kleinen Durchflussdurchmesser der Saugvorrichtungen ermöglichen die Verwendung von kleineren, preiswerteren Ventilen, die ihre Bewegungsströmung steuern. Ferner können relative Durchflussdurchmesser der parallelen Saugvorrichtungen strategisch derart ausgewählt werden, dass die Ventile der Saugvorrichtungen gesteuert werden können, um einen gewünschten Satz von diskreten Niveaus einer Bewegungsströmung durch die Anordnung zu erreichen. Da die kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung über die Ventile steuerbar ist, können ferner Bedingungen, unter denen die Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtungen eine Luftströmung verursachen kann, die größer als erwünscht ist, verringert werden. Da die Luftdurchflussrate, die größer ist als erwünscht, dazu führen kann, dass zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, kann folglich die Kraftstoffsparsamkeit unter Verwendung der Saugvorrichtungsanordnung verbessert werden.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
Die Figuren zeigen:
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines Beispiel-Kraftmaschinensystems mit einer parallelen, mit Ventil versehenen Saugvorrichtungsanordnung, die eine Aufladevorrichtung umgeht.
2 zeigt eine Detailansicht einer Saugvorrichtungsanordnung, die im Kraftmaschinensystem von 1 enthalten sein kann.
3 zeigt ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform eines Beispiel-Kraftmaschinensystems mit einer parallelen, mit Ventil versehenen Saugvorrichtungsanordnung, die eine Aufladevorrichtung umgeht.
4 zeigt eine Detailansicht einer Saugvorrichtungsanordnung, die im Kraftmaschinensystem von 3 enthalten sein kann.
5 zeigt eine Detailansicht einer Saugvorrichtungsanordnung, die im Kraftmaschinensystem von entweder 1 oder 3 enthalten sein kann.
6A zeigt einen Graphen einer idealen Leistung einer Saugvorrichtungsanordnung und einer tatsächlichen Leistung einer beispielhaften Saugvorrichtungsanordnung, wie sie sich auf die Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate bezieht.
6B zeigt eine Tabelle, die die Saugvorrichtungs-Absperrventilposition mit einer kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung wie z. B. die in 2 oder 4 dargestellten Saugvorrichtungsanordnungen in Beziehung setzt.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, die in Verbindung mit dem Kraftmaschinensystem von 1 und der Saugvorrichtungsanordnung von 2 zum Steuern der Betätigung von Saugvorrichtungs-Absperrventilen und Einlassdrosselklappen implementiert werden kann, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen.
8 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, die in Verbindung mit dem Kraftmaschinensystem von 3 und der Saugvorrichtungsanordnung von 4 zum Steuern der Betätigung von Saugvorrichtungs-Absperrventilen und Einlassdrosselklappen implementiert werden kann, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, die zum Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung während Nicht-Aufladungs-Bedingungen zur Verwendung in Verbindung mit den Verfahren von 7 und 8 implementiert werden kann.
10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, die zum Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung während Aufladungsbedingungen zur Verwendung in Verbindung mit den Verfahren von 7 und 8 implementiert werden kann.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, die zum Steuern von Saugvorrichtungs-Absperrventilen implementiert werden kann, die in Verbindung mit den Verfahren von 7 und 8 verwendet werden können.
Verfahren und Systeme zum Steuern einer Bewegungsdurchflussrate durch eine parallele Anordnung von mit Ventil versehenen Saugvorrichtungen, die eine Aufladevorrichtung umgehen, die in einem Einlass eines Kraftmaschinensystems wie z. B. des in 1 und 3 dargestellten Kraftmaschinensystems angeordnet ist, werden geschaffen. Eine Detailansicht einer beispielhaften Saugvorrichtungsanordnung, die in dem Kraftmaschinensystem von 1 enthalten sein kann, ist in 2 vorgesehen, eine Detailansicht einer beispielhaften Saugvorrichtungsanordnung, die im Kraftmaschinensystem von 3 enthalten sein kann, ist in 4 vorgesehen, und eine Detailansicht einer beispielhaften Saugvorrichtungsanordnung, die in beiden der Kraftmaschinensysteme von 1 und 3 enthalten sein kann, ist in 5 vorgesehen. Ein Graph, der eine ideale Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate als Funktion der Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, die erreichbar ist, wenn die Strömung durch eine Saugvorrichtungsanordnung wie z. B. die in 2 gezeigte Saugvorrichtungsanordnung geleitet wird, während Nicht-Aufladungs-Bedingungen darstellt, ist in 6A vorgesehen. Wie vorstehend angegeben, kann eine Rate des Niveaus der Strömung durch eine Saugvorrichtungsanordnung verändert werden, z. B. auf eines von mehreren diskreten Niveaus, über die Steuerung von jeweiligen Saugvorrichtungs-Absperrventilen (ASOV), die in Reihe mit jeder Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung angeordnet sind. 6B stellt beispielhafte kombinierte Durchflussratenniveaus, die durch eine Saugvorrichtungsanordnung für verschiedene ASOV-Positionen erreichbar sind, für eine beispielhafte Saugvorrichtungsanordnung mit exakt zwei Saugvorrichtungen dar. In Abhängigkeit von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, davon, ob Drosselklappen-Fehlerbedingungen vorliegen und ob eine Aufladung aktiv ist, können verschiedene Steuerungen verordnet werden, um eine gewünschte kombinierte Durchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen (z. B. siehe 7–8). Eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung kann beispielsweise gemäß dem Verfahren von 9 (anwendbar auf die in 2 dargestellte Saugvorrichtungsanordnung) oder dem Verfahren von 10 (anwendbar auf die in 4 dargestellte Saugvorrichtungsanordnung) bestimmt werden. Die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung kann während Nicht-Aufladungs-Bedingungen vom MAP abhängen, wohingegen sie während Aufladungsbedingungen von einem Niveau der Kompressordruckwelle abhängigen kann. Positionen/Zustände der ASOV für die Saugvorrichtungen einer Saugvorrichtungsanordnung können dann gesteuert werden, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate zu erreichen, beispielsweise in der im Verfahren von 11 dargestellten Weise. Vorteilhafterweise ermöglichen die hier beschriebenen Saugvorrichtungsanordnungen und Steuermethodologien auswählbare, diskrete Niveaus einer Kompressor-Umgehungsströmung und Kompressor-Rückführungsströmung, die der weiteren Funktion zum Erzeugen eines Unterdrucks zur Verwendung durch verschiedene Unterdruckverbraucher des Kraftmaschinensystems dienen.
Wenn man sich 1 zuwendet, zeigt sie eine erste Ausführungsform eines Kraftmaschinensystems 10 mit einer Kraftmaschine 12. Im vorliegenden Beispiel ist die Kraftmaschine 12 eine Funkenzündungskraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei die Kraftmaschine mehrere Zylinder (nicht dargestellt) umfasst. Verbrennungsereignisse in jedem Zylinder treiben einen Kolben an, der wiederum eine Kurbelwelle dreht, wie dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist. Ferner kann die Kraftmaschine 12 mehrere Kraftmaschinenventile zum Steuern des Einlasses und Auslasses von Gasen in den mehreren Zylindern umfassen.
Die Kraftmaschine 12 umfasst ein Kraftmaschineneinlasssystem 23. Das Einlasssystem 23 umfasst eine Luftansaugsystem-Drosselklappe (AIS-Drosselklappe) 31 und eine Hauptlufteinlass-Drosselklappe 22, die mit einem Kraftmaschinen-Einlasskrümmer 24 entlang eines Einlassdurchgangs 18 fluidtechnisch gekoppelt ist. Luft kann in den Einlassdurchgang 18 von einem Lufteinlasssystem mit einem Luftfilter 33 in Verbindung mit der Umgebung des Fahrzeugs eintreten. Eine Position der AIS-Drosselklappe 31 kann durch eine Steuereinheit 50 über ein Signal verändert werden, das zu einem Elektromotor oder Aktuator geliefert wird, der bei der AIS-Drosselklappe 31 enthalten ist, und eine Position der Hauptdrosselklappe 22 kann durch eine Steuereinheit 50 über ein Signal verändert werden, das zu einem Elektromotor oder Aktuator geliefert wird, der bei der Hauptdrosselklappe 22 enthalten ist, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselklappensteuerung bezeichnet wird. In dieser Weise kann die AIS-Drosselklappe 31 betätigt werden, um den Kompressor-Einlassdruck zu verändern und das Verhältnis der Einlassluft, die im Einlassdurchgang 18 weiterströmt, zur Einlassluft, die sich durch eine parallele, mit Ventil versehene Saugvorrichtungsanordnung bewegt, die einen Turbolader-Kompressor umgeht, zu verändern, wie nachstehend im Einzelnen erläutert wird. Ebenso kann die Hauptdrosselklappe 22 betätigt werden, um die Einlassluft zu verändern, die zum Einlasskrümmer und zu den mehreren Kraftmaschinenzylindern von stromabwärts einer Aufladevorrichtung geliefert wird, und um das Verhältnis der Einlassluft, die zum Einlassdurchgang stromaufwärts der Aufladevorrichtung während bestimmter Bedingungen zurückströmt, zu verändern, wie nachstehend im Einzelnen erläutert wird.
Während motorisierte Drosselklappen häufig standardmäßig für eine offene Position in 6° oder 7° ausgelegt sind, wenn sie nicht angetrieben sind, beispielsweise so dass die Kraftmaschine genügend Luftströmung empfangen kann, um eine aktuelle Fahrt zu vollenden, können selbst im Fall eines Ausfalls der elektronischen Drosselklappensteuerung (manchmal als "Notlauf"-Betrieb bezeichnet), die AIS-Drosselklappe 31 und/oder Hauptdrosselklappe 22 eine vollständig geschlossene Standardposition aufweisen. Eine vollständig geschlossene Standardposition kann in Verbindung mit der hier beschriebenen parallelen, mit Ventil versehenen Saugvorrichtungsanordnung verwendet werden, da die kombinierte Bewegungsströmung durch die Anordnung im Fall eines Ausfalls der elektronischen Drosselklappensteuerung ausreichen kann (z. B. kann die kombinierte Bewegungsdurchflussrate der Saugvorrichtungsanordnung 7,5 Gramm pro Sekunde (g/s) in einem nicht begrenzenden Beispiel sein). In dieser Weise kann die kostspielige teilweise offene nicht angetriebene Position von einer oder beiden der Drosselklappen beseitigt werden. Als weiterer Vorteil gegenüber der teilweise offenen nicht angetriebenen Position der AIS-Drosselklappe und/oder Hauptdrosselklappe schafft die parallele, mit Ventil versehene Saugvorrichtungsanordnung mehrere Luftströmungsniveaus zur Verwendung während des Fehlermodus in Abhängigkeit von der Anzahl von Saugvorrichtungen in der Anordnung/Strömungsgeometrien der Saugvorrichtungen/Orientierung der Saugvorrichtungen, was eine bessere Leistung während des Notlaufbetriebs schafft.
In der in 1 gezeigten Beispielausführungsform ist ein Luftmassensensor (MAF-Sensor) 58 im Einlassdurchgang 18 zum Liefern von Signalen hinsichtlich der Luftmassenströmung im Einlassdurchgang zur Steuereinheit 50 gekoppelt. Im dargestellten Beispiel liefert der MAF-Sensor 58 ein Signal hinsichtlich der Luftmassenströmung am Einlass des Einlassdurchgangs 18 stromaufwärts der AIS-Drosselklappe 31. Es ist jedoch zu erkennen, dass die MAF-Sensoren anderswo im Einlasssystem oder Kraftmaschinensystem gekoppelt sein können und ferner mehrere MAF-Sensoren im Einlasssystem oder Kraftmaschinensystem angeordnet sein können.
Ein Sensor 60 kann mit dem Einlasskrümmer 24 zum Liefern eines Signals hinsichtlich des Krümmerluftdrucks (MAP) und/oder Krümmerunterdrucks (MANVAC) zur Steuereinheit 50 gekoppelt sein. Der Sensor 60 kann beispielsweise ein Drucksensor oder ein Messsensor, der einen Unterdruck liest, sein und kann Daten als negativen Unterdruck (z. B. Druck) zur Steuereinheit 50 liefern. Ein Sensor 59 kann mit dem Einlassdurchgang 18 stromaufwärts des Kompressors zum Liefern eines Signals hinsichtlich des Atmosphärendrucks (BP) zur Steuereinheit 50 gekoppelt sein. Ein Kompressoreinlassdruck-Sensor (CIP-Sensor) 63 kann stromabwärts einer Verbindungsstelle des Einlassdurchgangs 18 und des Durchgangs 95 und stromaufwärts des Kompressors angeordnet sein. Der CIP-Sensor 63 kann ein Signal hinsichtlich des CIP zur Steuereinheit 50 liefern.
In einigen Beispielen können zusätzliche Druck/Unterdruck-Sensoren anderswo im Kraftmaschinensystem gekoppelt sein, um Signale hinsichtlich des Drucks/Unterdrucks in anderen Bereichen des Kraftmaschinensystems zur Steuereinheit 50 zu liefern.
Wie gezeigt, ist das Kraftmaschinensystem 10 ein aufgeladenes Kraftmaschinensystem mit einer Aufladevorrichtung. Im vorliegenden Beispiel ist die Aufladevorrichtung ein Kompressor 90 zum Aufladen einer Einlassluftladung, die entlang des Einlassdurchgangs 18 empfangen wird. Ein Ladeluftkühler (oder Zwischenkühler) 26 ist stromabwärts des Kompressors 90 zum Kühlen der aufgeladenen Luftladung vor der Zufuhr zum Einlasskrümmer gekoppelt. In Ausführungsformen, in denen die Aufladevorrichtung ein Turbolader ist, kann der Kompressor 90 mit einer Auslassturbine (nicht dargestellt) gekoppelt sein und durch diese angetrieben werden. Ferner kann der Kompressor 90 zumindest teilweise durch einen Elektromotor oder die Kraftmaschinen-Kurbelwelle angetrieben werden.
Das Kraftmaschinensystem 10 umfasst ferner eine parallele, mit Ventil versehene Saugvorrichtungsanordnung 180. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Saugvorrichtungsanordnung 180 als Beispiel zwei Saugvorrichtungen, Saugvorrichtungen 150 und 160; es ist jedoch zu erkennen, dass die Saugvorrichtungsanordnung 180 mehr als zwei Saugvorrichtungen (z. B. drei, vier, fünf, sechs oder mehr Saugvorrichtungen) umfassen kann, die parallel angeordnet sind, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Eine oder beide der Saugvorrichtungen 150 und 160 können Ejektoren, Saugvorrichtungen, Eduktoren, Lufttrichter, Strahlpumpen oder ähnliche passive Vorrichtungen sein. Jede Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung 180 ist eine Vorrichtung mit drei Kanälen mit einem Bewegungseinlass, einem Mischströmungsauslass und einem Mitnahmeeinlass, der an einer Verengung der Saugvorrichtung angeordnet ist. Wie in der Detailansicht von 2 zu sehen sein kann, kann die Saugvorrichtung 150 beispielsweise einen Bewegungseinlass 153, einen Mischströmungsauslass 157 und einen Verengungs-/Mitnahmeeinlass 165 umfassen. Ebenso umfasst die Saugvorrichtung 160 einen Bewegungseinlass 154, einen Mischströmungsauslass 156 und einen Verengungs-/Mitnahmeeinlass 167. Wie nachstehend weiter beschrieben, erzeugt die Bewegungsströmung durch jede Saugvorrichtung eine Saugströmung am Mitnahmeeinlass der Saugvorrichtung, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, der z. B. in einem Unterdruckreservoir gespeichert werden kann und zu verschiedenen Unterdruckverbrauchern des Kraftmaschinensystems geliefert werden kann. In den hier dargestellten Ausführungsformen sind die Saugvorrichtungen asymmetrisch; eine Strömungsgeometrie eines konvergierenden Abschnitts jeder Saugvorrichtung ist von einer Strömungsgeometrie eines divergierenden Abschnitts der Saugvorrichtung in einer Weise verschieden, die die Unterdruckerzeugung maximiert, wenn die Bewegungsströmung in den Bewegungseinlass der Saugvorrichtung eintritt und den Mischströmungsauslass der Saugvorrichtung verlässt (was als "Vorwärtsströmung" durch die Saugvorrichtung bezeichnet werden kann). Wie in 2 zu sehen, kann beispielsweise der konvergierende Abschnitt der Saugvorrichtung einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit Seiten mit einer ersten Länge umfassen, die in einem ersten Winkel von einer Bewegungsströmungsachse der Saugvorrichtung orientiert sind, und der divergierende Abschnitt der Saugvorrichtung kann einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit Seiten mit einer zweiten Länge umfassen, die in einem zweiten Winkel von der Bewegungsströmungsachse der Saugvorrichtung orientiert sind, wobei die zweite Länge größer ist als die erste Länge und der zweite Winkel kleiner ist als der erste Winkel. In Abhängigkeit von der Konstruktion der Saugvorrichtung kann jedoch aufgrund des Venturi-Effekts ein niedrigeres Unterdruckniveau immer noch erzeugt werden, wenn die Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtung in der entgegengesetzten Richtung strömt (z. B. wenn die Bewegungsströmung in den Mischströmungsauslass eintritt und den Bewegungseinlass verlässt, was als "Rückströmung" durch die Saugvorrichtung bezeichnet werden kann). In anderen Beispielen können jedoch die Saugvorrichtungen symmetrisch sein, so dass ihre Unterdruckerzeugungsfähigkeit ungeachtet dessen, ob die Bewegungsströmung in den Bewegungseinlass eintritt und den Mischströmungsauslass verlässt oder in den Mischströmungsauslass eintritt und den Bewegungseinlass verlässt, identisch ist (z. B. identische Unterdruckerzeugungsfähigkeit während einer Vorwärtsströmung und Rückströmung). In solchen Beispielen können die Längen der Seiten der kegelstumpfförmigen Abschnitte, die die konvergierenden und divergierenden Abschnitte der Saugvorrichtung bilden, identisch sein und die Winkel, in denen die Seiten der konvergierenden und divergierenden Abschnitte orientiert sind, können ebenso identisch sein.
Ein ASOV ist in Reihe mit jeder Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung 180 angeordnet. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein ASOV 151 in Reihe mit und stromaufwärts der Saugvorrichtung 150 angeordnet und ein ASOV 152 ist in Reihe mit und stromaufwärts der Saugvorrichtung 160 angeordnet. Insbesondere ist das ASOV 151 stromaufwärts des Bewegungseinlasses 153 der Saugvorrichtung 150 und stromabwärts eines Bewegungseinlasses 145 der Saugvorrichtungsanordnung 180 angeordnet und ebenso ist das ASOV 152 stromaufwärts des Bewegungseinlasses 154 der Saugvorrichtung 160 und stromabwärts des Bewegungseinlasses 145 der Saugvorrichtungsanordnung 180 angeordnet. Es ist jedoch zu erkennen, dass in anderen Ausführungsformen die ASOV stromabwärts von Mischströmungsauslässen der Saugvorrichtungen angeordnet sein können oder die ASOV mit den Saugvorrichtungen einteilig sein können (z. B. können die Ventile an den Verengungen der Saugvorrichtungen angeordnet sein). Ein Vorteil der Positionierung eines ASOV stromaufwärts des Bewegungseinlasses einer entsprechenden Saugvorrichtung besteht darin, dass, wenn das ASOV stromaufwärts liegt (z. B. während einer Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtung), der Druckverlust, der mit dem ASOV verbunden ist, weniger Auswirkung im Vergleich zu einer Konfiguration aufweist, in der das ASOV stromabwärts der Saugvorrichtung liegt (entweder in Reihe mit dem Mischströmungsauslass der Saugvorrichtung während der Vorwärtsströmung angeordnet oder in Reihe mit dem Bewegungseinlass der Saugvorrichtung während der Rückströmung angeordnet), oder wenn das ASOV mit der Saugvorrichtung einteilig ist.
In den hier beschriebenen Ausführungsformen sind die ASOV 151 und 152 Solenoidventile, die elektrisch betätigt werden, und der Zustand jedes ASOV kann durch die Steuereinheit 50 auf der Basis von verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen gesteuert werden. Als Alternative können jedoch die ASOV pneumatische (z. B. durch Unterdruck betätigte) Ventile sein; in diesem Fall kann der Betätigungsunterdruck für die Ventile vom Einlasskrümmer und/oder Unterdruckreservoir und/oder anderen Niederdrucksenken des Kraftmaschinensystems beschafft werden. Da es beispielsweise vorteilhaft sein kann, eine kombinierte Strömung durch die Saugvorrichtungsanordnung zu erhöhen, wenn der Einlasskrümmerdruck während Nicht-Aufladungs-Bedingungen zunimmt (z. B. während der BP/CIP größer ist als der MAP), wie hier beschrieben, kann es vorteilhaft sein, durch Unterdruck betätigte ASOV zu verwenden, die auf der Basis des Einlasskrümmer-Unterdrucks betätigt werden. Betätigungsschwellenwerte von solchen durch Unterdruck betätigten Ventilen können für verschiedene Saugvorrichtungen unterschiedlich sein, um verschiedene gewünschte kombinierte Strömungsniveaus durch die Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen. In Ausführungsformen, in denen die ASOV pneumatisch gesteuerte Ventile sind, kann die Steuerung der ASOV unabhängig von einem Antriebsstrang-Steuermodul durchgeführt werden (z. B. können die ASOV auf der Basis von Druck/Unterdruck-Pegeln innerhalb des Kraftmaschinensystems passiv gesteuert sein).
Ob sie elektrisch oder mit Unterdruck betätigt sind, die ASOV 151 und 152 können entweder binäre Ventile (z. B. Zweiweg-Ventile) oder kontinuierlich variable Ventile sein. Binäre Ventile können entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen (abgesperrt) gesteuert werden, so dass eine vollständig offene Position eines binären Ventils eine Position ist, in der das Ventil keine Strömungsdrosselung ausübt, und eine vollständig geschlossene Position eines binären Ventils eine Position ist, in der das Ventil die ganze Strömung drosselt, so dass keine Strömung durch das Ventil hindurch gelangen kann. Dagegen können kontinuierlich variable Ventile teilweise in veränderlichen Graden geöffnet werden. Ausführungsformen mit kontinuierlich variablen ASOV können eine größere Flexibilität bei der Steuerung der kombinierten Bewegungsdurchflussrate der Saugvorrichtungsanordnung schaffen mit dem Nachteil, dass kontinuierlich variable Ventile viel kostspieliger sein können als binäre Ventile. Aufgrund der verschiedenen diskreten Strömungsniveaus, die durch die hier beschriebe Saugvorrichtungsanordnung erreichbar sind, können preiswertere binäre Ventile verwendet werden und dennoch kann eine Flexibilität, die näher an jener eines kontinuierlich variablen Ventils liegt, immer noch erreicht werden.
In anderen Beispielen können die ASOV 151 und 152 Schieberventile, Schwenkklappenventile, Tellerventile oder ein anderer geeigneter Typ von Ventil sein.
Wie hier ausführlich erläutert (z. B. mit Bezug auf 11), können die Zustände der Ventile 151 und 152 auf der Basis von verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt werden, um dadurch eine kombinierte Bewegungsströmung (z. B. eine kombinierte Bewegungsströmungsmenge und/oder Bewegungsdurchflussrate) durch die Saugvorrichtungsanordnung zu verändern. In Abhängigkeit von der Beziehung zwischen dem BP und MAP (oder CIP und MAP in der Ausführungsform von 3–4) kann die Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung eine Vorwärtsströmung, wobei die Bewegungsströmung in den Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung eintritt und den Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung verlässt, oder eine Rückströmung, wobei die Bewegungsströmung in den Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung eintritt und den Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung verlässt, sein. Wie hier verwendet, kann ein Zustand eines Ventils vollständig offen, teilweise offen (in veränderlichen Graden) oder vollständig geschlossen sein. In einem Beispiel, wie hier mit Bezug auf 9 beschrieben, kann der Zustand von jedem ASOV auf der Basis des Einlasskrümmerdrucks eingestellt werden (z. B. so dass die kombinierte Strömung durch die Saugvorrichtungsanordnung mit zunehmendem Einlasskrümmerdruck zunimmt). In einem anderen Beispiel, wie hier mit Bezug auf 10 beschrieben, kann der Zustand jedes ASOV auf der Basis einer Kompressordruckwelle eingestellt werden (z. B. so dass die kombinierte Strömung durch die Saugvorrichtungsanordnung mit zunehmender Kompressordruckwelle zunimmt). Es ist zu erkennen, dass Bezugnahmen auf die Einstellung der ASOV sich entweder auf eine aktive Steuerung über die Steuereinheit 50 (wie z. B. in der in 1 dargestellten Ausführungsform, in der die ASOV Solenoidventile sind) oder eine passive Steuerung auf der Basis von Unterdruck-Betätigungsschwellenwerten der ASOV selbst (z. B. in Ausführungsformen, in denen die ASOV durch Unterdruck betätigte Ventile sind) beziehen können. Alternativ oder zusätzlich können die Zustände der ASOV auf der Basis eines Unterdruckpegels, der im Unterdruckreservoir 38 gespeichert ist, eingestellt werden, z. B. um eine kombinierte Strömung durch die Saugvorrichtungsanordnung in Reaktion auf einen dringenden Bedarf an einer Unterdruckergänzung zu erhöhen, wenn ein solcher Betrieb angesichts der aktuellen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen zulässig ist. Durch Verändern der Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtungen 150 und 160 über die Einstellung des Zustandes der ASOV 151 und 152 kann folglich ein Betrag des Unterdrucks, der an den Mitnahmeeinlässen der Saugvorrichtungen entnommen wird, moduliert werden, um Kraftmaschinenunterdruck-Anforderungen zu erfüllen.
In der in 1 dargestellten Beispielausführungsform koppelt ein Durchgang 95 die Saugvorrichtungsanordnung 180 mit dem Einlassdurchgang 18 an einem Punkt stromaufwärts der AIS-Drosselklappe 31. Wie gezeigt, verzweigt sich der Durchgang 95 in parallele Strömungspfade, wobei jeder Strömungspfad eine Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung umfasst; ein Abschnitt des Durchgangs 95 stromaufwärts des Verzweigungspunkts wird hier als Bewegungseinlass 145 der Saugvorrichtungsanordnung 180 bezeichnet (siehe 2). Wie in 1 gezeigt, koppelt ferner ein Durchgang 86 die Saugvorrichtungsanordnung 180 mit dem Einlasskrümmer 24 (z. B. koppelt der Durchgang 86 die Saugvorrichtungsanordnung 180 mit dem Einlassdurchgang 18 stromabwärts der Hauptdrosselklappe 22 nahe dem Einlasskrümmer 24). Wie gezeigt, vereinigen sich die parallelen Strömungspfade, die die Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung enthalten, am Durchgang 86; ein Abschnitt des Durchgangs 86 stromabwärts des Vereinigungspunkts wird hier als Mischströmungsauslass 147 der Saugvorrichtungsanordnung 180 bezeichnet (siehe 2). Folglich ist zu erkennen, dass, obwohl jede individuelle Saugvorrichtung eine Vorrichtung mit drei Kanälen mit einem Bewegungseinlass, einem Mischströmungsauslass und einem Verengungs-/Mitnahmeeinlass ist, die Saugvorrichtungsanordnung selbst auch einen Bewegungseinlass und einen Mischströmungsauslass aufweist.
In Abhängigkeit von verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann die Fluidströmung in einer Vorwärtsrichtung ("Vorwärtsströmung) oder in einer Rückwärtsrichtung ("Rückströmung") durch die Saugvorrichtungsanordnung laufen. Hier bezieht sich die Vorwärtsströmung auf eine Fluidströmung vom Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung zum Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung über eine oder mehrere der parallelen Saugvorrichtungen, wohingegen sich die Rückströmung auf eine Fluidströmung vom Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung zum Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung über eine oder mehrere der parallelen Saugvorrichtungen bezieht. Während der Vorwärtsströmung kann mehr Unterdruck durch die Saugvorrichtungsanordnung als während der Rückströmung erzeugt werden, da die Saugvorrichtungen asymmetrische Geometrien aufweisen können, die eine verbesserte Unterdruckerzeugung während der Vorwärtsströmung schaffen. Trotzdem kann in Abhängigkeit von den Geometrien der Saugvorrichtungen ein niedrigerer Unterdruckpegel immer noch während der Rückströmung erzeugt werden. In anderen Beispielen können die Saugvorrichtungen symmetrische Geometrien aufweisen, so dass Unterdruckerzeugungspegel während sowohl der Vorwärts- als auch Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung im Wesentlichen gleich sind.
Wie nachstehend im Hinblick auf 7 und 8 ausführlich erläutert wird, kann in der in 1–2 dargestellten Ausführungsform die Fluidströmungsrichtung durch die Saugvorrichtungsanordnung von der Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre (z. B. BP) und dem Einlasskrümmer (MAP) abhängen. Wenn beispielsweise der BP größer ist als der MAP (z. B. wenn Aufladungsbedingungen nicht vorhanden sind), kann eine gewisse Menge an Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung in Abhängigkeit von anderen Kraftmaschinenbetriebsparametern wie z. B. der AIS-Drosselklappenposition, der Hauptdrosselklappenposition, ASOV-Zuständen usw. stattfinden. Während der Vorwärtsströmung kann eine Fluidströmung, die in den Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung eintritt, durch eine oder mehrere der Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung in Abhängigkeit von den Positionen der ASOV umgeleitet werden. Ein Gemisch der Fluidströmung vom Bewegungseinlass und der Saugströmung, die in jede Saugvorrichtung durch ihren Mitnahmeeinlass eintritt ("Mischströmung"), verlässt den Mischströmungsauslass der Saugvorrichtung und kombiniert sich mit der Mischströmung der anderen Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung vor dem Verlassen der Saugvorrichtungsanordnung über den Mischströmungsauslass 147 der Saugvorrichtungsanordnung.
Wenn dagegen der BP geringer ist als der MAP, können Aufladungsbedingungen vorliegen (z. B. kann der Kompressor arbeiten und Einlassluft komprimieren, um den Druck der Einlassluft vom BP auf einen höheren Druck zu erhöhen). Während solcher Bedingungen können die ASOV derart gesteuert werden, dass die Saugvorrichtungsanordnung als kontinuierlicher Kompressor-Umgehungsdurchgang mit diskreten Niveaus fungiert. Während der Aufladung kann beispielsweise eine Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung stattfinden, wenn ein oder mehrere der ASOV der Saugvorrichtungsanordnung so gesteuert werden, dass sie zumindest teilweise offen sind. Während der Rückströmung kann eine Fluidströmung, die in den Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung eintritt, durch eine oder mehrere der Saugvorrichtungen in Abhängigkeit von den Positionen der ASOV umgeleitet werden. Ein Gemisch der Fluidströmung vom Mischströmungsauslass und der Saugströmung, die in jede Saugvorrichtung durch ihren Mitnahmeeinlass eintritt ("Mischströmung"), verlässt den Bewegungseinlass der Saugvorrichtung und kombiniert sich mit der Mischströmung der anderen Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung vor dem Verlassen der Saugvorrichtungsanordnung über den Bewegungseinlass 145 der Saugvorrichtungsanordnung. Im Gegensatz zu Kraftmaschinensystemen, bei denen ein separater, eigenständiger Kompressor-Rückführungsdurchgang für die Kompressor-Druckwellensteuerung vorgesehen ist, kann folglich hier die Saugvorrichtungsanordnung selbst als Kompressor-Rückführungsdurchgang fungieren. Das heißt, um die Kompressordruckwelle zu verringern, wie z. B. bei einem Fahrpedallösen durch den Fahrer, kann der Ladedruck vom Einlasskrümmer stromabwärts der Hauptdrosselklappe 22 durch die Saugvorrichtungsanordnung 180 und zurück in den Einlassdurchgang 18 (beispielsweise stromabwärts des Luftfilters 33 und stromaufwärts der AIS-Drosselklappe 31, wie in 1 gezeigt) abgeführt werden. Durch Leiten von aufgeladener Luft von stromabwärts des Kompressors zurück zum Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors über die Saugvorrichtungsanordnung kann der Ladedruck verringert werden. Die Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung 180 kann über die Steuerung der ASOV (z. B. ASOV 151 und 152 in 1–2) reguliert werden, wie hier mit Bezug auf 7 und 9–11 ausführlich erläutert. Der Zustand der ASOV kann beispielsweise die Massenströmung bestimmen, deren Rückführung um den Kompressor erlaubt wird. Dies ermöglicht, dass eine dosierte Menge an Luft umläuft, was einen Kompressorbetrieb an einem günstigeren Punkt im Kompressorkennfeld ermöglicht.
Wie vorstehend angegeben, kann sich in Abhängigkeit von der Geometrie der Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung und der Durchflussrate unter anderen Faktoren eine gewisse Unterdruckerzeugung aus der Rückströmung durch die Saugvorrichtungen ergeben. Selbst während der Rückströmung kann folglich die Unterdruckerzeugung stattfinden und der erzeugte Unterdruck kann von verschiedenen durch Unterdruck betriebenen Vorrichtungen des Kraftmaschinensystems verwendet werden. Wie nachstehend mit Bezug auf 10 beschrieben wird, können, wenn ein dringender Bedarf an einer Unterdruckergänzung während der Aufladung besteht, die ASOV ferner gesteuert werden, um die höchste mögliche kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zu schaffen, wodurch der Unterdruck so schnell wie möglich über eine Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung ergänzt wird.
Obwohl das in 1 dargestellte Beispiel-Kraftmaschinensystem eine Saugvorrichtungsanordnung umfasst, die mit dem Einlassdurchgang stromabwärts des Luftfilters 33 und stromaufwärts der AIS-Drosselklappe 31 und stromabwärts der Hauptdrosselklappe 22 gekoppelt ist, ist zu erkennen, dass der Bewegungseinlass einer Saugvorrichtungsanordnung wie z. B. der Saugvorrichtungsanordnung 180 alternativ mit einem anderen Teil des Einlassdurchgangs stromaufwärts des Kompressors gekoppelt sein kann (z. B. kann er stromaufwärts des Luftfilters 33, stromabwärts der AIS-Drosselklappe 31 usw. gekoppelt sein). Ferner kann der Mischströmungsauslass einer Saugvorrichtungsanordnung wie z. B. der Saugvorrichtungsanordnung 180 in einigen Beispielen alternativ mit einem anderen Teil des Einlassdurchgangs stromabwärts des Kompressors gekoppelt sein (z. B. stromaufwärts der Hauptdrosselklappe 22, stromaufwärts des Ladeluftkühlers 26 usw.). Alternativ können Bewegungseinlässe der individuellen Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsan-ordnung jeweils mit verschiedenen Teilen des Einlassdurchgangs stromaufwärts des Kompressors gekoppelt sein, während ihre Mischströmungsauslässe mit einem gleichen Teil des Einlassdurchgangs stromabwärts des Kompressors gekoppelt sind.
Mit Rückkehr zu den Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung 180 kann eine Verengungsdurchflussfläche (z. B. eine Querschnittsdurchflussfläche durch die Verengung der Saugvorrichtung) der Saugvorrichtungen in einigen Beispielen ungleichmäßig sein. Wie in der Detailansicht der Saugvorrichtungsanordnung 180, die in 2 dargestellt ist, zu sehen ist, weist beispielsweise die Verengung 161 der Saugvorrichtung 150 einen Durchmesser d₁ auf und die Verengung 163 der Saugvorrichtung 160 weist einen Durchmesser d₂ auf. Wie gezeigt, ist der Durchmesser d₁ und die resultierende Querschnittsdurchflussfläche durch die Saugvorrichtung 150 kleiner als der Durchmesser d₂ und die resultierende Querschnittsdurchflussfläche durch die Saugvorrichtung 160. In einem Beispiel kann das Verhältnis der Durchmesser d₁ zu d₂ 3,5 zu 5 sein; in diesem Fall kann d₁ 3,5 mm sein und d₂ kann 5 mm sein. Mit diesem Verhältnis von Durchmessern ist die Querschnittsdurchflussfläche an der Verengung der Saugvorrichtung 150 ungefähr halb so groß wie die Querschnittsdurchflussfläche an der Verengung der Saugvorrichtung 160 (z. B. wenn d₁ und d₂ 3,5 mm bzw. 5 mm sind, sind die resultierenden Querschnittsdurchflussflächen an den Verengungen der Saugvorrichtungen 150 und 160 ungefähr 9,62 mm² bzw. 19,63 mm²). Eine solche Beziehung zwischen Verengungsdurchflussflächen von Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung kann vorteilhafterweise eine größere Flexibilität für die kombinierte Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtung schaffen, wie hier im Einzelnen erläutert. In Ausführungsformen mit mehr als zwei Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung können alle Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung 180 verschiedene Durchmesser/Querschnittsflächen aufweisen (wobei z. B. keine der Saugvorrichtungen denselben Durchmesser/dieselbe Querschnittsdurchflussfläche aufweist). Alternativ können in solchen Ausführungsformen nur einige der Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung verschiedene Durchmesser/Querschnittsdurchflussflächen aufweisen (in welchem Fall mindestens zwei Saugvorrichtungen der Anordnung denselben Durchmesser/dieselbe Querschnittsdurchflussfläche aufweisen). In weiteren Beispiel-Saugvorrichtungsanordnungen mit mindestens zwei Saugvorrichtungen können alle Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung denselben, einheitlichen Durchmesser und dieselbe einheitliche Querschnittsdurchflussfläche aufweisen. Es ist zu erkennen, dass in Beispielen, in denen die Querschnitte der Saugvorrichtungen (z. B. an den Verengungen der Saugvorrichtungen) nicht kreisförmig sind und stattdessen elliptisch oder rechteckig sind, unter anderen Beispielen es nicht relevant sein kann, auf die Durchmesser der Saugvorrichtungen Bezug zu nehmen; in solchen Beispielen kann auf andere Parameter Bezug genommen werden, wie z. B. die Querschnittsdurchflussfläche.
In einigen Beispielen kann ferner jeder parallele Strömungspfad sich selbst in weitere parallele Strömungspfade verzweigen, die jeweils eine oder mehrere Saugvorrichtungen mit entweder demselben oder verschiedenen Durchmessern/Querschnittsdurchflussflächen an ihren Verengungen enthalten, z. B. stromabwärts vom ASOV, die sich dann zu einem einzigen Strömungspfad stromaufwärts des Durchgangs vereinigen, an dem alle der parallelen Strömungspfade sich stromaufwärts des Einlasskrümmers vereinigen. Solche Konfigurationen können eine weitere Flexibilität beim Steuern der Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der Unterdruckerzeugung während der Vorwärtsströmung schaffen, z. B. während einer Drosselklappen-Fehlerbedingung während Nicht-Aufladungs-Bedingungen, wobei sich die Drosselklappe in einer vollständig geschlossenen Position befindet und die ganze Luftströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung geleitet wird. Während der Rückströmung kann eine solche Konfiguration ferner eine weitere Flexibilität beim Steuern einer Kompressor-Umgehungsdurchflussrate schaffen.
Wie vorher erwähnt, umfasst jede Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung 180 einen Mitnahmeeinlass an der Verengung der Saugvorrichtung. In der in 1 dargestellten Beispielausführungsform steht der Verengungs-/Mitnahmeeinlass 165 der Saugvorrichtung 150 mit einem Unterdruckreservoir 38 über einen Durchgang 82 in Verbindung. Aufgrund der konvergierenden/divergierenden Form der Saugvorrichtung 150 kann die Strömung von Fluid wie z. B. Luft vom Bewegungseinlass 154 zum Mischströmungsauslass 156 der Saugvorrichtung 150 (Vorwärtsströmung) einen niedrigen Druck am Verengungs-/Mitnahmeeinlass 165 erzeugen. Dieser niedrige Druck kann eine Saugströmung vom Durchgang 82 in den Verengungs-/Mitnahmeeinlass 165 der Saugvorrichtung 150 induzieren, wodurch ein Unterdruck am Unterdruckreservoir 38 erzeugt wird. In einigen Beispielen kann in Abhängigkeit von der Geometrie der Saugvorrichtung die Strömung von Fluid vom Mischströmungsauslass 157 zum Bewegungseinlass 153 (Rückströmung) auch einen niedrigen Druck erzeugen, der eine Saugströmung in die Verengung der Saugvorrichtung induziert und einen Unterdruck am Unterdruckreservoir erzeugt. Wie vorstehend angegeben, kann für Saugvorrichtungen mit Geometrien, die um die Verengung symmetrisch sind, ein Niveau oder eine Rate des erzeugten Unterdrucks für sowohl die Rückströmung als auch die Vorwärtsströmung im Wesentlichen gleich sein. Für Saugvorrichtungen mit Geometrien, die um die Verengung asymmetrisch sind, kann dagegen ein Niveau oder eine Rate des erzeugten Unterdrucks während der Vorwärtsströmung höher sein als ein Niveau des erzeugten Unterdrucks oder die Rate des Unterdrucks, der während der Rückströmung erzeugt wird, da die Saugvorrichtungen dazu ausgelegt sein können, einen Unterdruck während der Vorwärtsströmung zu erzeugen.
Ein Rückschlagventil 72, das im Durchgang 82 angeordnet ist, verhindert eine Rückströmung von der Saugvorrichtung 150 zum Unterdruckreservoir 38, wodurch ermöglicht wird, dass das Unterdruckreservoir 38 seinen Unterdruck beibehält, sollten die Drücke am Bewegungseinlass der Saugvorrichtung 150 und am Unterdruckreservoir sich ausgleichen. Obwohl die dargestellte Ausführungsform das Rückschlagventil 72 als eigenständiges Ventil zeigt, kann das Rückschlagventil 72 in alternativen Ausführungsformen in die Saugvorrichtung integriert sein. Wie vorstehend für die Saugvorrichtung 150 beschrieben, steht der Verengungs-/Mitnahmeeinlass 167 der Saugvorrichtung 160 mit dem Unterdruckreservoir 38 über einen Durchgang 84 in Verbindung und die Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtung 160 kann eine Saugströmung vom Durchgang 84 in den Verengungs-/Mitnahmeeinlass 167 der Saugvorrichtung 160 induzieren, wodurch ein Unterdruck am Unterdruckreservoir 38 erzeugt wird. Wie das vorstehend beschriebene Rückschlagventil 72 verhindert ein im Durchgang 84 angeordnetes Rückschlagventil 74 eine Rückströmung von der Saugvorrichtung 160 zum Unterdruckreservoir 38.
Es ist zu erkennen, dass, da der Mischströmungsauslass 147 der Saugvorrichtungsanordnung 180 mit dem Einlasskrümmer 24 in Verbindung steht, die Rückschlagventile 72 und 74 eine Fluidströmung vom Einlasskrümmer zum Unterdruckreservoir verhindern, die z. B. ansonsten während Bedingungen auftreten könnte, wenn der Einlasskrümmerdruck höher ist als ein Druck im Unterdruckreservoir. Ebenso verhindern die Rückschlagventile 72 und 74, dass Fluid wie z. B. eine Einlassluftladung vom Durchgang 95 in das Unterdruckreservoir 38 strömt. Wie in 1 gezeigt, vereinigen sich die Durchgänge 82 und 84 zu einem gemeinsamen Durchgang 89, der in das Unterdruckreservoir 38 eintritt. In anderen Beispielen können jedoch die Durchgänge 82 und 84 jeweils an verschiedenen Kanälen in das Unterdruckreservoir eintreten.
Das Unterdruckreservoir 38 kann mit einer oder mehreren Kraftmaschinen-Unterdruckverbrauchsvorrichtungen 39 gekoppelt sein. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann eine Unterdruckverbrauchsvorrichtung 39 ein Bremskraftverstärker sein, der mit Fahrzeugradbremsen gekoppelt ist, wobei das Unterdruckreservoir 38 ein Unterdruckhohlraum vor einer Membran des Bremskraftverstärkers ist, wie in 1 gezeigt. In einem solchen Beispiel kann das Unterdruckreservoir 38 ein internes Unterdruckreservoir sein, das dazu konfiguriert ist, eine Kraft zu verstärken, die von einem Fahrzeugfahrer 130 über ein Bremspedal 134 zum Anwenden der Fahrzeugradbremsen (nicht dargestellt) geliefert wird. Eine Position des Bremspedals 134 kann durch einen Bremspedalsensor 132 überwacht werden. In alternativen Ausführungsformen kann das Unterdruckreservoir ein Niederdruck-Speichertank, der in einem Kraftstoffdampfspülsystem enthalten ist, ein Unterdruckreservoir, das mit einem Turbinen-Ladedruckbegrenzer gekoppelt ist, ein Unterdruckreservoir, das mit einem Ladungsbewegungs-Steuerventil gekoppelt ist, usw. sein. In solchen Ausführungsformen können die Unterdruckverbrauchsvorrichtungen 39 des Fahrzeugsystems verschiedene durch Unterdruck betätigte Ventile wie z. B. Ladungsbewegungs-Steuerventile, eine 4 × 4-Nabenverriegelung, schaltbare Kraftmaschinenhalterungen, Heizung, Belüftung und Kühlung, Unterdruckleckprüfungen, Kurbelgehäuseentlüftung, Abgasrückführung, Gaskraftstoffsysteme, Rad-Achsen-Trennung usw. umfassen. In einer Beispielausführungsform kann ein erwarteter Unterdruckverbrauch durch die Unterdruckverbraucher während verschiedener Kraftmaschinenbetriebsbedingungen beispielsweise in einer Nachschlagetabelle im Speicher des Steuersystems gespeichert sein und der gespeicherte Unterdruckschwellenwert, der dem erwarteten Unterdruckverbrauch für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entspricht, kann durch Bezugnahme auf die Nachschlagetabelle bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen, wie dargestellt, kann ein Sensor 40 mit dem Unterdruckreservoir 38 gekoppelt sein, um eine Abschätzung des Unterdruckpegels am Reservoir zu schaffen. Der Sensor 40 kann ein Messsensor sein, der den Unterdruck liest, und kann Daten als negativen Unterdruck (z. B. Druck) zur Steuereinheit 50 übertragen. Folglich kann der Sensor 40 den Betrag des im Unterdruckreservoir 38 gespeicherten Unterdrucks messen.
Wie gezeigt, kann das Unterdruckreservoir 38 direkt oder indirekt mit dem Einlasskrümmer 24 über ein Rückschlagventil 41 gekoppelt sein, das in einem Umleitdurchgang 43 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 41 kann ermöglichen, dass Luft vom Unterdruckreservoir 38 zum Einlasskrümmer 24 strömt, und kann die Luftströmung vom Einlasskrümmer 24 zum Unterdruckreservoir 38 begrenzen. Während Bedingungen, unter denen der Einlasskrümmerdruck negativ ist, kann der Einlasskrümmer eine Unterdruckquelle für das Unterdruckreservoir 38 sein. In Beispielen, in denen die Unterdruckverbrauchsvorrichtung 39 ein Bremskraftverstärker ist, kann der Einschluss des Umleitdurchgangs 43 im System sicherstellen, dass der Bremskraftverstärker fast sofort entleert wird, sobald der Einlasskrümmerdruck niedriger ist als der Bremskraftverstärkerdruck. Obwohl die dargestellte Ausführungsform den Umleitdurchgang 43 zeigt, der den gemeinsamen Durchgang 89 mit dem Durchgang 86 in einem Bereich des Mischströmungsauslasses 147 der Saugvorrichtungsanordnung koppelt; werden andere direkte oder indirekte Kopplungen des Einlasskrümmers und des Unterdruckreservoirs auch erwartet.
Obwohl in 1 nicht dargestellt, umfasst das Kraftmaschinensystem 10 ein Auslasssystem und ein Teil des Abgases, das die Zylinder der Kraftmaschine 12 verlässt, kann vom Auslasssystem zum Einlassdurchgang 18 entweder stromaufwärts des Kompressors (als Niederdruck-Abgasrückführung oder LP-AGR bezeichnet) oder stromabwärts des Kompressors (als Hochdruck-Abgasrückführung oder HP-AGR bezeichnet) zurückgeführt werden. Zurückgeführtes Abgas kann sich beispielsweise vom Auslasssystem zum Einlassdurchgang 18 über einen AGR-Durchgang 79 bewegen. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der AGR-Durchgang 79 mit dem Einlassdurchgang 18 stromabwärts einer Verbindungsstelle des Durchgangs 95 und des Einlassdurchgangs 18 und stromaufwärts des Kompressors 90 gekoppelt. Wie gezeigt, ist die AIS-Drosselklappe 31 stromaufwärts einer Verbindungsstelle des Einlassdurchgangs 18 und des AGR-Durchgangs 79 angeordnet; die Einstellung der AIS-Drosselklappe 31 kann den Druckpegel an diesem Punkt im Einlassdurchgang modifizieren, um dadurch eine Durchflussrate der AGR in den Einlassdurchgang zu modifizieren. Ein AGR-MAF-Sensor 77 kann im AGR-Durchgang 79 zum Liefern von Signalen hinsichtlich der Luftmassenströmung im AGR-Durchgang zur Steuereinheit 50 gekoppelt sein. Zusätzlich zu oder anstelle des MAF-Sensors 77 können andere Sensoren anderswo im AGR-Durchgang gekoppelt sein.
Eine zweite Ausführungsform eines Kraftmaschinensystems mit einer parallelen, mit Ventil versehenen Saugvorrichtungsanordnung ist in 3–4 dargestellt. Die zweite Ausführungsform umfasst viele der vorstehend für die erste Ausführungsform beschriebenen gleichen Merkmale; ähnliche Merkmale sind ähnlich nummeriert und werden der Kürze halber nicht erneut beschrieben.
Ein Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass in der zweiten Ausführungsform die Saugvorrichtungsanordnung 380 mit dem Einlassdurchgang 318 stromabwärts der AIS-Drosselklappe 331 und stromaufwärts des Kompressors 390 gekoppelt ist. Wie gezeigt, sind ferner die Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung 380 derart orientiert, dass ihre Bewegungseinlässe (und folglich der Bewegungseinlass 345 der Saugvorrichtungsanordnung) mit dem Einlassdurchgang stromabwärts der Hauptdrosselklappe 322, am Einlasskrümmer 324 gekoppelt sind. Die Mischströmungsauslässe der Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung 380 (und folglich der Mischströmungsauslass 347 der Saugvorrichtungsanordnung) sind mit dem Einlassdurchgang zwischen der AIS-Drosselklappe 331 und dem Kompressor 390 gekoppelt. In der zweiten Ausführungsform wird folglich die Unterdruckerzeugung maximiert, wenn Fluid vom Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors zum Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors strömt, was üblicherweise als Kompressor-Umgehungsströmung oder Kompressor-Rückführungsströmung bezeichnet wird. Es folgt, dass in der zweiten Ausführungsform die Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung 380 sich auf die Strömung, die stromabwärts des Kompressors 390 entsteht, in den Bewegungseinlass 345 der Saugvorrichtungsanordnung 380 eintritt und den Mischströmungsauslass 347 der Saugvorrichtungsanordnung 380 verlässt, der mit dem Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors 390 fluidtechnisch gekoppelt ist, bezieht. Ebenso bezieht sich die Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung 380 auf eine Strömung, die stromaufwärts des Kompressors 390 entsteht, in den Mischströmungsauslass 347 der Saugvorrichtungsanordnung 380 eintritt und den Bewegungseinlass 345 der Saugvorrichtungsanordnung 380 verlässt, der mit dem Einlasskrümmer fluidtechnisch gekoppelt (z. B. mit dem Einlassdurchgang 318 stromabwärts der Hauptdrosselklappe 322 fluidtechnisch gekoppelt) ist.
Wie in der ersten Ausführungsform sind ASOV 351 und 352 in Reihe mit den Bewegungseinlässen der Saugvorrichtungen 350 bzw. 360 angeordnet. In anderen Ausführungsformen können jedoch die ASOV stromabwärts von Mischströmungsauslässen der Saugvorrichtungen angeordnet sein oder die ASOV können mit den Saugvorrichtungen einteilig sein (z. B. können die Ventile an den Verengungen der Saugvorrichtungen angeordnet sein).
Wie in der ersten Ausführungsform kann ferner ein CIP-Sensor 363 stromabwärts einer Verbindungsstelle des Einlassdurchgangs 318 und des Durchgangs 395 und stromaufwärts des Kompressors angeordnet sein. Der CIP-Sensor 363 kann ein Signal hinsichtlich des CIP zur Steuereinheit 50 liefern. Aufgrund der Konfiguration des Kraftmaschinensystems 310 kann vielmehr der CIP als der BP dem Druck an der Verbindungsstelle des Einlassdurchgangs 318 und des Durchgangs 395 entsprechen.
Da die Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung 380 eine Strömung stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors bildet, kann die Saugvorrichtungsanordnung 380 eine Kompressor-Umgehungsströmung während Vorwärtsströmungsbedingungen schaffen, während ein Unterdruck erzeugt wird. Folglich können eine Kompressordruckwelle sowie Kraftmaschinensystem-Unterdruckbedürfnisse in die Steuerstrategie eingehen, die für die ASOV der Saugvorrichtungsanordnung verwendet wird. Die ASOV 351 und 352 können beispielsweise gesteuert werden, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen, während ein Unterdruck für die Verwendung durch Unterdruckverbraucher des Kraftmaschinensystems wie beispielsweise einen Bremskraftverstärker erzeugt wird. Die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate kann auf einer oder mehreren einer Kompressordruckwelle (d. h. Druckverhältnis über dem Kompression), einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen (z. B. Pegel von gespeichertem Unterdruck und/oder aktuelle Unterdruckanforderungen) usw. basieren.
Es ist zu erkennen, dass bestimmte Kraftmaschinenbetriebsbedingungen vorhanden sein müssen können, damit eine Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung 380 ermöglicht wird; beispielsweise kann es erforderlich sein, dass der MAP größer ist als der CIP. Da während solcher Bedingungen der MAP relativ hoch ist, kann der Einlasskrümmer nicht einen Unterdruck für Unterdruckverbraucher des Kraftmaschinensystems bereitstellen können; folglich kann es besonders vorteilhaft sein, die Kompressor-Umgehungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung zu leiten, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird.
In Abhängigkeit von den Geometrien der Saugvorrichtungen, wie vorstehend erörtert, kann eine Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung auch eine gewisse Unterdruckerzeugung schaffen (wenn auch weniger Unterdruckerzeugung im Vergleich zur Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung). Selbst während Bedingungen, unter denen der MAP nicht größer ist als der CIP (z. B. Nicht-Aufladungs-Bedingungen), kann es folglich erwünscht sein, einige Einlassluft als Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung zu leiten. Die ASOV können beispielsweise derart gesteuert werden, dass eine gewünschte Menge an Einlassluft in die Saugvorrichtungsanordnung als Rückströmung eintritt. Die gewünschte Menge kann beispielsweise auf Kraftmaschinensystem-Unterdruckbedürfnissen und/oder einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate basieren.
5 stellt eine dritte Ausführungsform einer parallelen, mit Ventil versehenen Saugvorrichtungsanordnung 580 dar. Die Saugvorrichtungsanordnung 580 kann beispielsweise in Verbindung mit dem Kraftmaschinensystem 10 von 1 oder dem Kraftmaschinensystem 310 von 3 verwendet werden. Die dritte Ausführungsform umfasst viele der vorstehend für die erste und die zweite Ausführungsform beschriebenen gleichen Merkmale; ähnliche Merkmale sind ähnlich nummeriert und werden der Kürze halber nicht erneut beschrieben.
Im Gegensatz zu den Saugvorrichtungsanordnungen, die in den Detailansichten von 2 und 4 dargestellt sind, sind die Saugvorrichtungen 550 und 560 der Saugvorrichtungsanordnung 580 in entgegengesetzten Richtungen orientiert. Das heißt, die Saugvorrichtung 550 ist derart angeordnet, dass ihr Bewegungseinlass 553 mit der Stromaufwärtsseite des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist und ihr Mischströmungsauslass 557 mit der Stromabwärtsseite des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist, wohingegen die Saugvorrichtung 560 derart angeordnet ist, dass ihr Bewegungseinlass 554 mit der Stromabwärtsseite des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist und ihr Mischströmungsauslass 556 mit der Stromaufwärtsseite des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist. Obwohl ASOV 551 und 552 in Reihe mit den Bewegungseinlässen der Saugvorrichtungen 550 bzw. 560 angeordnet sind, können in anderen Beispielen ein oder beide der ASOV in Reihe mit den Mischströmungsauslässen der Saugvorrichtungen oder in einer anderen Konfiguration angeordnet sein.
Im Gegensatz zu den in 2 und 4 dargestellten Saugvorrichtungsanordnungen umfasst die Saugvorrichtungsanordnung 580 aufgrund der ungleichmäßigen Orientierung der Saugvorrichtungen in der Anordnung nicht einen festen Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung oder einen festen Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung. Stattdessen umfasst die Saugvorrichtungsanordnung 580 einen Bereich 520 innerhalb des Durchgangs 595 und einen Bereich 530 innerhalb des Durchgangs 586. Während Aufladungsbedingungen kann Einlassluft von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors umlaufen, wenn eines oder beide der ASOV 551 und 552 offen sind. Wenn beispielsweise beide der ASOV offen sind, kann Einlassluft über beide Saugvorrichtungen umlaufen. Im dargestellten Beispiel weisen die Saugvorrichtungen asymmetrische Strömungsgeometrien auf und folglich kann die Rückströmung durch eine Saugvorrichtung weniger Unterdruck im Vergleich zur Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtung erzeugen. Aufgrund der entgegengesetzten Orientierung der zwei Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung 580 kann folglich die Rückführungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung einen ersten, höheren Betrag eines Unterdrucks an der Saugvorrichtung 560 (die eine Vorwärtsströmung während der Rückführung erfährt) und einen zweiten, niedrigeren Betrag eines Unterdrucks an der Saugvorrichtung 550 (die eine Rückströmung während der Rückführung erfährt) erzeugen. Während Nicht-Aufladungs-Bedingungen, wenn beide ASOV offen sind, kann ebenso ein erster, höherer Betrag eines Unterdrucks an der Saugvorrichtung 550 (die eine Vorwärtsströmung erfährt, wenn Einlassluft von stromaufwärts nach stromabwärts des Kompressors strömt) erzeugt werden und ein zweiter, niedrigerer Betrag eines Unterdrucks kann an der Saugvorrichtung 560 (die eine Rückströmung erfährt, wenn Einlassluft von stromaufwärts nach stromabwärts des Kompressors strömt) erzeugt werden.
Im Gegensatz zu den in 2 und 4 gezeigten Beispielen, in denen die Saugvorrichtungen verschiedene Durchmesser aufweisen, die zu verschiedenen Querschnittsdurchflussflächen führen, können die in 5 gezeigten Saugvorrichtungen einen gleichen Durchmesser (z. B. d₁ = d₂) und eine gleiche Querschnittsdurchflussfläche aufweisen. Alternativ können die Saugvorrichtungen verschiedene Durchmesser (z. B. d₁ ≠ d₂) und folglich verschiedene Querschnittsdurchflussflächen wie in den in 2 und 4 gezeigten Beispielen aufweisen.
Ähnlich zu den in 2 und 4 dargestellten Beispiel-Saugvorrichtungsanordnungen schafft die Saugvorrichtungsanordnung 580 diskrete Strömungsniveaus und folglich diskrete Niveaus einer Unterdruckerzeugung und Kompressor-Rückführungsströmung. Da die Saugvorrichtungsanordnung 580 jedoch entgegengesetzt orientierte Saugvorrichtungen umfasst, ist zu erkennen, dass verschiedene Durchflussraten und verschiedene Niveaus an Unterdruckerzeugung im Vergleich zu den in 2 und 4 gezeigten Saugvorrichtungsanordnungen erreicht werden können.
Obwohl die Saugvorrichtungsanordnung 580 mit zwei Saugvorrichtungen im dargestellten Beispiel gezeigt ist, ist zu erkennen, dass die Saugvorrichtungsanordnung 580 mindestens zwei Saugvorrichtungen umfasst und daher mehr Saugvorrichtungen umfassen kann. In solchen Beispielen können mindestens zwei der Saugvorrichtungen entgegengesetzte Orientierungen aufweisen (z. B. wobei der Bewegungseinlass einer Saugvorrichtung mit einem gleichen Abschnitt des Einlassdurchgangs fluidtechnisch gekoppelt ist, mit dem der Mischströmungsauslass einer anderen Saugvorrichtung fluidtechnisch gekoppelt ist).
6A zeigt einen Graphen 600 einer idealen Leistungscharakteristik einer Saugvorrichtungsanordnung sowie einer tatsächlichen Leistungscharakteristik einer Saugvorrichtungsanordnung mit zwei parallelen Saugvorrichtungen mit Verengungsdurchflussflächen in einem Verhältnis von 1:2 in einem System wie z. B. dem Kraftmaschinensystem von 1 (z. B. einem System, in dem die Saugvorrichtungsanordnung derart orientiert ist, dass eine maximale Unterdruckerzeugung durch die Saugvorrichtungsanordnung, wenn Einlassluft den Kompressor von stromaufwärts des Kompressors nach stromabwärts des Kompressors umgeht). Der Graph 600 ist anwendbar, wenn der BP größer ist als der MAP, so dass, wenn ein oder mehrere der ASOV der Saugvorrichtungsanordnung offen sind, Einlassluft durch die Saugvorrichtungsanordnung von stromaufwärts des Kompressors nach stromabwärts des Kompressors strömt. Die ideale Leistungscharakteristik ist bei 620 gezeigt und die tatsächliche Saugvorrichtungsanordnungs-Leistungscharakteristik ist bei 610 gezeigt. Die x-Achse stellt die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate (g/s) dar und die y-Achse stellt die tatsächliche Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate (g/s) dar. Die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate kann auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt werden, z. B. MAP/MANVAC, einer Drehmomentanforderung von einem Fahrzeugfahrer, einer Bremspedalposition usw. Die tatsächliche Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate kann auf der Basis von Signalen von Sensoren wie z. B. des MAF-Sensors 58 oder auf der Basis von verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (z. B. Drosselklappenposition und Positionen der Ventile wie z. B. der ASOV), gemessen und/oder abgeschätzt werden. Die Luftdurchflussraten-Zahlenwerte, die im Graphen 600 gezeigt sind, dienen nur für Beispielzwecke und sind nicht begrenzend. Ferner ist zu erkennen, dass die Dimensionen des Graphen 600 nicht begrenzend sind; anstelle der Luftdurchflussrate könnten die Achsen beispielsweise die Durchflussfläche (z. B. die Durchflussfläche der Hauptdrosselklappe und/oder der Saugvorrichtung) darstellen.
Wie zu sehen ist, weist die ideale Leistungscharakteristik 620 eine konstante Steigung (insbesondere eine Steigung von 1 im dargestellten Beispiel) auf. Im dargestellten Beispiel ist folglich die tatsächliche Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate gleich der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate an irgendeinem gegebenen Punkt in der Charakteristik. Im Gegensatz dazu umfasst die tatsächliche Saugvorrichtungsanordnungs-Leistungscharakteristik 610 "Stufen", die dem Öffnen/Schließen der ASOV entsprechend den zwei parallelen Saugvorrichtungen entsprechen. An den Punkten 602, 604 und 606, die an Ecken der Stufen angeordnet sind, schneiden sich die Charakteristiken 620 und 610; an diesen Punkten ist die Leistung der Saugvorrichtungsanordnung dieselbe wie die Leistung einer idealen Saugvorrichtungsanordnung für die entsprechende gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und tatsächliche Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate. Für Saugvorrichtungsanordnungen mit mehr als zwei parallelen Saugvorrichtungen sind die Stufen in einem solchen Graphen kleiner (z. B. je mehr Saugvorrichtungen vorhanden sind, desto kleiner sind die Stufen). Die relativen Verengungsdurchflussflächen der Saugvorrichtungen in einer Saugvorrichtungsanordnung beeinflussen folglich die Größe der Stufen (und folglich die Häufigkeit des Schnitts zwischen der tatsächlichen und der idealen Leistungscharakteristik). In Ausführungsformen, in denen die ASOV kontinuierlich variable Ventile sind, kann eine weitere Feinabstimmung der Leistung der Saugvorrichtungsanordnung erreicht werden, so dass die Saugvorrichtungsanordnungs-Leistungscharakteristik noch weiter der idealen Leistungscharakteristik entspricht.
Wie im Graphen 600 gezeigt, erreicht die tatsächliche Saugvorrichtungsanordnungs-Leistungscharakteristik 610 ein Maximum am Punkt 606 (entsprechend einer tatsächlichen Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, die zwischen 5 und 10 g/s liegt). Wie mit Bezug auf 6B beschrieben wird, entspricht dieses Maximum einer maximalen kombinierten Durchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung, wenn beide Saugvorrichtungen vollständig offen sind. Wenn die Saugvorrichtungsanordnung keine Luftdurchflussrate schaffen kann, die diesen Maximalwert übertrifft, kann es folglich erforderlich sein, zumindest einige Einlassluft über einen anderen Weg vom Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors zum Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors strömen zu lassen (z. B. zum Einlasskrümmer). Wenn beispielsweise die Saugvorrichtungsanordnung, wie in 1 gezeigt, zwischen dem Einlassdurchgang und dem Einlasskrümmer angeordnet ist, kann es erforderlich sein, die Einlassdrosselklappe zumindest teilweise zu öffnen, so dass eine Differenz zwischen der maximalen kombinierten Durchflussrate durch die Saugvorrichtung und der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate (z. B. der Luftdurchflussrate, die idealerweise für die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate erreicht werden würde) durch die Luftströmung, die durch die Einlassdrosselklappe gedrosselt wird, bereitgestellt werden kann. Wie im Graphen 600 gezeigt, liegt, wenn die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate beispielsweise 15 g/s ist, die tatsächliche Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, die durch die Saugvorrichtungsanordnung bereitgestellt wird, zwischen 5 und 10 g/s (z. B. die maximale kombinierte Durchflussrate). Der mit 608 bezeichnete Pfeil gibt eine Differenz zwischen der Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, die durch eine ideale Saugvorrichtungsanordnung bei einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate von 15 g/s erreicht wird, und der Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, die tatsächlich durch eine beispielhafte Saugvorrichtungsanordnung bei derselben gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate erreicht wird, an. Wie nachstehend mit Bezug auf 7 beschrieben wird, kann, wenn die Einlassdrosselklappe korrekt arbeitet, ihre Position derart eingestellt werden, dass eine Luftdurchflussrate durch die Drosselklappe zur kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung hinzugefügt werden kann, um die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate zu erreichen. In Abhängigkeit von den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen wie z. B. gespeichertem Unterdruck und aktuellen Unterdruckanforderungen und in Abhängigkeit davon, ob es erwünscht ist, die Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate zu priorisieren oder Drosselverluste zu minimieren, kann es erwünscht sein, mehr oder weniger Einlassluft durch die Saugvorrichtungsanordnung als durch die Einlassdrosselklappe zu leiten.
6B stellt eine Tabelle 650 dar, die die Positionen von zwei ASOV, die eine Fluidströmung durch Saugvorrichtungen mit verschieden großen Verengungsdurchflussflächen steuern, mit der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung in Beziehung bringt. Die Tabelle 650 ist auf eine Ausführungsform gerichtet, in der die Saugvorrichtungsanordnung exakt zwei parallele Saugvorrichtungen umfasst, eine erste, kleinere Saugvorrichtung mit einem Verengungsdurchmesser von 3,5 mm und eine zweite, größere Saugvorrichtung mit einem Verengungsdurchmesser von 5 mm (was eine Verengungsdurchflussfläche an der zweiten Saugvorrichtung ergibt, die ungefähr zweimal so groß ist wie eine Verengungsdurchflussfläche an der ersten Saugvorrichtung), wobei die zwei Saugvorrichtungen in derselben Richtung orientiert sind, so dass die Vorwärtsströmung durch eine Saugvorrichtung während der Vorwärtsströmung durch die andere Saugvorrichtung stattfindet und die Rückströmung durch eine Saugvorrichtung während der Rückströmung durch die andere Saugvorrichtung stattfindet. Folglich kann 6B auf die in 1–4 dargestellten Beispiele anwendbar sein, aber nicht auf das in 5 dargestellte Beispiel, das entgegengesetzt orientierte Saugvorrichtungen umfasst. Es ist jedoch zu erkennen, dass ähnliche Tabellen für Saugvorrichtungsanordnungen mit einer anderen Anzahl von Saugvorrichtungen und/oder mit Saugvorrichtungen mit anderen relativen Verengungsdurchmessern/Querschnittsdurchflussflächen erstellt werden könnten. Ferner kann die Tabelle 650 ungeachtet der Richtung der Strömung durch die Saugvorrichtungsanordnung anwendbar sein (z. B. während entweder der Rückströmung oder Vorwärtsströmung durch die Anordnung), mit dem Vorbehalt, dass der Wert des nachstehend beschriebenen gemeinsamen Faktors x während der Vorwärtsströmung gegenüber der Rückströmung in Abhängigkeit von den Geometrien der Saugvorrichtungen anders (z. B. größer) sein kann.
Wie in der ersten Zeile der Tabelle 650 gezeigt, können beide ASOV unter bestimmten Bedingungen geschlossen sein, um eine kombinierte Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung von 0 zu erreichen. Das Schließen der ASOV kann ein aktiver Prozess in Ausführungsformen sein, in denen die ASOV Solenoidventile sind (z. B. können die ASOV durch eine Steuereinheit wie z. B. die Steuereinheit 50 von 1 gesteuert werden). Alternativ kann in Ausführungsformen, in denen die ASOV passive Ventile wie z. B. durch Unterdruck betätigte Ventile sind, jedes ASOV mit einer Unterdruckquelle gekoppelt sein und kann auf der Basis eines Unterdruckpegels an der Unterdruckquelle geöffnet/geschlossen werden; die Unterdruckquelle kann beispielsweise der Einlasskrümmer sein und beide ASOV können so ausgelegt sein, dass sie geschlossen werden, wenn der Einlasskrümmer-Unterdruck größer ist als ein Schwellenwert. Zu diesem Zeitpunkt kann die ganze Einlassluftströmung im Einlassdurchgang in Richtung des Einlasskrümmers laufen und eine Position der Hauptdrosselklappe kann auf der Basis einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate gesteuert werden.
Wie in der zweiten Zeile von Tabelle 650 gezeigt, kann das ASOV, das die erste, kleinere Saugvorrichtung steuert, offen sein, während das ASOV, das die zweite, größere Saugvorrichtung steuert, geschlossen bleibt, was zu einem ersten Niveau einer kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung führt. Das erste Niveau der kombinierten Bewegungsdurchflussrate kann beispielsweise dem Punkt 602 von 6A entsprechen.
Wie in der dritten Zeile von Tabelle 650 gezeigt, kann ein zweites Niveau einer kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung durch Öffnen des ASOV, das der zweiten, größeren Saugvorrichtung entspricht, und Schließen des ASOV, das der ersten, kleineren Saugvorrichtung entspricht, erreicht werden. Das zweite Niveau der kombinierten Bewegungsdurchflussrate kann beispielsweise dem Punkt 604 von 6A entsprechen.
Wie in der vierten Zeile der Tabelle 650 gezeigt, kann ein drittes Niveau einer kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch Öffnen sowohl des ASOV, das der zweiten, größeren Saugvorrichtung entspricht, als auch des ASOV, das der ersten, kleineren Saugvorrichtung entspricht, erreicht werden. Das dritte Niveau der kombinierten Bewegungsdurchflussrate kann dem Punkt 606 von 6A entsprechen (z. B. kann es der vorstehend beschriebenen maximalen kombinierten Durchflussrate entsprechen).
Aufgrund des 1:2-Verhältnisses der Querschnittsdurchflussflächen an den Verengungen der Saugvorrichtungen der Beispiel-Saugvorrichtungsanordnung, auf die in 6A–B Bezug genommen ist, können das erste, das zweite und das dritte Niveau der Vorwärtsdurchflussrate Durchflussraten entsprechen, die Vielfache eines gemeinsamen Faktors x sind. Das heißt, das erste Niveau der kombinierten Vorwärtsbewegungsdurchflussrate kann einen Wert x aufweisen, das zweite Niveau der kombinierten Vorwärtsbewegungsdurchflussrate kann einen Wert von 2·x aufweisen und das dritte Niveau der kombinierten Vorwärtsbewegungsdurchflussrate kann einen Wert von 3·x aufweisen. Wie vorstehend angegeben, kann in Ausführungsformen, in denen die Geometrien der Saugvorrichtungen dazu ausgelegt sind, die Unterdruckerzeugung für die Strömung in einer Richtung zu maximieren, der Faktor x während der Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung einen Wert aufweisen, der geringer ist als der Wert des Faktors x während der Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung.
In Beispielen, in denen eine andere Beziehung zwischen den Querschnittsdurchflussflächen der Verengungen der Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung besteht, und in Beispielen, in denen eine andere Anzahl von Saugvorrichtungen in der Saugvorrichtungsanordnung enthalten ist, kann die mathematische Beziehung zwischen den verschiedenen Durchflussratenniveaus, die mit der Saugvorrichtungsanordnung erreichbar sind, anders sein, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Mit Bezug auf 7 wird nun ein Beispielverfahren 700 zum Steuern der ASOV und Einlassdrosselklappe(n) des Kraftmaschinensystems der ersten Ausführungsform, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen, gezeigt. Das Verfahren von 7 kann in Verbindung mit der in 1–2 gezeigten ersten Ausführungsform, dem Graphen und der Tabelle von 6A–B und den Verfahren von 9–11 verwendet werden.
Bei 702 umfasst das Verfahren 700 das Messen und/oder Abschätzen von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Kraftmaschinenbetriebsbedingungen können beispielsweise MAP/MANVAC, BP, CIP, Unterdruckbedürfnisse (z. B. auf der Basis eines Pegels eines im Unterdruckreservoir gespeicherten Unterdrucks und/oder aktueller Unterdruckanforderungen), eine Kraftmaschinenlast, eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Kraftmaschinentemperatur, eine Abgaszusammensetzung, eine Katalysatortemperatur, eine Kompressordruckwelle (z. B. auf der Basis eines erfassten Kompressordruckverhältnisses), einen Aufladepegel, PP, MAF, Umgebungsbedingungen (Temperatur, Druck, Feuchtigkeit) usw. umfassen.
Nach 702 geht das Verfahren 700 zu 704 weiter. Bei 704 umfasst das Verfahren 700 das Bestimmen einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und einer gewünschten Abgasrückführung (AGR). Die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate kann beispielsweise auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, z. B. MAP/MANVAC, einer Drehmomentanforderung von einem Fahrzeugfahrer, der Bremspedalposition usw. bestimmt werden. Die gewünschte AGR kann auf der Basis einer Kraftmaschinenlast, einer Kraftmaschinendrehzahl, einer Abgaszusammensetzung usw. bestimmt werden.
Nach 704 geht das Verfahren 700 zu 706 weiter. Bei 706 umfasst das Verfahren 700 das Bestimmen, ob Drosselklappenfehlerbedingungen vorliegen. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann die Steuereinheit 50 ein Flag setzen, wenn Diagnoseprozeduren auf einen Ausfall des elektronischen Drosselklappen-Steuersystems hinweisen, und die Feststellung, ob Drosselklappenfehlerbedingungen vorliegen, kann das Prüfen, ob dieses Flag gesetzt ist, umfassen. Alternativ kann die Bestimmung auf der Basis von Messwerten vom MAP-Sensor, von dem (den) MAF-Sensor(en) und/oder verschiedenen anderen Sensoren durchgeführt werden.
Wenn die Antwort bei 706 NEIN ist, weist dies darauf hin, dass Drosselklappenfehlerbedingungen nicht vorliegen (z. B. funktioniert die elektronische Drosselklappensteuerung korrekt), und das Verfahren 700 geht zu 708 weiter. Bei 708 umfasst das Verfahren 700 das Feststellen, ob der BP größer ist als der MAP. Diese Feststellung kann an der Steuereinheit 50 beispielsweise auf der Basis von Signalen durchgeführt werden, die vom BP-Sensor 59 und MAP-Sensor 60 empfangen werden. Die Beziehung zwischen BP und MAP kann bestimmen, ob eine Vorwärtsströmung oder Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung über die Steuerung des Zustandes der ASOV erreichbar ist.
Wenn die Antwort bei 708 JA ist, was darauf hinweist, dass der BP größer ist als der MAP, geht das Verfahren 700 zu 710 weiter. Bei 710 umfasst das Verfahren 700 das Feststellen, ob die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eine Drosselklappenumleitung erlauben. Während bestimmter Kraftmaschinenbetriebsbedingungen können beispielsweise die Kraftmaschinen-Luftströmungsanforderungen derart sein, dass es erforderlich ist, eine vollständig offene Drosselklappe ohne Drosselklappenumleitung aufrechtzuerhalten. Alternativ kann es während anderer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen erwünscht sein, die Einlassluftströmung durch eine Saugvorrichtungsanordnung umzuleiten, um dadurch einen Unterdruck für den Verbrauch durch Unterdruckverbraucher des Kraftmaschinensystems zu erzeugen, während Drosselverluste vermieden werden.
Wenn die Antwort bei 710 JA ist, was darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eine Drosselklappenumleitung erlauben, geht das Verfahren 700 zu 712 weiter, um festzustellen, ob die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate (z. B. wie bei 704 bestimmt) größer ist als eine maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung. Wie vorstehend mit Bezug auf 6A beschrieben, kann beispielsweise eine maximale kombinierte Durchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung geringer sein als eine gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate, und es kann erforderlich sein, eine gewisse Luftströmung durch die Einlassdrosselklappe strömen zu lassen, um die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate zu erreichen.
Wenn die Antwort bei 712 NEIN ist, ist die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate nicht größer als die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung und folglich können die AIS-Drosselklappe und/oder die Hauptdrosselklappe bei 714 geschlossen werden, um zu ermöglichen, dass die ganze Einlassluft den Kompressor umgeht. Nach 714 geht das Verfahren 700 zu 716 weiter, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für die Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung zu bestimmen, beispielsweise gemäß dem in 9 gezeigten und nachstehend beschriebenen Verfahren. Nach 716 geht das Verfahren 700 zu 718 weiter, um die ASOV zu steuern, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate zu erreichen, beispielsweise gemäß dem in 11 gezeigten Verfahren. Nach 718 endet das Verfahren 700.
Mit Rückkehr zu 712 ist, wenn die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate größer ist als die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung, die Antwort JA und das Verfahren 700 geht zu 722 weiter. Bei 722 umfasst das Verfahren 700 das Öffnen beider ASOV, das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR (z. B. wie in Schritt 704 bestimmt) und das Einstellen der Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der maximalen kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung. Dies kann das Vergrößern der Öffnung der AIS-Drosselklappe, um die AGR zu erhöhen, oder das Verkleinern der Öffnung der AIS-Drosselklappe, um die AGR zu verringern, umfassen. Eine aktuelle Menge an AGR kann beispielsweise auf der Basis eines Signals vom AGR-MAF-Sensor 77 bestimmt werden. Wie vorstehend mit Bezug auf den in 6A gezeigten Graphen beschrieben, kann ferner das Einstellen der Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der maximalen kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zumindest das teilweise Öffnen der Einlassdrosselklappe umfassen, so dass eine Differenz zwischen der maximalen kombinierten Durchflussrate durch die Saugvorrichtung und der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate durch eine Luftströmung bereitgestellt werden kann, die durch die Einlassdrosselklappe gedrosselt wird. Nach 722 endet das Verfahren 700.
Mit Rückkehr zu 710 geht, wenn die Antwort NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen keine Drosselklappenumleitung erlauben (z. B. muss die ganze Einlassluft durch die Drosselklappe strömen), das Verfahren 700 zu 720 weiter. Die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen können während Bedingungen, unter denen eine weit offene Drosselklappenposition erforderlich ist und unter denen irgendeine Verzögerung, die mit den Strömungsdrosselungen von Saugvorrichtungen verbunden ist, unannehmbar ist, keine Drosselklappenumleitung erlauben. Als weiteres Beispiel, wenn das Steuersystem einen Fehler in einem oder mehreren der ASOV diagnostiziert, kann dies eine Kraftmaschinenbetriebsbedingung darstellen, unter der eine Drosselklappenumleitung nicht erlaubt ist. Bei 720 umfasst das Verfahren 700 das Schließen der ASOV, das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR und das Einstellen der Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. In einigen Beispielen kann dies das Vergrößern der Öffnung der Drosselklappe, wenn ein Druck, der durch einen Fahrzeugfahrer auf ein Fahrpedal ausgeübt wird, zunimmt (z. B. wie durch PP angegeben), umfassen. Nach 720 endet das Verfahren 700.
Mit Rückkehr zu 708 geht, wenn die Antwort NEIN ist (was z. B. darauf hinweist, dass die Kraftmaschine mit Aufladung arbeitet), das Verfahren 700 zu 724 weiter. Bei 724 umfasst das Verfahren 700 das Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate für eine Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung, beispielsweise gemäß dem Verfahren von 10.
Nach 724 geht das Verfahren 700 zu 726 weiter. Bei 726 umfasst das Verfahren 700 das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR und das Einstellen der Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate (z. B. ähnlich zu Schritt 722). Nach 726 geht das Verfahren 700 zu 718 weiter, um die ASOV zu steuern, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate zu erreichen, wie vorstehend beschrieben.
Mit Bezug auf 8 wird nun ein Beispielverfahren 800 zum Steuern der ASOV und der Einlassdrosselklappe(n) des Kraftmaschinensystems der zweiten Ausführungsform, um eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zu erreichen, gezeigt. Das Verfahren von 8 kann in Verbindung mit der in 3–4 gezeigten ersten Ausführungsform, der in 6B gezeigten Tabelle und den Verfahren von 9–11 verwendet werden.
Viele der Schritte der Verfahren 700 und 800 sind identisch und daher wird die obige Beschreibung von verschiedenen Schritten des Verfahrens 700 nicht wiederholt, um Redundanz zu vermeiden. Ähnliche Schritte zwischen den zwei Verfahren sind ähnlich nummeriert. Nur Schritte, die sich zwischen den zwei Verfahren unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.
Bei 808 umfasst das Verfahren 800 das Feststellen, ob der CIP größer ist als der MAP. Diese Feststellung kann an der Steuereinheit 50 beispielsweise auf der Basis von Signalen durchgeführt werden, die vom CIP-Sensor 363 und vom MAP-Sensor 360 empfangen werden. Die Beziehung zwischen dem CIP und dem MAP kann bestimmen, ob eine Vorwärtsströmung oder Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung über die Steuerung des Zustandes der ASOV erreichbar ist.
Bei 814 umfasst das Verfahren 800 das Schließen der Hauptdrosselklappe und das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR. Schritt 814 wird ausgeführt, wenn die gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate nicht größer ist als die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung und der CIP größer ist als der MAP (was auf einen Nicht-Aufladungs-Betrieb hinweist). Während solcher Bedingungen kann die ganze Einlassluftströmung um den Kompressor umgeleitet werden, um Drosselverluste zu verringern; folglich kann die Hauptdrosselklappe geschlossen werden. Da der AGR-Durchgang 379 mit dem Einlassdurchgang 318 stromaufwärts der Saugvorrichtungsanordnung gekoppelt ist und da die AIS-Drosselklappe 331 im Einlassdurchgang 318 stromaufwärts des AGR-Durchgangs 379 angeordnet ist, kann die AIS-Drosselklappe in diesem Schritt auf der Basis der gewünschten AGR eingestellt werden. Das Vergrößern der Öffnung der AIS-Drosselklappe kann beispielsweise den Druck im Einlassdurchgang nahe dem AGR-Durchgang verringern, wodurch die Saugströmung der AGR in den Einlassdurchgang erhöht wird. Diese AGR-Strömung kann dann in Abhängigkeit von den Zuständen der ASOV um den Kompressor durch die Saugvorrichtungsanordnung umgeleitet werden.
Bei 816 umfasst das Verfahren 800 das Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate für eine Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung, beispielsweise gemäß dem in 9 gezeigten und nachstehend beschriebenen Verfahren. Dies steht zu Schritt 716 des Verfahrens 700 im Gegensatz, wobei eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für die Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtung bestimmt wird. Da die Saugvorrichtungsanordnung der zweiten Ausführungsform tatsächlich entgegengesetzt zur Saugvorrichtungsanordnung der ersten Ausführungsform orientiert ist, wie vorstehend angegeben, umfasst die Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung der zweiten Ausführungsform eine Strömung von stromaufwärts des Kompressors nach stromabwärts des Kompressors über die Saugvorrichtungsanordnung ähnlich zur Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung der ersten Ausführungsform.
Bei 824 umfasst das Verfahren 700 das Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate für die Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung beispielsweise gemäß dem Verfahren von 10. Wiederum steht dies zu Schritt 724 des Verfahrens 700 im Gegensatz, bei dem eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für die Rückströmung durch die Saugvorrichtung bestimmt wird. Da die Saugvorrichtungsanordnung der zweiten Ausführungsform tatsächlich entgegengesetzt zur Saugvorrichtungsanordnung der ersten Ausführungsform orientiert ist, wie vorstehend angegeben, umfasst die Vorwärtsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung der zweiten Ausführungsform eine Strömung von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors über die Saugvorrichtungsanordnung ähnlich zur Rückströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung der ersten Ausführungsform.
Bei 826 umfasst das Verfahren 800 wie 726 das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR und das Einstellen der Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate. Im Gegensatz zu 726 umfasst jedoch 826 ferner das Einstellen der AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate. Dies liegt daran, dass die AIS-Drosselklappe und der AGR-Einlass in der zweiten Ausführungsform stromaufwärts der Saugvorrichtungsanordnung angeordnet sind (im Gegensatz zur ersten Ausführungsform). Folglich kann sich die Position der AIS-Drosselklappe auf eine AGR-Durchflussrate in den Einlassdurchgang auswirken, was sich wiederum auf die Durchflussrate von Fluid durch die Saugvorrichtungsanordnung in Abhängigkeit von den Zuständen der ASOV auswirken kann.
Mit Bezug auf 9 wird nun ein Beispielverfahren 900 zum Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung während Nicht-Aufladungs-Bedingungen gezeigt. Das Verfahren 900 kann beispielsweise in Schritt 716 des Verfahrens 700 und in Schritt 816 des Verfahrens 800 verwendet werden. Folglich kann das Verfahren 900 im Zusammenhang mit der Ausführungsform von 1–2 sowie der Ausführungsform von 3–4 verwendet werden.
Bei 902 umfasst das Verfahren 900 das Feststellen, ob ein dringender Bedarf an einer Unterdruckergänzung besteht. Diese Feststellung kann auf einem Pegel des gespeicherten Unterdrucks im Unterdruckreservoir (z. B. wie vom Sensor 40 von 1 erfasst), aktuellen Unterdruckanforderungen (z. B. auf der Basis der Bremspedalposition), des MAP (wie z. B. wie durch den Sensor 60 von 1 erfasst), usw. basieren.
Wenn die Antwort bei 902 NEIN ist, geht das Verfahren 900 zu 904 weiter. Bei 904 wird festgestellt, ob der MAP geringer ist als ein erster Schwellenwert. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann der erste Schwellenwert –40 kPa sein (z. B. äquivalent zu einem MANVAC von 40 kPa). Wenn der MAP geringer ist als der erste Schwellenwert, ist die Antwort bei 904 JA und das Verfahren 900 geht zu 912 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf 0 gesetzt wird. Nach 912 endet das Verfahren 900.
Wenn ansonsten die Antwort bei 904 NEIN ist, was darauf hinweist, dass der MAP größer als oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 900 zu 906 weiter, um festzustellen, ob der MAP geringer ist als ein zweiter Schwellenwert. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann der zweite –35 kPa sein (z. B. äquivalent zu einem MANVAC von 35 kPa). Wenn der MAP geringer ist als der zweite Schwellenwert, ist die Antwort bei 906 JA und das Verfahren 900 geht zu 914 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 1x gesetzt wird. Nach 914 endet das Verfahren 900.
Wenn jedoch die Antwort bei 906 NEIN ist, was darauf hinweist, dass der MAP größer als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 900 zu 908 weiter, um festzustellen, ob der MAP geringer ist als ein dritter Schwellenwert. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann der dritte Schwellenwert –30 kPa sein (z. B. äquivalent zu einem MANVAC von 30 kPa). Wenn der MAP geringer ist als der dritte Schwellenwert, ist die Antwort bei 908 JA und das Verfahren 900 fährt zu 916 fort, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 2x zu setzen. Wenn ansonsten die Antwort bei 908 NEIN ist, was darauf hinweist, dass der MAP größer als oder gleich dem dritten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 90 zu 910 weiter, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 3x zu setzen.
Mit Rückkehr zu Schritt 902 geht, wenn die Antwort JA ist, was darauf hinweist, dass ein dringender Bedarf an einer Unterergänzung besteht, das Verfahren 900 ferner zu 910 weiter, um die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 3x zu setzen. Nach 910 endet das Verfahren 900.
Mit Bezug auf 10 wird nun ein Beispielverfahren 1000 zum Bestimmen einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine Saugvorrichtungsanordnung während Aufladungsbedingungen gezeigt. Das Verfahren 1000 kann beispielsweise in Schritt 724 des Verfahrens 700 und in Schritt 824 des Verfahrens 800 verwendet werden. Ähnlich zu 9 kann das Verfahren 1000 folglich im Zusammenhang mit der Ausführungsform von 1–2 sowie der Ausführungsform von 3–4 verwendet werden. Wenn das Verfahren 1000 im Zusammenhang mit 1–2 verwendet wird, ist die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate eine Rate einer Rückströmung aufgrund der Orientierung der Saugvorrichtungen in der Ausführungsform und der Richtung der Strömung während Aufladungsbedingungen. Wenn dagegen das Verfahren 1000 im Zusammenhang mit 3–4 verwendet wird, ist die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate eine Rate einer Vorwärtsströmung aufgrund der Orientierung der Saugvorrichtungen und der Richtung der Strömung während Aufladungsbedingungen. In einem Beispiel kann eine asymmetrische Saugvorrichtung eine Bewegungsdurchflussrate von 3,5 g/s in der Vorwärtsrichtung und eine Bewegungsdurchflussrate von 3,0 g/s in der Rückwärtsrichtung aufweisen. In der Vorwärtsrichtung kann jedoch die Bewegungsdurchflussrate konstant bleiben (z. B. sich nicht ändernd), wenn der MANVAC im Bereich von 15 kPa bis 100 kPa liegt, wohingegen in der Rückwärtsrichtung die Saugvorrichtung weniger "Schalldrossel"-Effekt erzeugen kann, und folglich kann die Bewegungsdurchflussrate in der Rückwärtsrichtung nicht konstant sein, bis der MANVAC 40 oder 50 kPa erreicht.
Bei 1002 umfasst das Verfahren 1000 das Feststellen, ob ein dringender Bedarf an einer Unterdruckergänzung besteht, beispielsweise in der vorstehend im Hinblick auf Schritt 902 des Verfahrens 900 erörterten Weise. Nach 1002 geht das Verfahren 1000 zu 1004 weiter.
Bei 1004 umfasst das Verfahren 1000 das Feststellen, ob eine Kompressordruckwelle geringer ist als ein erster Schwellenwert. Dies kann beispielsweise das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Kompressordruckwelle geringer ist als der erste Schwellenwert, vor einem tatsächlichen Auftreten einer Druckwelle umfassen. Alternativ kann die Angabe einer Druckwelle ein tatsächliches Auftreten einer Druckwelle, die geringer ist als der erste Schwellenwert, umfassen. Die Bestimmung kann auf verschiedenen erfassten Parameterwerten basieren, wie z. B. Werten vom CIP-Sensor 59 und MAP-Sensor 60. Eine Druckdifferenz zwischen dem MAP und CIP kann beispielsweise die Wahrscheinlichkeit einer Druckwelle und/oder einen aktuellen Druckwellenpegel angeben. Der erste Schwellenwert kann einem minimalen Pegel entsprechen, bei dem eine Druckwelle problematisch ist, und folglich, wenn die Druckwelle geringer ist als der erste Schwellenwert, kann es nicht erwünscht sein, Luft von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors zurückzuführen.
Wenn die Antwort bei 1004 JA ist, geht das Verfahren 1000 zu 1012 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf 0 gesetzt wird, z. B. so dass Luft nicht von stromabwärts des Kompressors nach stromaufwärts des Kompressors über die Saugvorrichtungsanordnung zurückgeführt wird. Nach 1012 endet das Verfahren 1000.
Wenn ansonsten die Antwort bei 1004 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Kompressordruckwelle größer als oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 1000 zu 1006 weiter, um festzustellen, ob die Kompressordruckwelle geringer ist als ein zweiter Schwellenwert, beispielsweise in der vorstehend für Schritt 1004 beschriebenen Weise. Wenn die Antwort bei 1006 JA ist, geht das Verfahren 1000 zu 1014 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 1x gesetzt wird. Wenn die Kompressordruckwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert liegt, kann es erwünscht sein, eine kleine Rückführungsströmung vorzusehen, um eine kleinere Verringerung der Kompressordruckwelle zu schaffen (da die Kompressordruckwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert einem relativ niedrigen Niveau einer Kompressordruckwelle entsprechen kann). Nach 1014 endet das Verfahren 1000.
Wenn jedoch die Antwort bei 1006 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Kompressordruckwelle größer als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 1000 zu 1008 weiter. Bei 1008 umfasst das Verfahren 1000 das Feststellen, ob die Kompressordruckwelle geringer ist als ein dritter Schwellenwert. Wenn die Antwort bei 1008 JA ist, geht das Verfahren 1000 zu 1016 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 2x gesetzt wird, da eine größere Rate einer Rückführungsströmung um den Kompressor während solcher Bedingungen erwünscht sein kann. Nach 1016 endet das Verfahren 1000.
Wenn ansonsten die Antwort bei 1008 NEIN ist, was darauf hinweist, dass die Kompressordruckwelle größer als oder gleich dem dritten Schwellenwert ist, geht das Verfahren 1000 zu 1010 weiter, wo die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das Niveau 3x gesetzt wird. Das Niveau 3x kann beispielsweise einer maximalen möglichen Durchflussrate der Rückführungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung entsprechen (z. B. wobei alle ASOV vollständig offen sind), und kann geeignet sein, wenn die Kompressordruckwelle relativ hoch ist. Nach 1010 endet das Verfahren 1000.
Mit Bezug auf 11 wird nun ein Beispielverfahren 1100 zum Steuern der ASOV gezeigt. Das Verfahren 1100 kann beispielsweise in Schritt 718 des Verfahrens 700 und in Schritt 818 des Verfahrens 800 verwendet werden. Obwohl es sich auf Saugvorrichtungsanordnungen mit exakt zwei ASOV bezieht, ist zu erkennen, dass Variationen des Verfahrens 1100, die auf Saugvorrichtungsanordnungen mit mehr als zwei Saugvorrichtungen und folglich mehr als zwei ASOV angewendet werden können, auch in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Bei 1102 umfasst das Verfahren 1100 das Feststellen, ob die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate gleich 0 ist. Wenn die Antwort bei 1102 JA ist, geht das Verfahren 1100 zu 1112 weiter, um beide ASOV zu schließen. Nach 1112 endet das Verfahren 1100.
Wenn ansonsten die Antwort bei 1102 NEIN ist, geht das Verfahren 1100 zu 1104 weiter. Bei 1104 umfasst das Verfahren 1100 das Feststellen, ob die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate gleich dem Niveau 1x ist. Wenn die Antwort bei 1104 JA ist, geht das Verfahren 1100 zu 1114 weiter, um das ASOV für die kleinere oder Rückwärtssaugvorrichtung zu öffnen und das ASOV für die größere oder Vorwärtssaugvorrichtung zu schließen. Das heißt, wenn das Verfahren 1100 im Zusammenhang mit den in 2 und 4 dargestellten Saugvorrichtungsanordnungen verwendet wird, kann Schritt 1104 das Öffnen des ASOV für die kleinere Saugvorrichtung und das Schließen des ASOV für die größere Saugvorrichtung umfassen. Wenn jedoch das Verfahren 1100 im Zusammenhang mit der in 5 dargestellten Saugvorrichtungsanordnung verwendet wird, kann Schritt 1104 das Öffnen des ASOV für die Rückwärtssaugvorrichtung und das Schließen des ASOV für die Vorwärtssaugvorrichtung (wobei "rückwärts" und "vorwärts" relativ zur Strömungsrichtung für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen sind) in Abhängigkeit von den relativen Größen der Saugvorrichtungen umfassen. Nach 1114 endet das Verfahren 1100.
Wenn alternativ die Antwort bei 1104 NEIN ist, geht das Verfahren 1100 zu 1106 weiter. Bei 1106 umfasst das Verfahren 1100 das Feststellen, ob die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate gleich dem Niveau 2x ist. Wenn die Antwort bei 1106 JA ist, geht das Verfahren 1100 zu 1116 weiter, um das ASOV für die größere oder Vorwärtssaugvorrichtung zu öffnen und das ASOV für die kleinere oder Rückwärtssaugvorrichtung zu schließen. Das heißt, wenn das Verfahren 1100 im Zusammenhang mit den in 2 und 4 dargestellten Saugvorrichtungsanordnungen verwendet wird, kann Schritt 1106 das Öffnen des ASOV für die größere Saugvorrichtung und das Schließen des ASOV für die kleinere Saugvorrichtung umfassen. Wenn jedoch das Verfahren 1100 im Zusammenhang mit der in 5 dargestellten Saugvorrichtungsanordnung verwendet wird, kann Schritt 1104 das Öffnen des ASOV für die Vorwärtssaugvorrichtung und das Schließen des ASOV für die Rückwärtssaugvorrichtung (wobei "rückwärts" und "vorwärts" relativ zur Strömungsrichtung für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen sind) in Abhängigkeit von den relativen Größen der Saugvorrichtungen umfassen. Nach 1116 endet das Verfahren 1100.
Wenn jedoch die Antwort bei 1106 NEIN ist, fährt das Verfahren 1100 zu 1108 fort. Bei 1108 umfasst das Verfahren 1100 das Feststellen, ob die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate gleich dem Niveau 3x ist. Wenn die Antwort bei 1108 JA ist, geht das Verfahren 1100 zu 1110 weiter, um beide ASOV zu öffnen, da dies zu einer maximalen möglichen kombinierten Durchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung für aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen führen kann. Nach 1110 endet das Verfahren 1100.
Bezugszeichenliste
Fig. 7

: Start
702: Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (Z. B. MAP/MANVAC, BP, CIP, gespeicherter Unterdruckpegel, aktuelle Unterdruckanforderungen, Kompressordruckverhältnis, PP usw.) messen und/oder abschätzen
704: Gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und gewünschte AGR bestimmen
706: Drosselklappenfehlerbedingungen vorhanden?
708: BP > MAP NEIN JA
728: Aufladung deaktivieren, wenn Aufladung aktiviert ist
710: Erlauben Kraftmaschinenbetriebsbedingungen Drosselklappenumleitung?
712: Gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate > maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch Saugvorrichtungsanordnung?
714: AIS-Drosselklappe und/oder Hauptdrosselklappe schließen
716: Gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für Vorwärtsströmung durch Saugvorrichtungsanordnung bestimmen (z. B. Siehe 9)
718: ASOV steuern, um gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate zu erreichen (z. B. Siehe 11)
: Ende
724: Gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für Rückströmung durch Saugvorrichtungsanordnung bestimmen (z. B. Siehe 10)
720: Beide ASOV schließen, AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen und Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen einstellen
722: Beide ASOV öffnen, AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen und Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und maximalen kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch Saugvorrichtungsanordnung einstellen
726: AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen, Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate einstellen

: Start
802: Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (Z. B. MAP/MANVAC, BP, CIP, gespeicherter Unterdruckpegel, aktuelle Unterdruckanforderungen, Kompressordruckverhältnis, PP usw.) messen und/oder abschätzen
804: Gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und gewünschte AGR bestimmen
806: Drosselklappenfehlerbedingungen vorhanden?
808: CIP > MAP NEIN JA
828: Aufladung deaktivieren, wenn Aufladung aktiviert ist
810: Erlauben Kraftmaschinenbetriebsbedingungen Drosselklappenumleitung?
812: Gewünschte Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate > maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch Saugvorrichtungsanordnung?
814: Hauptdrosselklappe schließen, AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen
816: Gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für Rückströmung durch Saugvorrichtungsanordnung bestimmen (z. B. siehe 9)
818: ASOV steuern, um gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate zu erreichen (z. B. siehe 11)
: Ende
824: Gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate für Vorwärtsströmung durch Saugvorrichtungsanordnung bestimmen (z. B. siehe 10)
820: Beide ASOV schließen, AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen und Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen einstellen
822: Beide ASOV öffnen, AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR einstellen und Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und maximalen kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch Saugvorrichtungsanordnung einstellen
826: AIS-Drosselklappe auf der Basis der gewünschten AGR und der gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate einstellen und Hauptdrosselklappe auf der Basis der gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate einstellen

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Wenn der Druck eines Kraftmaschinen-Einlasskrümmers unter einem Schwellenwert liegt, Einstellen einer kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch eine parallele Saugvorrichtungsanordnung von mindestens zwei Saugvorrichtungen, die einen Einlasskompressor umgehen, auf der Basis von Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen und des Einlasskrümmerdrucks; und wenn der Einlasskrümmerdruck über dem Schwellenwert liegt, Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung auf der Basis von Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen und einer Kompressordruckwelle.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung für jede Saugvorrichtung das Steuern eines Saugvorrichtungs-Absperrventils (ASOV), das in Reihe stromaufwärts eines Bewegungseinlasses der Saugvorrichtung angeordnet ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung, wenn der Einlasskrümmerdruck unter dem Schwellenwert liegt, das Erhöhen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung umfasst, wenn der Einlasskrümmerdruck zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung, wenn der Einlasskrümmerdruck über dem Schwellenwert liegt, das Erhöhen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung umfasst, wenn die Kompressordruckwelle zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate auf eine von mehreren diskreten Bewegungsdurchflussraten über eine individuelle Steuerung von jedem der ASOV umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die ASOV binäre Ventile sind, wobei es ferner Folgendes umfasst: wenn die kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf null gesetzt ist, Schließen aller ASOV der Saugvorrichtungsanordnung, um keine Bewegungsströmung durch die Saugvorrichtungsanordnung zu ermöglichen; und wenn die kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf eine maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung gesetzt ist, Öffnen aller ASOV der Saugvorrichtungsanordnung.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Saugvorrichtungsanordnung exakt zwei Saugvorrichtungen umfasst, wobei es ferner umfasst: wenn die kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf ein erstes Niveau gesetzt ist, das größer als null und geringer als ein zweites Niveau ist, wobei das zweite Niveau geringer ist als die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate, Öffnen eines ersten ASOV, das in Reihe mit einer ersten, kleineren Saugvorrichtung der zwei Saugvorrichtungen angeordnet ist, und Schließen eines zweiten ASOV, das in Reihe mit einer zweiten, größeren Saugvorrichtung der zwei Saugvorrichtungen angeordnet ist; und wenn die kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf das zweite Niveau gesetzt ist, Schließen des ersten ASOV und Öffnen des zweiten ASOV.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Einstellen der kombinierten Bewegungsdurchflussrate auf die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate in Reaktion auf dringende Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnisse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Saugvorrichtungsanordnung ferner eine Hauptdrosselklappe umgeht, die stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Einlasskrümmers angeordnet ist, wobei das Verfahren ferner das Steuern der Hauptdrosselklappe auf der Basis einer gewünschten Kraftmaschinen-Luftdurchflussrate und der kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung umfasst.
System für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: eine Saugvorrichtungsanordnung mit mindestens zwei Saugvorrichtungen, die in parallelen Durchgängen angeordnet sind, wobei die Saugvorrichtungsanordnung mit einem Kraftmaschinen-Einlassdurchgang sowohl stromaufwärts eines Kompressors als auch stromabwärts eines Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist; mehrere Saugvorrichtungs-Absperrventile, wobei jedes Saugvorrichtungs-Absperrventil in Reihe mit einer entsprechenden Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung angeordnet ist; ein Unterdruckreservoir, das mit Mitnahmeeinlässen aller Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung fluidtechnisch gekoppelt ist; und eine Steuereinheit mit computerlesbaren Befehlen zum Steuern der Saugvorrichtungs-Absperrventile auf der Basis einer gewünschten kombinierten Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung.
System nach Anspruch 10, wobei die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf dem Einlasskrümmerdruck und Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnissen während Nicht-Aufladungs-Bedingungen basiert und wobei die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf einer Kompressordruckwelle und einem Kraftmaschinen-Unterdruck während Aufladungsbedingungen basiert.
System nach Anspruch 10, wobei ein Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors gekoppelt ist, und wobei ein Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors und stromabwärts einer Haupteinlassdrosselklappe gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei ein Bewegungseinlass der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors und stromabwärts einer Haupteinlassdrosselklappe gekoppelt ist, und wobei ein Mischströmungsauslass der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors und stromabwärts einer Lufteinlasssystem-Drosselklappe gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei mindestens zwei der Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung verschiedene Verengungsdurchflussflächen aufweisen.
System nach Anspruch 10, wobei ein Bewegungseinlass einer ersten Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist und ein Mischströmungsauslass der ersten Saugvorrichtung mit dem Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist, und wobei ein Bewegungseinlass einer zweiten Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung mit dem Einlassdurchgang stromabwärts des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist und ein Mischströmungsauslass der zweiten Saugvorrichtung mit dem Einlassdurchgang stromaufwärts des Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Leiten von Einlassluft durch keine, eine oder mehr als eine von mehreren Saugvorrichtungen einer parallelen Saugvorrichtungsanordnung, die mit einem Kraftmaschinen-Einlassdurchgang sowohl stromaufwärts eines Kompressors als auch stromabwärts eines Kompressors fluidtechnisch gekoppelt ist, auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Leiten von Einlassluft durch eine Saugvorrichtung der Saugvorrichtungsanordnung das Öffnen eines Saugvorrichtungs-Absperrventils, das in Reihe mit einem Bewegungseinlass der Saugvorrichtung angeordnet ist, umfasst, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: wenn der Einlasskrümmerdruck unter dem Atmosphärendruck liegt, Leiten von Einlassluft durch eine zunehmende Anzahl von Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung, wenn der Einlasskrümmerdruck zunimmt; und wenn der Einlasskrümmerdruck über dem Atmosphärendruck liegt, Leiten von Einlassluft durch eine zunehmende Anzahl der Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung, wenn eine Kompressordruckwelle zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner das Leiten von Einlassluft durch alle Saugvorrichtungen der Saugvorrichtungsanordnung in Reaktion auf dringende Kraftmaschinen-Unterdruckbedürfnisse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Saugvorrichtungsanordnung exakt zwei Saugvorrichtungen umfasst, wobei eine gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung zunimmt, wenn der Einlasskrümmerdruck oder die Kompressordruckwelle zunimmt, und wobei das Leiten von Einlassluft durch eine zunehmende Anzahl von Saugvorrichtungen Folgendes umfasst: Leiten von Einlassluft durch keine der zwei Saugvorrichtungen, wenn die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf null gesetzt ist; Leiten von Einlassluft durch nur eine erste, kleinere Saugvorrichtung der zwei Saugvorrichtungen, wenn die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf ein erstes Niveau gesetzt ist, das größer ist als null; Leiten von Einlassluft durch nur eine zweite, größere Saugvorrichtung der zwei Saugvorrichtungen, wenn die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf ein zweites Niveau gesetzt ist, das größer als das erste Niveau und geringer als eine maximale kombiniere Bewegungsdurchflussrate durch die Saugvorrichtungsanordnung ist; und Leiten von Einlassluft durch sowohl die erste Saugvorrichtung als auch die zweite Saugvorrichtung, wenn die gewünschte kombinierte Bewegungsdurchflussrate auf die maximale kombinierte Bewegungsdurchflussrate gesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine Verengungsdurchflussfläche der ersten Saugvorrichtung die Hälfte einer Größe einer Verengungsdurchflussfläche der zweiten Saugvorrichtung ist.