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Gebiet
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Das Gebiet der Offenbarung betrifft die Steuerung einer Ladedruckregelklappe in einem Turbolader.
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Allgemeiner Stand der Technik und Kurzdarstellung
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Einige Brennkraftmaschinen benutzen eine Kompressionsvorrichtung wie einen Turbolader zum Erhöhen des Motormoments/der Leistungsausgabedichte. In einem Beispiel kann ein Turbolader einen Verdichter und eine Turbine aufweisen, die über eine Antriebswelle verbunden sind, wobei die Turbine mit einer Ablasskrümmerseite eines Motors gekoppelt ist und der Verdichter mit einer Ansaugkrümmerseite des Motors gekoppelt ist. Auf diese Weise führt die abgasbetriebene Turbine dem Verdichter Energie zu, um den Druck (z. B. Schub oder Ladedruck) im Ansaugkrümmer zu erhöhen und die Luftströmung in den Motor zu erhöhen. Der Ladedruck kann durch Einstellen der Gasmenge, die in die Turbine gelangt, gesteuert werden, z. B. mit einer Ladedruckregelklappe. Ein Aktor kann über eine Verbindung betriebswirksam mit einem Ladedruckregelklappen-Ventil gekoppelt sein und angetrieben werden, um das Ladedruckregelklappen-Ventil an jeder beliebigen Stelle zwischen einer vollständig offenen Position und einer vollständig geschlossenen Position (z. B. an einem Ventilsitz) anzuordnen, um den gewünschten Schub basierend auf den Betriebsbedingungen zu erreichen. Der Aktor kann ein elektrischer Aktor, wie z. B. ein Elektromotor sein.
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Der Turbolader kann durchgehend hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sein, z. B. aufgrund der nahen Strömung von heißem Abgas. Daher kann eine relativ lange Verbindung eingesetzt werden, um das Ladedruckregelklappen-Ventil mit dem zugehörigen Aktor zu koppeln und die Nähe des Aktors zu den hohen Temperaturen zu reduzieren, sodass der Aktor vor einer möglichen Verschlechterung aufgrund solch hoher Temperaturen geschützt werden kann. Verbindungen dieser Art können jedoch NVH (Noise, Vibration, Harshness = unerwünschte Nebengeräusche) wie z. B. Rattern während bestimmter Bedingungen zeigen – z. B. zu Zeiten, wenn die Verbindung relativ stationär ist oder wenn sich der zugehörige Motor im Leerlauf befindet. Allgemeiner können diese Probleme in Steuervorrichtungen entstehen, die Servomechanismen zum Steuern von relativ langen Verbindungen einsetzen.
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In einigen Ansätzen wird zum Reduzieren der NVH in einem Ladedruckregelklappen-Aktor das Ladedruckregelklappen-Ventil während bestimmter Betriebsbedingungen zwangsverschlossen (z. B. während des Motorleerlaufs). In anderen Ansätzen werden eine Vorspannfeder und/oder andere mechanische Komponenten (z. B. Dämpfer) mit der Ladedruckregelklappen-Baugruppe an einer Stelle gekoppelt, an der eine Vibration aufgefangen werden kann.
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Die Erfinder haben mehrere Probleme bei den oben genannten Ansätzen erkannt. Obschon die NVH bei den Ansätzen reduziert werden können, bei denen das Ladedruckregelklappen-Ventil während bestimmter Betriebsbedingungen zwangsverschlossen ist, können die Emissionen und die Kraftstoffökonomie, die ein Motor mit einer solchen Steuerung zeigt, durch den Gegendruck, der von dem Ventilverschluss erzeugt wird, beeinträchtigt werden. Demgegenüber kann die Hinzunahme einer Vorspannfeder die Last, die auf den Ladedruckregelklappen-Aktor ausgeübt wird, erhöhen, was zu einem Qualitätsverlust der Ladedrucksteuerung und erhöhter Gefahr der Aktorverschlechterung aufgrund hoher Aktortemperaturen führen kann, die aufgrund erhöhter Stromwerte, die zum Überwinden der erhöhten Last eingezogen werden, entstehen. Ferner führt die Hinzunahme anderer mechanischer Komponenten zu zusätzlichen Kosten und möglichen Fehlerstellen, insbesondere dort, wo eine übermäßige Hitze vorliegt.
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Daher werden Verfahren zum Betätigen einer Ladedruckregelklappe bereitgestellt.
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In einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Einstellen eines verbundenen Ventilbetätigungssystems das Anwenden, zusätzlich zu den Regelposition-Steuerungseinstellungen, einer nicht harmonischen Schwingung auf einen Aktor des verbundenen Ventilbetätigungssystems.
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In einem spezifischeren Beispiel wird die nicht harmonische Schwingung auf einen Untersatz von Ladedruckregelklappen-Ventilhüben in der Nähe eines Ventilsitzes des verbundenen Ventilbetätigungssystems angewandt, aber nichtdarauf bezogen.
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In einem anderen Aspekt des Beispiels ist die nicht harmonische Schwingung nicht sinusförmig.
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In einem noch anderen Aspekt des Beispiels ist die nicht harmonische Schwingung periodisch und weist eine Überlagerungsfrequenz auf, die basierend auf einer Ratterfrequenz bestimmt wird.
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In einem noch anderen Aspekt des Beispiels ist die Ratterfrequenz ein Zeitraum zwischen aufeinander folgenden Zeiten, zu denen ein Ladedruckregelklappen-Ventil des verbundenen Ventilbetätigungssystems mit einem Ventilsitz des verbundenen Ventilbetätigungssystems in Kontakt tritt.
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In einem weiteren anderen Aspekt des Beispiels wird die Überlagerungsfrequenz ferner basierend auf einer Konstanten bestimmt, die mit der Ratterfrequenz multipliziert wird, wobei die Konstante ein ungefähres Fibonacci-Zahlen-Verhältnis ist.
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In den oben beschriebenen Beispielen können die NVH in einer Ladedruckregelklappen-Baugruppe reduziert werden, ohne dass das Ladedruckregelklappen-Ventil zwangsverschlossen sein muss und so die Emissionen und Kraftstoffökonomie beeinträchtigt. Des Weiteren können erhöhte Kosten, Aktorlast, Verpackungsraum und mögliche Verschlechterung im Zusammenhang mit zusätzlichen Teilen umgangen werden. Gegenüber der Hinzunahme von mechanischen Teilen können die Ladedruckregelklappen-Steuerroutinen eines Fahrzeugs leicht mit den hierin beschriebenen Ansätzen zu jedem Zeitpunkt der Fahrzeuglebensdauer erweitert werden, z. B. durch Aktualisieren von Anweisungen, die in einer Motorsteuerung vorliegen. So wird das technische Ergebnis von diesen Aktionen erreicht.
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Die oben genannten Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
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Man wird verstehen, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten bereitzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Es sollen keine Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifiziert werden, dessen Schutzumfang einzig und allein in den Ansprüchen definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die mögliche Nachteile, die oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung erwähnt sind, beseitigen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines turbogeladenen Motors, der eine Ladedruckregelklappe aufweist;
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2 eine beispielhafte Anordnung der Ladedruckregelklappe aus 1;
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3 eine beispielhafte Wellenform, die Steuersignale überlagern kann, die an einen Ladedruckregelklappen-Aktor der Ladedruckregelklappen-Baugruppe aus 2 gesendet werden;
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4A bis B ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betätigen einer Ladedruckregelklappe;
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5 eine beispielhafte Aufzeichnung, die einen Ladedruckregelklappen-Ventilhub für einen beispielhaften Fahrzyklus zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Servomechanismen, die komplexe und lange Verbindungen zum Anordnen eines Elements wie ein Ventil einsetzen, sind oftmals ratteranfällig, wenn das Element relativ statisch bleibt, während eine nahe gelegene mechanische Komponente bewegt wird. Ein solcher Servomechanismus kann ein Ladedruckregelklappen-Aktor sein, der eine relativ lange Verbindung einsetzt, die eine Ausgangswelle des Aktors mit einem Ladedruckregelklappen-Ventil zum Anordnen des Ventils zum Steuern der Ladedruckmenge, die einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, koppelt. Zu Zeiten, bei denen der Motor im Leerlauf ist und das Ladedruckregelklappen-Ventil nicht neu angeordnet wird, kann die Verbindung rattern. In einigen Ansätzen wird das Ladedruckregelklappen-Ventil in einer vollständig geschlossenen Position an einem Ventilsitz angeordnet, um ein Rattern zu verhindern. Dies kann jedoch einen Gegendruck erzeugen, der Emissionen und Kraftstoffökonomie beeinträchtigen kann. In anderen Ansätzen wird eine Vorspannfeder dem Ladedruckregelklappen-Betätigungssystem zugegeben, um das Rattern zu verhindern. Diese Hinzunahme erhöht jedoch die Last auf den Ladedruckregelklappen-Aktor. Andere mechanische Komponenten (z. B. Dämpfer) können zum Reduzieren von Rattern hinzugenommen werden, führen jedoch Probleme der Dauerhaftigkeit und Konsistenz aufgrund ihrer Nähe zu den hohen Umgebungstemperaturen ein.
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Daher werden verschiedene Verfahren zum Betätigen einer Ladedruckregelklappe bereitgestellt. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines turbogeladenen Motors mit einer Ladedruckregelklappe, 2 zeigt eine beispielhafte Anordnung der Ladedruckregelklappe aus 1, 3 zeigt eine beispielhafte Wellenform, die Steuersignale überlagern kann, die an den Ladedruckregelklappen-Aktor der Ladedruckregelklappen-Baugruppe aus 2 gesendet werden, 4A bis B zeigen ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben einer Ladedruckregelklappe darstellt und 5 zeigt eine beispielhafte Aufzeichnung, die einen Ladedruckregelklappen-Ventilhub für einen beispielhaften Fahrzyklus darstellt. Der Motor aus 1 weist auch eine Steuerung auf, die zum Ausführen des Verfahrens aus 4A bis B konfiguriert ist.
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1 ist ein schematisches Diagramm, das einen beispielhaften Motor 10 darstellt, der in einem Antriebssystem eines Automobils enthalten sein kann. Der Motor 10 ist mit vier Zylindern 30 dargestellt. Dennoch können andere Zylinderzahlen gemäß der derzeitigen Offenbarung verwendet werden. Der Motor 10 kann zumindest teilweise von einem Steuersystem mit einer Steuerung 12 und durch Eingabe eines Fahrzeugbedieners 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel weist die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP auf. Jede Verbrennungskammer (z. B. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände mit einem darin angeordneten Kolben (nicht dargestellt) aufweisen. Die Kolben können mit einer Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein zwischengeschaltetes Getriebesystem (nicht dargestellt) gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor mit der Kurbelwelle 40 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startvorgang des Motors 10 zu aktivieren.
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Die Verbrennungskammer 30 kann die Ansaugluft von dem Ansaugkrümmer 44 über den Ansaugkanal 42 aufnehmen und Verbrennungsgase über den Ablasskanal 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Ablasskrümmer 46 können selektiv über entsprechende Ansaugventile oder Ablassventile (nicht dargestellt) mit der Verbrennungskammer 30 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Ansaugventile und/oder zwei oder mehr Ablassventile aufweisen.
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Die Kraftstoffeinspritzdüsen 50 sind direkt mit der Verbrennungskammer 30 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff dort hinein proportional zu der Pulsweite des Signals FPW, das von der Steuerung 12 empfangen wird, gekoppelt. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 50 die sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bereit. Der Kraftstoffeinspritzer kann zum Beispiel an der Seite der Verbrennungskammer oder an der Oberseite der Verbrennungskammer montiert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 50 über ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler aufweist. In einigen Ausführungsformen können die Verbrennungskammern 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse aufweisen, die in dem Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet ist, die das bereitstellt, was gemeinhin als Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr stromaufwärts von jeder Verbrennungskammer 30 bekannt ist.
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Der Ansaugkanal 42 kann die Drosselklappen 21 und 23 mit Drosselklappenscheiben 22 bzw. 24 aufweisen. In diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselklappenscheibe 22 und 24 von der Steuerung 12 über Signale variiert werden, die einem Aktor zur Verfügung gestellt werden, der in den Drosselklappen 21 und 23 enthalten ist. In einem Beispiel können die Aktoren elektrische Aktoren (z. B. Elektromotoren) sein, wobei diese Konfiguration gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise können die Drosselklappen 21 und 23 zum Variieren der Ansaugluft, die der Verbrennungskammer 30, unter anderen Motorzylindern, bereitgestellt wird, betrieben werden. Die Position der Drosselklappenscheiben 22 und 24 kann von der Steuerung 12 über Drosselklappenpositionssignale TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann ferner einen Luftmassenstromsensor 120, einen Krümmerluftdrucksensor 122 und einen Drosselklappeneinlass-Drucksensor 123 zum Bereitstellen entsprechender MAF-(Luftmassenstrom)- und MAP(Krümmerluftdruck)-Signale an die Steuerung 12 aufweisen.
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Der Ablasskanal 48 kann Abgase aus den Zylindern 30 empfangen. Der Abgassensor 128 ist mit dem Ablasskanal 48 stromaufwärts in Bezug auf die Turbine 62 und der Emissionssteuerungsvorrichtung 78 gekoppelt dargestellt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgasluft-/Kraftstoff-Verhältnisses wie einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal oder Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), einem Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO, einem NOx-, HC- oder CO-Sensor ausgewählt sein. Die Emissionssteuerungsvorrichtung 78 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), ein Stickstoffabscheider, verschiedene andere Emissionssteuerungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
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Die Abgastemperatur kann von einem oder mehreren Temperatursensoren (nicht dargestellt) gemessen werden, die in dem Ablasskanal 48 angeordnet sind. Alternativ kann die Abgastemperatur basierend auf Motorbetriebsbedingungen wie Drehzahl, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), Anspringverzögerung, usw. abgeleitet werden.
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Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem besonderen Beispiel als Nurlesespeicherchip 106 dargestellt ist, einen wahlfreien Zugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus aufweist. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Signalen verschiedene Signale von den Sensoren empfangen, die mit dem Motor 10 gekoppelt sind, einschließlich der Messung des induzierten Luftmassenstroms (MAF) von dem Luftmassenstromsensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem Temperatursensor 112, der schematisch an einer Stelle in dem Motor 10 dargestellt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (PIP) von dem Halleffektsensor 118 (oder einem anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor, wie erläutert; und eines Krümmerabsolutdrucksignals MAP von dem Sensor 122, wie erläutert. Das Motordrehzahlsignal U/min (RPM) kann von der Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer 44 bereitzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie ein MAF-Sensor ohne MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Anzeige eines Motordrehmoments angeben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der erfassten Motordrehzahl eine Schätzung der Ladung (einschließlich der Luft), die in den Zylinder induziert wird, bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehmomentsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleich beabstandeten Impulsen für jede Umdrehung der Kurbelwelle 40 erzeugen. In einigen Beispielen kann das Nurlese-Speichermedium 106 mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen repräsentieren, die von dem Prozessor 102 zum Ausführen der Verfahren, die unten beschrieben sind, ausführbar sind, sowie andere Varianten, die in Erwägung gezogen werden, jedoch nicht spezifisch aufgeführt sind.
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Der Motor 10 kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung wie einen Turbolader oder einen Superlader mit mindestens einem Verdichter 60 aufweisen, der entlang dem Ansaugkrümmer 44 angeordnet ist. Für einen Turbolader kann der Verdichter 60 mindestens teilweise von einer Turbine 62 über beispielsweise eine Welle oder eine andere Kupplungsanordnung angetrieben werden. Die Turbine 62 kann entlang des Ablasskanals 48 angeordnet sein und mit den dadurch strömenden Abgasen kommunizieren. Verschiedene Anordnungen können zum Antreiben des Verdichters vorgesehen sein. Bei einem Superlader kann der Verdichter 60 mindestens teilweise von dem Motor und/oder einer Elektromaschine angetrieben werden und keine Turbine aufweisen. Daher kann die Kompressionsmenge, die einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Superlader bereitgestellt wird, von der Steuerung 12 variiert werden. In einigen Fällen kann die Turbine 62 zum Beispiel einen elektrischen Generator 64 antreiben, um eine Batterie 66 über einen Turboantrieb 68 zu betreiben. Die Leistung aus der Batterie 66 kann dann zum Antreiben des Verdichters 60 über einen Elektromotor 70 verwendet werden. Ferner kann ein Sensor 123 in dem Ansaugkrümmer 44 zum Bereitstellen eines BOOST-Signals an die Steuerung 12 angeordnet sein.
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Ferner kann der Ablasskanal 48 eine Ladedruckregelklappe 26 zum Umleiten von Abgas aus der Turbine 62 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Ladedruckregelklappe 26 eine mehrstufige Ladedruckregelklappe wie eine zweistufige Ladedruckregelklappe mit einer ersten Stufe, die zum Steuern des Ladedrucks konfiguriert ist, und mit einer zweiten Stufe sein, die zum Erhöhen des Wärmestroms zu der Emissionssteuerungsvorrichtung 78 konfiguriert ist. Die Ladedruckregelklappe 26 kann von einem Aktor 150 betätigt werden, der beispielsweise ein elektrischer Aktor wie z. B. ein Elektromotor sein kann, obschon auch pneumatische Aktoren in Betracht gezogen werden. Der Ansaugkanal 42 kann eine Verdichterbypassklappe 27 aufweisen, die zum Umlenken von Ansaugluft um den Verdichter 60 konfiguriert ist. Die Ladedruckregelklappe 26 und/oder die Verdichterbypassklappe 27 können von der Steuerung 12 über Aktoren (z. B. den Aktor 150) derart gesteuert werden, dass sie öffnen, wenn beispielsweise ein geringerer Ladedruck gewünscht wird.
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Der Ansaugkanal 42 kann ferner einen Ladeluftkühler (CAC) 80 (z. B. einen Interkühler) zum Verringern der Temperatur von turbogeladenen oder supergeladenen Ansauggasen aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luftwärmetauscher sein. In anderen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luft-Flüssigkeitswärmetauscher sein.
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Ferner kann in den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) einen gewünschten Anteil von Abgas aus dem Ablasskanal 48 über den AGR-Kanal 140 zu dem Ansaugkanal 42 leiten. Die AGR-Menge, die dem Ansaugkanal 42 bereitgestellt wird, kann von der Steuerung 12 über das AGR-Ventil 142 variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor (nicht dargestellt) in dem AGR-Kanal angeordnet sein und eine Anzeige eines oder mehrerer von Druck, Temperatur und Abgaskonzentration bereitstellen. Alternativ kann die AGR mithilfe eines berechneten Wertes basierend auf Signalen von dem MAF-Sensor (stromaufwärts), MAP (Ansaugkrümmer)-, MAT(Krümmergastemperatur)- und Kurbelwellendrehzahl-Sensor gesteuert werden. Ferner kann die AGR basierend auf einem Abgas-O2-Sensor und/oder einem Ansaugsauerstoffsensor (Ansaugkrümmer) gesteuert werden. Unter bestimmten Bedingungen kann das AGR-System zum Regulieren der Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer verwendet werden. 1 zeigt ein Hochdruck-AGR-System, wobei die AGR stromaufwärts einer Turbine des Turboladers nach stromabwärts eines Verdichters eines Turboladers geleitet wird. In anderen Ausführungsformen kann der Motor zusätzlich oder alternativ ein Niederdruck-AGR-System aufweisen, bei dem die AGR von stromabwärts einer Turbine eines Turboladers nach stromaufwärts eines Verdichters des Turboladers geleitet wird.
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Mit Bezug auf 2 ist eine beispielhafte Ladedruckregelklappen-Baugruppe 200 dargestellt. Die Ladedruckregelklappe 200 kann z. B. die Ladedruckregelklappe 26 aus 1 sein. Die Ladedruckregelklappe 200 kann von einem Aktor 202 betätigt werden, welcher der Aktor 150 aus 1 sein kann. In diesem Beispiel ist der Aktor 202 ein elektrischer Aktor wie ein Elektromotor. In einigen Beispielen kann der Aktor 202 insbesondere ein Drehaktor mit einem Element sein, das eine Drehung durchläuft, um so die Aktorposition zu verändern. Eine Ausgangswelle 201 des Aktors 202 ist mit einer Verbindung 204 und insbesondere einem ersten Verbindungsglied 206 der Verbindung gekoppelt. Wie dargestellt, ist die Verbindung 204 in der dargestellten Ausführungsform eine Vierstangenverbindung, obschon andere Verbindungen möglich sind, wie z. B. eine lineare Stange. Die Verbindung 204 bewegt sich über zwei Gelenke mit einem ersten Gelenk 208, um das sich das erste Verbindungsglied 206 und ein zweites Verbindungsglied 210 drehen, und einem zweiten Gelenk 212, um das sich ein drittes Verbindungsglied 214 und ein viertes Verbindungsglied 216 drehen. Das erste, zweite, dritte und vierte Verbindungsglied 206, 210, 214 und 216 sind miteinander gekoppelt, um die Verbindung 204 als zusammenhängendes Element zu bilden. An einem dem Aktor 202 gegenüberliegenden Ende ist die Verbindung 204 mit einem vierten Verbindungsglied 216 mit einer Ladedruckregelklappe 218 gekoppelt, die in einer vollständig geöffneten Position, einer vollständig geschlossenen Position oder irgendwo dazwischen in Bezug auf den Ventilsitz 220 angeordnet sein kann. Der Ventilsitz 220 ist als in einem Abschnitt des Ablasskanals 222 angeordnet dargestellt, wobei dies der Ablasskanal 48 von Motor 10 in 1 sein kann, zum Beispiel. Durch das Anordnen des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 in durchgehend variabler Weise kann die Menge von Abgas, das in eine Turbine eines Turboladers gelangt (z. B. Turbine 62 aus 1), gesteuert werden. Auf diese Weise kann der Ladedruck, der einem Motor wie Motor 10 aus 1 zugeführt wird, gemäß dem gewünschten Ladedruck und anderen Betriebsbedingungen gesteuert werden. Die Position des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 der Ladedruckregelklappe 200 kann insbesondere über die Betätigung von Aktor 202 und Anordnen seiner Ausgangswelle 201 gesteuert werden, wobei die Bewegungen davon über die Verbindung 204 zum Abgasventil übersetzt werden können.
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Wie dargestellt, weist die Ladedruckregelklappe 200 ferner einen Positionssensor 224 auf, der zum Messen von Veränderungen des Winkels der Ausgangswelle 201 konfiguriert sein kann, um so den Standort des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 zu schätzen. In einigen Beispielen kann ein Drehcodierer, der zum Fühlen der Drehung einer Drehkomponente im Aktor 202 konfiguriert ist, eingesetzt werden, wobei die von diesem erzeugten Impulse an die Steuerung 12 aus 1 gesendet werden. Der Positionssensor 224 kann jedoch bei Ausführungsformen, bei denen anstelle der Vierstangenkonfiguration aus 2 eine lineare Stangenverbindung verwendet wird, angepasst werden. In jedem Fall kann eine Messung von Positionssensor 224 zum Bestimmen der Position des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 verwendet werden, insbesondere des Abstands der oberen Oberfläche des Ventilsitzes 220 und der unteren Oberfläche des Ladedruckregelklappen-Ventils 218. In anderen Ausführungsformen kann die Position des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 jedoch basierend auf einem Weichmodell bestimmt werden, das ein oder mehrere Signale (z. B. LADEDRUCK-BOOST) verwendet, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, die an die Steuerung 12 gesendet wird/werden.
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Man wird zu schätzen wissen, dass die Ladedruckregelklappe 200 und verschiedene Komponenten davon verändert werden können, ohne den Schutzbereich dieser Offenbarung zu verlassen. Zum Beispiel können anstelle eines zusätzlichen Positionssensors 224 ein Stromsensor und/oder ein Kraftsensor in dem Aktor 202 aufgenommen sein. Die Stromabtastung kann über einen Sensor oder eine Sonde erfolgen, oder kann in anderen Beispielen basierend auf dem Ohm'schen Gesetz (oder Gleichung) als das Verhältnis von Aktorspannung (z. B. Endgerätspannung) und Aktorwiderstand (z. B. Wicklungswiderstand) berechnet werden, wenn diese zwei Mengen bekannt sind oder gemessen oder abgeleitet werden können. Weiterhin können, wie oben beschrieben, andere Arten von Verbindungen zum Koppeln des Aktors 202 mit dem Ladedruckregelklappen-Ventil 218 bereitgestellt werden, einschließlich einer linearen Stange, aber nicht darauf beschränkt. Des Weiteren kann ein Vorspanner (nicht dargestellt) mit dem Ladedruckregelklappen-Ventil 218 zum Positionieren des Ventils an einer Standardposition gekoppelt werden, wenn das Ventil nicht von dem Aktor 202 betätigt wird.
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Während bestimmter Betriebsbedingungen kann die Ladedruckregelklappen-Baugruppe 200 NVH erzeugen. Insbesondere kann die Verbindung 204 ein Rattern erzeugen, wenn der Aktor 202 die Position des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 nicht anpasst und sich ein zugehöriger Motor (z. B. Motor 10 aus 1) im Leerlauf befindet. Dieses Rattern kann z. B. ein Ergebnis der mechanischen Schwingung relativ lockerer Komponenten der Verbindung 204 sein. Andere Faktoren können zu einem Rattern beitragen. Zum Beispiel können bimodale nicht lineare Kontaktereignisse, bei denen das Ladedruckregelklappen-Ventil 218 mit dem Endanschlag (Ventilsitz 220) in Kontakt tritt, ein Rattern erzeugen. Zum Abschwächen des Ratterns, das von der Verbindung 204 erzeugt wird, und/oder von anderen Arten von NVH, die von der Ladedruckregelklappen-Baugruppe 200 erzeugt werden, kann eine Wellenform einem Steuersignal überlagert werden, das zum Ladedruckregelklappen-Aktor 202 gesendet wird. Das Steuersignal kann eines von mehreren Steuersignalen sein, die regelmäßig zum Ladedruckregelklappen-Aktor 202 zum Positionieren des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 an Stellen gesendet werden, die einen gewünschten Ladedruckwert bereitstellen. Daher können die Steuersignale Regelposition-Steuerungseinstellungen einschließen. Eine Frequenz der überlagerten Wellenform kann basierend auf der „Ratterfrequenz“ berechnet werden – d. h. einer Frequenz, bei der ein Rattern von der Ladedruckregelklappen-Baugruppe 200 erzeugt wird. Die Ratterfrequenz kann als Zeiträume zwischen Kontaktereignissen (z. B. die Dauer zwischen aufeinander folgenden Malen, bei denen das Ladedruckregelklappen-Ventil 218 mit dem Ventilsitz 220 in Kontakt tritt) definiert werden. Daher können die Kontaktereignisse in einigen Beispielen durch Überwachen der Ausgabe von Positionssensor 224 erfasst werden, oder in anderen Beispielen durch Überwachen des gewünschten Ladedrucks. Insbesondere kann eine Frequenz der überlagerten Wellenform (im Folgenden „Überlagerungsfrequenz“) als Konstante berechnet werden, die mit der Ratterfrequenz multipliziert wird. Die Konstante kann ein annäherndes inverses oder nicht inverses Fibonacci-Zahlen-Verhältnis sein – z. B. 2/3 oder 3/2. In diesem Beispiel kann die Überlagerungsfrequenz daher nicht harmonisch in Bezug auf die Ratterfrequenz sein, aber relativ nahe der Ratterfrequenz (z. B. innerhalb 50 Hz). In einigen Ausführungsformen können die Steuersignale, die zum Ladedruckregelklappen-Aktor 202 gesendet werden, mit der Überlagerungswellenform für einen bestimmten Bereich von Hüben des Ladedruckregelklappen-Ventils 218 verändert werden und mit der Wellenform für Hübe außerhalb dieses Bereichs nicht verändert werden. 2 zeigt einen beispielhaften Bereich 226 von Ventilhüben, der von dem Ladedruckregelklappen-Ventil 218 eingenommen werden kann, einschließlich vollständig geschlossener und geöffneter Positionen, sowie einen Untersatz 228 des Bereichs. Die Überlagerungswellenform kann z. B. auf die Ladedruckregelklappen-Aktor-Steuersignale für Ventilhübe, die innerhalb des Untersatzes 228 fallen, angewandt werden. Allgemein schließt der Untersatz 228 Ventilhübe in Nähe des Ventilsitzes 220, aber diesem nicht entsprechend, ein. Als nicht einschränkendes Beispiel schließt der Untersatz 228 Hübe in dem Bereich von 70 % des Mindesthubs (wobei ein Mindesthub der vollständig geschlossenen Position entspricht) bis 90 % des Mindesthubs ein. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass der Bereich 226 und Untersatz 228 als Beispiele bereitgestellt sind und auf keine Weise einschränkend zu verstehen sind.
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Wie die Frequenz kann die Form der überlagerten Wellenform zum Maximieren der Abschwächung des Ratterns ausgewählt werden. 3 zeigt ein Beispiel einer Wellenform 300, welche die Steuersignale überlagern kann, die zu einem Ladedruckregelklappen-Aktor einer Ladedruckregelklappen-Baugruppe zum Reduzieren von Rattern, das von der Ladedruckregelklappen-Baugruppe erzeugt wird, gesendet werden. Die Wellenform 300 kann insbesondere Steuersignale überlagern, die z. B. an den Ladedruckregelklappen-Aktor 202 aus 2 gesendet werden. Da die Wellenform 300 als ein Ergebnis mehrerer Modifikationen einer typischen Sinusfunktion verstanden werden kann, zeigt 3 als Referenz eine gestrichelte Sinusfunktion 302. Speziell kann die Wellenform 300 als periodische, sich wiederholende, nicht sinusförmige Funktion angesehen werden, d.h. nicht exakt sinusförmig (z. B. nicht exakt der Sinusfunktion 302 entsprechend), relativ lineare Zu- und Abnahmen von geringeren zu höheren Werten bzw. von höheren zu geringeren Werten zeigt. Zum Beispiel zeigt die Wellenform 300 eine relativ lineare Zunahme von Eingaben zwischen 0 und π/2 als die Zunahme der Sinusfunktion 302 in diesem Eingabebereich. In einigen Beispielen können ein oder mehrere Abschnitte der Wellenform 300 exakt linear sein (z. B. einer oder mehrere der Abschnitte für Eingaben in dem Bereich von 0 bis π/2, von π/2 bis π, von π bis 3π/2 und von 3π/2 bis 2π). Die Wellenform 300 kann auch ein Verhalten zeigen, das von der Sinusfunktion 302 in Bereichen in der Nähe ihrer positiven oder negativen Spitzen abweicht (z. B. bei 1 bzw. –1 entsprechend der Eingaben von π/2 und 3π/2). Zum Beispiel zeigt, wie bei 306 angezeigt, die Wellenform 300 eine veränderte Änderungsrate bei einem hohen Grad an Linearität in Bereichen rund um die Spitzen (z. B. 1 und –1). Bei einer vorgegebenen Spitze kann ein solcher Bereich bei 90 % (z. B. 0,9) der Spitze auf der linken Seite beginnen und enden, sobald 90 % der Spitze erneut auf der rechten Seite der Spitze erreicht wurden. Der Bereich kann eine positive Änderungsrate von dem Wechsel des linken 90 %-Spitzenwertes zur Spitze und einer negativen Änderungsrate von der Spitze zu dem rechten 90 %-Spitzenwert zeigen. Daher kann die Wellenform 300 unterschiedliche Veränderungen in ihrer Änderungsrate aufzeigen, wenn sie den 90 %-Spitzenwert erreicht oder darunter fällt oder eine Spitze durchkreuzt. Drei solcher Wechselstellen in der Änderungsrate der Wellenform 300 sind aus dem Bereich bei 306 offensichtlich. Man wird zu schätzen wissen, dass die Wellenform 300 als ein Beispiel bereitgestellt wird und auf keine Weise einschränkend zu verstehen ist. Insbesondere wurde die Frequenz der Wellenform 300 zum Erleichtern des Vergleichs mit der Sinusfunktion 302 ausgewählt und weicht nur leicht von der aus 3 nach Bestimmung davon basierend auf der Ratterfrequenz ab.
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Durch Anwenden einer Überlagerungswellenform auf die Steuersignale, die auf diese Weise zu dem Ladedruckregelklappen-Aktor gesendet werden, kann das Rattern, das von dem Ventilsitzkontakt in einer Ladedruckregelklappen-Baugruppe erzeugt wird, abgeschwächt werden. Andere Typen von NVH können ebenfalls reduziert werden, weil die Anwendung der Überlagerungswellenform eine Ladedruckregelklappen-Verbindung (z. B. Verbindung 204 aus 2) in dynamischer Spannung halten kann und die Resonanzfrequenz verschiedener Verbindungskomponenten, die anderenfalls nachhallen, wenn sie eine mechanische Schwingung erfahren, verzerren kann, weil die Masse des Ladedruckregelklappen-Aktors (z. B. Aktor 202 aus 2) zum Halten einer starren Last auf lockeren Elementen der Verbindung verwendet werden kann. Während das Anwenden der Überlagerungswellenform die Position des Ladedruckregelklappen-Ventils (z. B. Ventil 218 aus 2) von der Position, die es anderenfalls ohne die Wellenform einnehmen würde, verändern kann, kann das Ausmaß der Veränderung gering genug sein, damit die Ladedruckwerte, die einem Motor zugeführt werden, nicht beeinträchtigt werden (z. B. Abweichungen von den gewünschten Ladedruckwerten werden unter einem annehmbaren Schwellenwert gehalten). Weiterhin kann die Bestimmung der Überlagerungswellenform andere Faktoren in Betracht ziehen – z. B. Kräfte, die zum Ausgleichen der Abgasströmung erfordert werden, NVH, die von Komponenten außerhalb der Ladedruckregelklappen-Baugruppe erzeugt werden, wie z. B. dem Motor, Motorfeuerungsfrequenz, Betriebsbedingungen, für die das Rattern der Verbindung erhöht oder reduziert wird, usw.
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Mit Bezug auf 4A bis B zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren 400 zum Betätigen einer Ladedruckregelklappe. Das Verfahren 400 kann z. B. zum Betätigen der Ladedruckregelklappe 200 auf 2 eingesetzt werden und kann von der Motorsteuerung 12 aus 1 gespeichert und/oder ausgeführt werden. In einem Beispiel kann ein Verfahren zum Steuern eines Turboladers über die Ladedruckregelklappe das Bestimmen eines gewünschten Ladedrucks und eines derzeitigen Ladedrucks umfassen. Die Ladedruckregelklappe kann gemäß einem Unterschied zwischen dem gewünschten Ladedruck und dem derzeitigen Ladedruck eingestellt werden.
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Bei 402 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen eines gewünschten Ladedrucks gemäß Fahreranforderung und Motorbetriebsbedingungen. Die bewerteten Bedingungen können direkt mit Sensoren gemessen werden, wie z. B. den Sensoren 112, 118, 120, 122, 123 und 134 und/oder die Bedingungen können von anderen Motorbetriebsbedingungen geschätzt werden. Die bewerteten Bedingungen können die Motorkühlmitteltemperatur, Motoröltemperatur, Massenluftstrom (MAF), Krümmerdruck (MAP), Ladedruck (z. B. BOOST-Druck aus Sensor 123), Motordrehzahl, Leerlaufdrehzahl, Luftdruck, vom Fahrer angefordertes Drehmoment (z. B. aus einem Pedalpositionssensor 134), Lufttemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit usw. einschließen.
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Danach wird bei Schritt 404 der derzeitige Ladedruck bestimmt. Der derzeitige Ladedruck kann direkt mit einem Sensor gemessen werden, wie z. B. Sensor 123. Die Messung kann zu einer Steuerung 12 über das BOOST-Drucksignal gesendet und in einem computerlesbaren Speichermedium (z. B. ROM 106, RAM 108 und/oder KAM 110 der Steuerung 12 aus 1) gespeichert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann der tatsächliche Ladedruck basierend auf anderen Betriebsparametern geschätzt werden, z. B. basierend auf MAP und U/min.
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Danach wird bei 406 der Luftdruck bestimmt. Zum Beispiel kann der Luftdruck aus einem MAP-Sensor bei Motorstart gemessen werden und/oder basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors geschätzt werden, z. B. MAF, MAP, Drosselklappenposition usw. Die Messung kann zu der Motorsteuerung gesendet werden und in dem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Luftdruck basierend auf anderen Betriebsparametern geschätzt werden.
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Danach wird bei 408 der Unterschied zwischen dem derzeitigen und dem gewünschten Ladedruck bestimmt. Zum Beispiel kann die Motorsteuerung den Unterschied bestimmen. In einigen Beispielen kann der Unterschied durch Subtrahieren des gewünschten Ladedrucks von dem derzeitigen Ladedruck bestimmt werden.
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Danach wird bei 410 ein Ladedruckregelklappen-Ventilhub bestimmt, um den Unterschied zwischen dem derzeitigen und gewünschten, bei 408 bestimmten Ladedruck zu reduzieren. In einigen Beispielen wird der Unterschied zwischen dem derzeitigen und dem gewünschten Ladedruck zusätzlich zu dem derzeitigen Ladedruckregelklappen-Ventilhub einem geeigneten Steuerungsmechanismus eingegeben, der zum Bestimmen eines Ladedruckregelklappen-Ventilhubs zum Reduzieren dieses Unterschieds konfiguriert ist. Der Ladedruckregelklappen-Ventilhub kann z. B. als eine Eingabe in die Ladedruckregelklappen-Dynamik verwendet werden. Bei einigen Ladedruckregelklappen-Aktoren kann der Ladedruckregelklappen-Ventilhub für ein Ladedruckregelklappen-Tastverhältnis aufgezeichnet werden, wobei das Tastverhältnis-Signal von der Steuerung erzeugt wird und an den Ladedruckregelklappen-Aktor gesendet wird. Das Aufzeichnen des Ladedruckregelklappen-Tastverhältnisses kann das Verwenden von Nachschlagetabellen oder das Berechnen des Ladedruckregelklappen-Tastverhältnisses einschließen. Bei einigen anderen Aktoren bestimmt die Ladedruckregelklappen-Steuerung das Tastverhältnis basierend auf dem Unterschied zwischen der gewünschten und der derzeitigen Ladedruckregelklappen-Position. Ein Ladedruckregelklappen-Steuerungssignal (WGC-Signal) kann eine Pulsweitenmodulation über das Ladedruckregelklappen-Tastverhältnis einschließen, um die Ladedruckregelklappe einzustellen. Der Ladedruckregelklappen-Ventilhub kann z. B. durch Vorsteuerung, Regelsteuerung und/oder andere Steueralgorithmen erreicht werden.
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Ein Kompensator kann Verzögerungen des Ladedruckregelklappen-Aktors ausgleichen. Außerdem kann der Kompensator ferner Einstellungen basierend auf der Bewegung der unabhängigen Zwillingsnocken aufweisen, die den Ladedruck beeinflussen können. Zum Beispiel kann, wenn der Ansaugnocken auf eine Weise bewegt wird, die den Ladedruck in Bezug auf den Luftdruck erhöhen würde, die Stärke des Kompensators verringert werden. Auf die gleiche Weise kann, wenn der Ansaugnocken auf eine Weise bewegt wird, die den Ladedruck in Bezug auf den Luftdruck verringern würde, die Stärke des Kompensators erhöht werden.
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Danach wird bei 412 eine gewünschte Aktorposition zum Erreichen des bei 410 bestimmten Ladedruckregelklappen-Ventilhubs bestimmt. Die gewünschte Aktorposition kann als eine Eingabe in verschiedene geeignete Steuermechanismen eingegeben werden, einschließlich der oben beschriebenen. In einigen Ausführungsformen kann eine gewünschte Aktorausrichtung alternativ bestimmt werden, wie z. B. die Drehausrichtung einer Drehkomponente in dem Aktor.
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Mit Bezug auf 4B geht das Verfahren 400 zu 414, wo bestimmt wird, ob die Betriebsbedingungen, für die ein Rattern in einer Ladedruckregelklappen-Verbindung abgeschwächt werden kann, erfüllt werden. Die Betriebsbedingungen können einen Bereich der Ladedruckregelklappen-Ventilhübe einschließen, für die eine Abschwächung des Ratterns durchgeführt werden kann. Der Bereich kann Hübe relativ nahe eines Endanschlags (z. B. Ventilsitzes), die diesem aber nicht entsprechen, einschließen, der erreicht wird, wenn das Ladedruckregelklappen-Ventil in einer vollständig geschlossenen Position angeordnet wird – z. B. Untersatz 228 aus 2. Andere Bedingungen können bei 414 bewertet werden. Zum Beispiel können Bedingungen, die zur Erzeugung anderer NVH-Typen innerhalb oder außerhalb der Ladedruckregelklappen-Baugruppe führen, eine Wellenformüberlagerung wie unten beschrieben veranlassen. Andere Bedingungen können die Motordrehzahl und eine gemessene oder geschätzte Temperatur der Ladedruckregelklappen-Baugruppe (oder eines Abschnitts davon) einschließen, da beide die Erzeugung von Rattern und NVH beeinflussen; insbesondere kann die Ladedruckregelklappen-Baugruppentemperatur in Betracht gezogen werden, da eine Temperaturvariation die Länge der Ladedruckregelklappen-Verbindung und somit die Nähe des Ladedruckregelklappen-Ventils zum Endanschlag verändern kann. Wenn bestimmt wird, dass die Ratterbedingungen nicht erfüllt werden (NEIN), geht das Verfahren zu 422. Wenn bestimmt wird, dass die Ratterbedingungen erfüllt werden (JA), geht das Verfahren zu 416.
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Bei 416 wird die Ratterfrequenz bestimmt. Wie oben beschrieben, kann die Ratterfrequenz als der Zeitraum definiert werden, der aufeinander folgende Kontaktereignisse (Zeiten, zu denen das Ladedruckregelklappen-Ventil mit seinem Endanschlag in Kontakt tritt) trennt. In einigen Beispielen kann die Ratterfrequenz bei Erkennung eines neuen Kontaktereignisses aktualisiert werden. Die Kontaktereignisse können durch Überwachen der Ausgabe eines Ladedruckregelklappen-Positionssensors (z. B. Sensor 224) durch Überwachen des gewünschten Ladedrucks oder durch Auslesen der Ausgabe von einem geeigneten Sensor (z. B. einem piezoelektrischen Sensor, der zur Vibrationsmessung in der Ladedruckregelklappen-Baugruppe konfiguriert ist) erkannt werden.
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Danach wird bei 418 eine Überlagerungsfrequenz einer Wellenform, die über die Ladedruckregelklappen-Steuerung überlagert werden soll, bestimmt. Wie oben beschrieben, kann die Überlagerungsfrequenz als Produkt einer Konstanten und der bei 416 bestimmten Ratterfrequenz bestimmt werden, wobei die Konstante ein nahezu inverses oder nicht inverses Fibonacci-Zahlen-Verhältnis sein kann (z. B. 2/3 oder 3/2). In diesem Beispiel kann die Überlagerungsfrequenz daher nicht harmonisch in Bezug auf die Ratterfrequenz, aber relativ nahe der Ratterfrequenz sein. In einigen Beispielen kann die Überlagerungsfrequenz ferner basierend auf anderen bei 414 bewerteten Bedingungen bestimmt werden; z. B. kann die Überlagerungsfrequenz in einem Versuch zum Abschwächen des Verbindungsratterns aufgrund der Resonanz von Verbindungskomponenten bestimmt werden. Daher kann die Überlagerungsfrequenz von bekannten Resonanzfrequenzen verschiedener Verbindungskomponenten, die NVH erzeugen, abweichen.
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Danach wird bei 420 die Ladedruckregelklappen-Steuerung von der Wellenform überlagert. Die Wellenform kann eine nicht sinusförmige Funktion sein, welche die relativ linearere Änderungsrate als eine typische Sinusfunktion zeigt, wie die Wellenform 300 aus 3. Die Wellenform setzt die bei 418 bestimmte Überlagerungsfrequenz voraus, sodass die NVH in der Ladedruckregelklappen-Verbindung (und wahlweise die von anderen Komponenten erzeugten NVH) reduziert werden können.
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Danach wird bei 422 die Ladedruckregelklappen-Steuerung auf den Aktor angewandt, um die gewünschte, bei 412 bestimmte Aktorposition zu erreichen. Wie oben beschrieben, kann die Ladedruckregelklappen-Steuerung eine Pulsweitenmodulation über das Ladedruckregelklappen-Tastverhältnis aufweisen, um die Ladedruckregelklappe einzustellen. Falls die Ratterbedingungen bei 414 erfüllt werden, schließt die Ladedruckregelklappen-Steuerung die Überlagerungswellenform ein, während, wenn die Ratterbedingungen bei 414 nicht erreicht würden, die Ladedruckregelklappen-Steuerung die Wellenform nicht einschließen würde.
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Danach wird bei 424 bestimmt, ob die Aktorposition die gewünschte Aktorposition ist. Hier kann die erfasste Aktorposition mit der gewünschten Aktorposition verglichen werden. In einigen Ausführungsformen können Unterschiede zwischen der berichtigten Aktorposition und der gewünschten Aktorposition unter einem Schwellenwert ignoriert werden. Wenn die Aktorposition nicht die gewünschte Aktorposition ist (NEIN), kehrt das Verfahren zu 424 zurück. Wenn die Aktorposition die gewünschte Aktorposition ist (JA), geht das Verfahren zu 426.
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Bei 426 wird das auf den Aktor angewandte Steuersignal eingestellt, um den gewünschten Ventilhub zu halten und die Aktorposition zu steuern. Der gewünschte Ventilhub kann über Regel- und/oder Vorsteuerungsalgorithmen beibehalten werden. Zum Beispiel kann der Ventilhub über einen internen Steuerkreis gesteuert werden. Daher wird das Steuersignal eingestellt, wenn die berichtigte Aktorposition eine Position erreicht, die einer gewünschten Ladedruckregelklappen-Ventilposition entspricht. Man wird zu schätzen wissen, dass die Einstellung des Steuersignals bei 426 das Anwenden einer oder mehrerer Überlagerungswellenformen auf die oben beschriebene Weise einschließen kann, wenn die Ratterbedingungen, die bei 414 bewertet werden, während der Einstellung des Steuersignals erfüllt werden. In einigen Beispielen können eine oder mehrere neue Wellenformen während der Einstellung bestimmt werden, z. B. als Reaktion auf eine Veränderung in der Ratterfrequenz. Nach 426 endet das Verfahren.
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Das Verfahren 400 kann andere, nicht in 4A und 4B dargestellte Schritte beinhalten. Zum Beispiel kann die Verschlechterung eines Ladedruckregelklappen-Aktors als Reaktion auf das Erkennen von Rattern angezeigt sein, während die nicht harmonischen Schwingungseinstellungen über die Überlagerungswellenform angewandt werden. Die Anzeige der Ladedruckregelklappen-Aktorverschlechterung kann z. B. das Einstellen von Diagnosecodes und/oder Benachrichtigung eines Fahrzeugbedieners über Anzeigen im Armaturenbrett einschließen. 5 zeigt eine beispielhafte Aufzeichnung 500, die den Hub eines Ladedruckregelklappen-Ventils (z. B. Ventil 218 aus 2) für einen beispielhaften Fahrzyklus darstellt. Der Ladedruckregelklappen-Ventilhub überspannt einen Bereich von Positionen zwischen einer vollständig offenen Position (FO in 5) und einer vollständig geschlossenen Position (FC in 5) und wird als zeitabhängig gezeigt. Zu Beginn des Fahrzyklus entspricht der Ladedruckregelklappen-Ventilhub anfänglich der vollständig geschlossenen Position. Daher kann das Ventil an seinem Endanschlag angeordnet sein. Der Ventilhub erfährt eine Abnahme, gefolgt von einer Zunahme, bis die vollständig geschlossene Position erreicht wird, die bei 502 angezeigt wird, gefolgt von einer Abnahme, bis die vollständig geschlossene Position erneut bei 504 erreicht wird. Die Übereinstimmungen der vollständig geschlossenen Position bei 502 und 504 stellen jeweils ein Kontaktereignis dar. Daher kann die Ratterfrequenz basierend auf diesen Kontaktereignissen bestimmt werden und dementsprechend eine Überlagerungsfrequenz und eine Überlagerungswellenform, die den Ladedruckregelklappen-Steuersignalen überlagert werden können, erfüllt werden, gemäß Verfahren 400 aus 4A bis B. Nach den bei 502 und 504 angezeigten Kontaktereignissen werden die Ratterbedingungen über eine Dauer 506 erfüllt (in 5 durch Schattierung angezeigt) – insbesondere fällt der Ventilhub in einen Bereich aus Hüben, für welche die Ratterabschwächung oder möglicherweise andere Bedingungen durchgeführt werden können. Entsprechend werden eine oder mehrere Überlagerungswellenformen den Ladedruckregelklappen-Steuersignalen überlagert, die während der Dauer 506 zum Abschwächen von Rattern (möglicherweise zusätzlich zu anderen NVH-Typen) gesendet werden. Nach der Dauer 506 werden die Ratterbedingungen nicht mehr erfüllt und die Ladedruckregelklappen-Steuersignale, die außerhalb dieser Dauer gesendet werden, werden nicht mehr von der Überlagerungswellenform überlagert.
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Es sei darauf verwiesen, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und Routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert werden. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere verschiedene Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. An sich können die verschiedenen dargelegten Vorgänge, Betriebsabläufe und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung für die Erfüllung der Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht unbedingt ausschlaggebend, sondern wird zwecks einer besseren Erläuterung und Beschreibung angegeben. Eine oder mehr der dargestellten Aktionen, Funktionen und/oder Betriebsabläufe können in Abhängigkeit der jeweils angewendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Betriebsabläufe und/oder Funktionen einen Code, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll, grafisch darstellen.
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Man wird zu schätzen wissen, dass die Konfigurationen und Verfahren, die hier offenbart sind, beispielhaft sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht im einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen davon möglich sind. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Technologie auf V-6, I-4, I-6, V-12, 4-Boxermotoren und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
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Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden, hervor. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder ein Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten und zwei oder mehrere solcher Elemente weder erforderlich machen noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch die Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch die Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, die im Hinblick auf die ursprünglichen Ansprüche einen breiteren, engeren, den gleichen oder einen anderen Schutzbereich aufweisen, sollen in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sein.
