-
Hintergrund/Zusammenfassung
-
Motoren können Kurbelgehäusebelüftungssysteme umfassen, um Gase aus dem Kurbelgehäuse und in einen Motoransaugkrümmer zu entlüften, um kontinuierliche Gasabführung vom Inneren des Kurbelgehäuses bereitzustellen, um eine Verschlechterung von verschiedenen Motorkomponenten im Kurbelgehäuse zu verringern. Bei gewissen Bedingungen wie etwa während OBD-Programmen können die Kurbelgehäusebelüftungssysteme überwacht werden, um Brüche im System zu identifizieren. Beispielsweise kann ein Frischluftschlauch (auch als Belüftungsrohr oder Kurbelgehäusebelüftungsrohr bezeichnet) getrennt worden sein, ein Ölverschluss kann abgegangen oder locker sein, ein Messstab kann herausgegangen sein und/oder andere Dichtungen im Kurbelgehäusebelüftungssystem können kaputt sein, was zu einer Verschlechterung von verschiedenen Komponenten, die im Kurbelgehäuse umfasst sind, führt.
-
Es können verschiedene Ansätze verwendet werden, um die Integrität eines Kurbelgehäusebelüftungssystems zu überwachen. Beispielsweise können diagnostische Blowby-Ansätze verwendet werden, worin ein Drucksensor, der in dem Kurbelgehäuse verwendet wird, und ein Ventil in einem PCV-Frischluftschlauch geöffnet werden und ein Bruch im System basierend auf resultierenden Veränderungen des Kurbelgehäusedrucks oder -vakuums bestimmt wird. Ein anderer beispielhafter Ansatz, der durch Pursifull et al. in
US 2014 / 0 081 549 A1 gezeigt ist, stützt sich auf einen Drucksensor des Kurbelgehäusebelüftungsschlauchs, um eine Trennung des Belüftungsrohrs/-schlauchs zu detektieren. Spezifisch korreliert ein gemessener Druckverlust im Schlauch mit der Luftstromgeschwindigkeit durch eine Luftansaugsystemdrosselklappe, und die Korrelation wird verwendet, um eine Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs (CVT) zu diagnostizieren. Wieder andere Ansätze können eine Kombination von Drucksensoren verwenden, die an unterschiedlichen Stellen im Kurbelgehäusebelüftungssystem positioniert sind, um die Integrität des Kurbelgehäusebelüftungssystems zu überwachen.
-
Die Erfinder erkannten hierin jedoch potenzielle Probleme solcher Ansätze. Beispielsweise erfordert das System von Pursifull et al. große Luftansaugsystemmassenströme (z.B. höher als 5,44 kg/min), um ein Belüftungsrohr, das am Ende des Luftansaugsystems getrennt ist, stark zu detektieren. So kann es für Fahrzeuge mit manchen Leistungsgewichtsverhältnissen schwierig sein, die erforderlichen hohen Luftströmungen während Standard-OBD-Demonstrationszyklen zu erreichen. Folglich kann das Fahrzeug nicht in der Lage sein, die Diagnose des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs zu vervollständigen, um die staatlichen Emissionsstandards einzuhalten. Als anderes Beispiel beruht das System von Pursifull darauf, ein Übergangs-Abfallen des Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs während des Anlassens und Hochlaufens des Motors zu erkennen, um zu diagnostizieren, dass das Belüftungsrohr am Kurbelgehäuseende verbunden ist. Das Übergangs-Abfallen wird erzeugt, weil sich das PCV-Ventil während erhöhter Vakuumerzeugung des Einlasskrümmers beim Hochlaufen des Motors öffnet. Eine Variation des Hochlaufens des Motors kann jedoch Variationen des Übergangs-Abfallens verursachen. Unter manchen Umständen kann sich das PCV-Ventil nicht genug öffnen, damit der Drucksensor im Belüftungsrohr das Übergangs-Abfallen detektieren kann. So können diese Ereignisse zu einer Fehldetektion eines getrennten Schlauchs führen.
-
Weiterhin können die verschiedenen Ansätze zusätzliche Hardware erfordern, um die Überwachung durchzuführen, wie etwa zusätzliche Sensoren und Ventile, wobei Kosten und Komplexität erhöht werden. Als anderes Beispiel können basierend auf der Position des Sensors manche Kombinationen von Drucksensoren im Wesentlichen den gleichen Druck unter bestimmten Bedingungen ablesen, was zu einem Anstieg der Redundanz ohne einen Anstieg der Genauigkeit des Diagnoseprogramms führt.
-
Um diese Probleme zumindest teilweise zu behandeln, ist in einem Ansatz ein Verfahren für einen Motor bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Anzeigen eines Bruches des Kurbelgehäusebelüftungssystems basierend auf einem integrierten Wert eines Fehlers in der Änderung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über eine Zeitdauer einer Übergangs-Motorluftströmung relativ zu einem integrierten Wert eines Fehlers in der Änderung des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer. Auf diese Weise kann eine Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs (CVT) auf der Lufteinlassseite (oder der sauberen Seite) während eines OBD-Zyklus verlässlich bestimmt werden.
-
Als Beispiel können während Bedingungen einer Übergangs-Motorluftströmung, wenn die Luftströmung bei oder über einem Schwellenströmungswert (z.B. bei oder über 2,27 kg/min) liegt, Ablesungen des tatsächlichen CVT-Drucks gesammelt und überwacht werden. Die Ablesungen des tatsächlichen CVT-Drucks können durch einen Drucksensor (oder einen Strömungssensor oder Venturi-Rohr), der in dem CVT verbunden ist, geschätzt werden. Zusätzlich dazu können Ablesungen des erwarteten CVT-Drucks, die jeder gesammelten tatsächlichen CVT-Ablesung entsprechen, basierend auf den Motorbetriebsbedingungen wie etwa Motorluftströmung und Barometerdruck geschätzt werden. Die Steigung jeder gesammelten tatsächlichen CVT-Ablesung kann mit der Steigung der entsprechenden geschätzten CVT-Ablesung verglichen werden. Wenn die Steigungen aufgrund von Steigungen mit unterschiedlichen Vorzeichen (z.B. eine steigt an, während die andere abnimmt, oder umgekehrt) nicht übereinstimmen, kann die gesammelte tatsächliche CVT-Ablesung abgewiesen und für die Integration nicht verwendet werden. Zusätzlich dazu können, wenn die Übergangs-Motorluftströmung unter den Strömungsschwellenwert fällt, die tatsächlichen CVT-Ablesungen, die während der Strömungsbedingung unterhalb des Schwellenwerts gesammelt wurden, ebenfalls abgewiesen und nicht für die Integrationsanalyse verwendet werden. Während die tatsächlichen CVT-Ablesungen gesammelt werden, können so die erwarteten CVT-Ablesungen integriert werden, bis ein Schwellenwert erreicht wird. Der Schwellenwert kann indikativ für eine minimale Strömungsmenge sein, die durch das Rohr durchströmte, um eine verlässliche Integrationsanalyse durchzuführen. Wenn der integrierte Wert der erwarteten CVT-Ablesungen daher den Schwellenwert erreicht, wird eine weitere Sammlung von tatsächlichen CVT-Ablesungen unterbrochen, und die tatsächlichen Ablesungen (wobei die abgewiesenen Ablesungen nicht umfasst sind) werden integriert. Der integrierte tatsächliche Wert wird dann mit einem Verstärkungsfaktor und einem Grundrauschen eingestellt, um den Gewichtungsfaktor des CVT-Drucksensors zu verbessern. Ein Verhältnis des integrierten Werts der tatsächlichen Ablesungen zum integrierten Wert der erwarteten Ablesungen wird bestimmt, das Verhältnis normalisiert und begrenzt (z.B. zwischen 0 und 1). Als Antwort darauf, dass das Verhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, z.B. näher bei 0, kann bestimmt werden, dass das CVT auf der Lufteinlassseite (der sauberen Seite) getrennt ist. Demgemäß kann ein Diagnosecode festgelegt und ein Motorbetrieb eingestellt werden, um das getrennte CVT auszugleichen. Beispielsweise kann die Motorverstärkung eingeschränkt sein. Wenn das Verhältnis höher als der Schwellenwert ist, z.B. näher bei 1, kann bestimmt werden, dass das CVT auf der Lufteinlassseite verbunden ist und dass kein Kurbelgehäusebruch angezeigt ist.
-
Auf diese Weise können Brüche des Kurbelgehäusebelüftungssystems besser identifiziert werden. Außerdem können Brüche auf der Seite des Lufteinlasssystems (der sauberen Seite) des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs/-schlauchs besser von Brüchen am Kurbelgehäuseende unterschieden werden. Durch das Integrieren der CVT-Druckablesungen, die über eine Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorströmung gesammelt wurden, können Brüche des Kurbelgehäusebelüftungssystems am Ende des Lufteinlasssystems (AIS) des CVT robust sogar bei niedrigeren Luftmassenströmungswerten (z.B. über 2,27 kg/min) identifiziert werden. Das ermöglicht, dass die Detektion des Bruchs verlässlich abgeschlossen wird, sowohl während das Fahrzeug auf der Straße fährt als auch während OBD-Zyklen. Durch die Verwendung der bestehenden Sensoren, um eine Verschlechterung des Kurbelgehäusesystems zu diagnostizieren, kann die Anzahl an Sensoren und Ventilen, die in einem Kurbelgehäusebelüftungsüberwachungssystem eingesetzt werden, potenziell verringert werden, was Vorteile der Verringerung von Kosten und Komplexität bereitstellt. Weiterhin ermöglicht der Ansatz, dass das Kurbelgehäusebelüftungssystem während eines Diagnoseverfahrens aktiv bleibt.
-
Es soll verstanden werden, dass die obenstehende Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll nicht die Schlüssel- oder Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren. Der Schutzumfang des Gegenstands ist ausschließlich durch die Ansprüche, die der detaillierten Beschreibung folgen, definiert. Außerdem wird der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Umsetzungen beschränkt, die beliebige Nachteile lösen, die oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angemerkt sind.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
- 1 zeigt eine Teilansicht eines Motors gemäß der Offenbarung.
- 2-3 zeigen Übersichts-Flussdiagramme zum Anzeigen einer Trennung eines Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auf einer AIS-Seite basierend auf Änderungen des Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, während der Motor läuft.
- 4 zeigt einen Vergleich von beispielhaften Veränderungen des Drucks eines integrierten Kurbelgehäusebelüftungsrohrs bei Vorliegen und Fehlen eines Kurbelgehäusebruchs an einer AIS-Seite.
- 5 zeigt einen Vergleich von integrierten Verhältnissen mit oder ohne Korrektur für ein Grundrauschen und mit einem Verstärkungsfaktor.
- 6 zeigt einen beispielhaften Ablauf und einen Abschluss des Diagnoseprogramms zur Detektion eines Kurbelgehäusebruchs innerhalb von einem OBD-Zyklus.
- 7 zeigt beispielhafte PCV-Überwachungsmaße, die verwendet werden, um eine Trennung eines CVT-Rohrs auf einer AIS-Seite (saubere Seite) von einer Trennung auf einer Kurbelgehäuseseite (schmutzige Seite) zu identifizieren und zu unterscheiden.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Überwachen der Integrität eines Kurbelgehäusebelüftungssystems in einem Kurbelgehäusebelüftungssystem wie etwa dem System aus 1. Die Ausgabe von einem oder mehreren Druck- oder Strömungssensoren wie etwa einem Drucksensor, der in einem Kurbelgehäusebelüftungsrohr des Kurbelgehäusebelüftungssystems positioniert ist, kann verwendet werden, um einen Bruch des Kurbelgehäusesystems sowie eine Position des Bruchs zu identifizieren. Eine Motorsteuerung kann konfiguriert sein, um ein Programm wie etwa das beispielhafte Programm aus 2-3 auszuführen, um eine Verschlechterung des Kurbelgehäusebelüftungssystems aufgrund einer Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs (CVT) auf einer AIS-Seite basierend auf Änderungen des Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, während der Motor läuft, auch bei niedrigeren Luftströmungsbedingungen anzuzeigen. Die Steuerung kann tatsächliche Druckablesungen integrieren und sie mit integrierten erwarteten Druckablesungen unter den gleichen Bedingungen vergleichen, um Gehäusebrüche aufgrund der Trennung des Belüftungsrohrs an der Seite des Luftansaugsystems zu identifizieren (4-6). Die integrierten Druckablesungen können auch verwendet werden, um CVT-Trennung auf der AIS-Seite von CVT-Trennung auf der Kurbelgehäuseseite zu unterscheiden (7). Indem der gleiche Sensor verwendet wird, um eine Verschlechterung in verschiedenen Systemkomponenten zu identifizieren, werden Vorteile der Hardwarereduktion erreicht, ohne Genauigkeit der Detektion zu beeinträchtigen.
-
Nun in Bezug auf 1 ist eine beispielhafte Systemkonfiguration eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, im Allgemeinen bei 10 gezeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs umfasst sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem gesteuert werden, das eine Steuerung 12 umfasst, und durch Eingabe von einem Fahrzeugbetreiber 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP.
-
Der Motor 10 kann einen niedrigeren Teil des Motorblocks umfassen, im Allgemeinen bei 26 gezeigt, der ein Kurbelgehäuse 28 umfassen kann, das eine Kurbelwelle 30 einschließt, wobei eine Ölwanne 32 unter der Kurbelwelle positioniert ist. Es kann eine Ölfüllöffnung 29 im Kurbelgehäuse 28 angeordnet sein, sodass Öl in die Ölwanne 32 zugeführt werden kann. Die Ölfüllöffnung 29 kann einen Ölverschluss 33 umfassen, um die Ölöffnung 29 zu versiegeln, wenn der Motor in Betrieb ist. Es kann auch ein Messstabrohr 37 im Kurbelgehäuse 28 angeordnet sein und einen Messstab 35 zum Messen des Ölstands in der Ölwanne 32 umfassen. Zusätzlich dazu kann das Kurbelgehäuse 28 eine Vielzahl an anderen Öffnungen zum Warten von Komponenten in dem Kurbelgehäuse 28 umfassen. Diese Öffnungen im Kurbelgehäuse 28 können während des Motorbetriebs geschlossen bleiben, sodass ein Kurbelgehäusebelüftungssystem (unten beschrieben) während des Motorbetriebs in Betrieb sein kann.
-
Der obere Teil des Motorblocks 26 kann eine Verbrennungskammer (d.h. einen Zylinder) 34 umfassen. Die Verbrennungskammer 34 kann Verbrennungskammerwände 36 mit einem Kolben 38, der darin positioniert ist, umfassen. Der Kolben 38 kann mit der Kurbelwelle 30 gekoppelt sein, sodass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in Drehbewegung der Kurbelwelle übertragen wird. Die Verbrennungskammer 34 kann Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzer 45 (hierin als ein direkter Kraftstoffeinspritzer konfiguriert) erhalten und Ansaugluft vom Einlasskrümmer 42 erhalten, der stromab von der Drosselklappe 44 positioniert ist. Der Motorblock 26 kann auch einen Motorkühlmitteltemperatursensor (ECT-Sensor) 46, der in eine Motorsteuerung 12 eingegeben wird (detaillierter hierin unten beschrieben) umfassen.
-
Eine Drosselklappe 44 kann im Motoreinlass angeordnet sein, um den Luftstrom, der in den Einlasskrümmer 42 eintritt, zu steuern, und stromauf kann ihr ein Kompressor 50 vorausgehen, gefolgt von beispielsweise einem Ladeluftkühler 52. Ein Luftfilter 54 kann stromauf von dem Kompressor 50 positioniert sein und Frischluft, die in den Ansaugkanal 13 eintritt, filtern. Die Ansaugluft kann über ein durch Nocken betätigtes Einlassventilsystem 40 eintreten. Ähnlich kann verbranntes Abgas aus der Verbrennungskammer 34 über ein durch Nocken betätigtes Abgasventilsystem 41 austreten. In einer alternativen Ausführungsform können eines oder mehrere der Einlassventilsysteme und der Abgasventilsysteme elektrisch betätigt werden.
-
Verbrennungsabgase treten aus der Verbrennungskammer 34 über einen Abgaskanal 60 aus, der stromauf von einer Turbine 62 positioniert ist. Ein Abgassensor 64 kann entlang des Abgaskanals 60 stromauf von der Turbine 62 angeordnet sein. Die Turbine 62 kann mit einer Ladedruckregelklappe (nicht gezeigt) ausgestattet sein, die um sie herum verläuft. Der Sensor 64 kann ein geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige des Verhältnisses von Verbrennungsluft zu Kraftstoff sein, wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO- (universeller oder Breitbandabgassensor), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO- (ein beheizter EGO-), ein NOx-, NC- oder CO-Sensor. Der Abgassensor 64 kann mit der Steuerung 12 verbunden sein.
-
Im Beispiel von 1 ist ein geschlossenes Kurbelgehäusebelüftungssystem (PCV-System) 16 mit dem Motoreinlass gekoppelt, sodass Gase in dem Kurbelgehäuse gesteuert aus dem Kurbelgehäuse entlüftet werden können. Während Nicht-Lade-Bedingungen (wenn der Ansaugdruck (MAP) weniger als der barometrische Druck (BP) beträgt), saugt das Kurbelgehäusebelüftungssystem 16 Luft über einen Entlüfter oder ein Kurbelgehäusebelüftungsrohr 74 in das Kurbelgehäuse 28. Eine erste Seite 101 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs 74 kann mechanisch mit dem Frischluftansaugkanal13 stromauf vom Kompressor 50 gekoppelt oder verbunden werden. In manchen Beispielen kann die erste Seite 101 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs 74 mit dem Ansaugkanal 13 stromab vom Luftfilter 54 (wie gezeigt) gekoppelt werden. In anderen Beispielen kann das Kurbelgehäusebelüftungsrohr mit dem Ansaugkanal 13 stromauf vom Luftfilter 54 gekoppelt werden. Eine zweite, entgegengesetzte Seite 102 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs 74 kann mechanisch mit dem Kurbelgehäuse 28 über einen Ölabscheider 81 gekoppelt oder verbunden werden.
-
Das Kurbelgehäusebelüftungsrohr 74 umfasst weiterhin einen Sensor 77, der damit gekoppelt ist, um eine Schätzung der Luft, die durch das Kurbelgehäusebelüftungsrohr 74 durchströmt, bereitzustellen (z.B. Strömungsgeschwindigkeit, Druck etc.). In einer Ausführungsform kann der Sensor 77 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs ein Drucksensor sein. Wenn er als Drucksensor konfiguriert ist, kann der Sensor 77 ein Absolutdrucksensor oder ein Messsensor sein. In einer alternativen Ausführungsform kann der Sensor 77 ein Strömungssensor oder ein Strömungsmesser sein. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Sensor 77 als Venturi-Rohr konfiguriert sein. In manchen Ausführungsformen kann das Kurbelgehäusebelüftungsrohr zusätzlich zu einem Druck- oder Strömungssensor 77 gegebenenfalls ein Venturi-Rohr 75 umfassen, um darin Strömung abzufühlen. In noch anderen Ausführungsformen kann der Drucksensor 77 mit einem Ansatz des Venturi-Rohrs 75 gekoppelt sein, um einen Druckabfall im Venturi-Rohr zu schätzen. Einer oder mehrere zusätzliche Druck- und/oder Strömungssensoren können mit dem Kurbelgehäusebelüftungssystem an alternativen Stellen gekoppelt sein. Beispielsweise kann ein Barometerdrucksensor (BP-Sensor) 57 mit dem Ansaugkanal 13 stromauf vom Luftfilter 54 gekoppelt sein, um eine Schätzung des Barometerdrucks bereitzustellen. In einem Beispiel, in dem der Sensor 77 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs als Messsensor konfiguriert ist, kann der BP-Sensor 57 in Verbindung mit dem Messdrucksensor 77 verwendet werden. In manchen Ausführungsformen kann ein (nicht gezeigter) Drucksensor im Ansaugkanal 13 stromab vom Luftfilter 54 und stromauf vom Kompressor 50 gekoppelt sein, um eine Schätzung des Kompressoransaugdrucks (CIP) bereitzustellen. Da jedoch der Drucksensor 77 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs eine präzise Schätzung eines Kompressoransaugdrucks während erhöhten Luftströmungsbedingungen des Motors (wie etwa während des Hochlaufens des Motors) bereitstellen kann, kann der Bedarf an einem fest zugeordnetem CIP-Sensor verringert werden. Weiterhin kann ein Drucksensor 59 stromab vom Kompressor 50 gekoppelt sein, um eine Schätzung eines Drosselklappenansaugdrucks (TIP) bereitzustellen. Beliebige der oben erwähnten Drucksensoren können Absolutdrucksensoren oder Messsensoren sein.
-
Das PCV-System 16 entlüftet auch Gase aus dem Kurbelgehäuse und in den Einlasskrümmer 42 über eine Rohrleitung 76 (hierin auch als PCV-Leitung 76 bezeichnet). In manchen Beispielen kann die PCV-Leitung 76 ein Einweg-PCV-Ventil 78 umfassen (das heißt, ein passives Ventil, das dazu neigt, sich zu verschließen, wenn die Strömung in die entgegengesetzte Richtung geht), um kontinuierliche Abführung von Kurbelgehäusegasen von innerhalb des Kurbelgehäuses 28 bereitzustellen, bevor es mit dem Einlasskrümmer 42 verbunden wird. In einer Ausführungsform kann das PCV-Ventil seine Strömungseinschränkung als Antwort auf den Druckabfall durch das Ventil hindurch (oder Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil) variieren. In anderen Beispielen kann die Rohrleitung 76 jedoch kein Einweg-PCV-Ventil umfassen. In wieder anderen Beispielen kann das PCV-Ventil ein elektronisch gesteuertes Ventil sein, das durch die Steuerung 12 gesteuert wird. Es ist ersichtlich, dass sich wie hierin verwendet PCV-Strömung auf das Durchströmen von Gasen durch die Rohrleitung 76 vom Kurbelgehäuse zum Einlasskrümmer bezieht. Wie hierin verwendet bezieht sich PCV-Rückströmung ähnlich auf das Durchströmen von Gasen durch die Rohrleitung 76 vom Einlasskrümmer zum Kurbelgehäuse. PCV-Rückströmung kann auftreten, wenn der Druck des Einlasskrümmers höher als der Druck des Kurbelgehäuses ist (z.B. während verstärktem Motorbetrieb). In manchen Beispielen kann das PCV-System 16 mit einem Rückschlagventil ausgestattet sein, um PCV-Rückströmung zu verhindern. Es ist ersichtlich, dass, auch wenn das dargestellte Beispiel das PCV-Ventil 78 als ein passives Ventil zeigt, dies nicht einschränkend sein soll, und in alternativen Ausführungsformen kann das PCV-Ventil 78 ein elektronisch gesteuertes Ventil sein (z.B. ein durch ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) gesteuertes Ventil), worin eine Steuerung ein Signal anordnen kann, um eine Position des Ventils von einer offenen Position (oder eine Position mit hoher Strömung) zu einer geschlossenen Position (oder einer Position mit niedriger Strömung) oder umgekehrt oder auf eine beliebige Position dazwischen zu ändern.
-
Die Gase im Kurbelgehäuse 28 können aus unverbranntem Kraftstoff, unverbrannter Luft und vollständig oder teilweise verbrannten Gasen bestehen. Es kann außerdem auch ein Schmiermittelnebel vorliegen. So können verschiedene Ölabscheider in das Kurbelgehäusebelüftungssystem 16 eingebaut sein, um das Austreten des Ölnebels vom Kurbelgehäuse durch das PCV-System zu verringern. Beispielsweise kann die PCV-Leitung 76 einen einseitig gerichteten Ölabscheider 80 umfassen, der Öl aus Dämpfen herausfiltert, die das Kurbelgehäuse 28 verlassen, bevor sie wieder in den Einlasskrümmer 42 eintreten. Ein anderer Ölabscheider 81 kann in der Rohrleitung 74 angeordnet sein, um Öl vom Gasstrom zu entfernen, der das Kurbelgehäuse während verstärktem Betrieb verlässt. Zusätzlich dazu kann die PCV-Leitung 76 auch einen Vakuumsensor 82 umfassen, der mit dem PCV-System gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen kann ein MAP- oder Krümmervakuumsensor (ManVac-Sensor) im Einlasskrümmer 42 positioniert sein.
-
Die Erfinder hierin erkannten, dass durch Positionieren des Drucksensors 77 im Kurbelgehäusebelüftungsrohr 74 ein Bruch in der Integrität des Kurbelgehäusesystems nicht nur bei hohen Luftströmungsbedingungen des Motors detektiert werden können, sondern auch bei niedrigen Luftströmungsbedingungen des Motors basierend auf dem Absenken des Vakuums im Belüftungsrohr. Zugleich kann der Drucksensor 77 des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auch ein Pulsieren des Kurbelgehäuses erkennen. Das ermöglicht es, eine Verschlechterung des Kurbelgehäusesystems präziser zu identifizieren, während es auch möglich ist, eine Stelle des Bruchs des Kurbelgehäusesystems verlässlich zu erkennen. Da der Drucksensor im Belüftungsrohr verwendet wird, um das Vorliegen einer Luftströmung durch das Belüftungsrohr zu folgern oder zu schätzen, kann der Drucksensor auch als Strömungsmesser oder Messgerät verwendet (oder damit ausgetauscht) werden. Daher kann in manchen Ausführungsformen ein Bruch des Kurbelgehäusesystems auch unter Verwendung eines Strömungsmessers oder eines Venturi-Rohrs im Kurbelgehäusebelüftungsrohr identifiziert werden. Da die Strömung durch das Kurbelgehäusebelüftungsrohr auch durch das Öffnen/Schließen des PCV-Ventils 78 beeinflusst wird, kann der gleiche Sensor des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auch vorteilhaft verwendet werden, um eine Verschlechterung des PCV-Ventils zu diagnostizieren. Da der Drucksensor des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs den Kompressoransaugdruck während Bedingungen des laufenden Motors wenn die Motorluftströmung erhöht ist abfühlt, kann weiterhin außerdem der Bedarf an einem CIP-Sensor verringert werden. Auf diese Weise können durch die Verwendung eines bestehenden Druck- oder Luftströmungssensors des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs eines Motorsystems zum Diagnostizieren von verschiedenen Motorkomponenten wie etwa eines PCV-Ventils, eines Ansaugluftfilters sowie für die Diagnose von Brüchen des Kurbelgehäusebelüftungssystems Vorteile von Hardware- und Softwarereduzierung im Motorsystem erreicht werden.
-
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 108, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 110, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrationswerte, die als Nur-Lese-Speicherchip 112 in diesem bestimmten Beispiel gezeigt sind, Direktzugriffsspeicher 114, Keep-Alive-Memory 116 und einen Datenbus umfasst. Die Steuerung 12 kann verschiedenen Signale von Sensoren empfangen, die mit dem Motor 10 gekoppelt sind, einschließlich das Messen von induziertem Massenluftdurchsatz (MAF) vom Massenluftdurchsatzsensor 58; von Motorkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 46; vom PCV-Druck vom Vakuumsensor 82; vom Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis vom Abgassensor 64; vom Drucksensor des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs 77, BP-Sensor 57, CIP-Sensor 58, TIP-Sensor 59 etc. Außerdem kann die Steuerung 12 die Position von verschiedenen Aktuatoren basierend auf Eingaben, die von den verschiedenen Sensoren erhalten wurden, überwachen und einstellen. Diese Aktuatoren können zum Beispiel die Drosselklappe 44, die Einlass- und Auslassventilsysteme 40, 41 und das PCV-Ventil 78 umfassen. Der Speichermedium-Nur-Lese-Speicher 112 kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die Befehle darstellen, die durch den Prozessor 108 ausgeführt werden können, um die unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, durchzuführen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktuatoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Befehlen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Beispielhafte Verfahren und Programme sind hierin mit Verweis auf die 2-3 beschrieben.
-
Auf diese Weise ermöglicht das System aus 1 ein Verfahren für einen Motor, umfassend: das Anzeigen eines Bruchs des Kurbelgehäusebelüftungssystems basierend auf einem integrierten Wert des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung relativ zu einem integrierten Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer.
-
Sich nun den 2-3 zuwendend ist ein Verfahren 200 zum Anzeigen eines Bruches eines Kurbelgehäusebelüftungssystems aufgrund einer Trennung eines Kurbelgehäusebelüftungsrohrs/-schlauchs auf einer Seite des Lufteinführungssystems basierend auf Veränderungen des Kurbelgehäusebelüftungsdrucks, während der Motor läuft, veranschaulicht. Das Verfahren ermöglicht es, den Bruch verlässlich sogar bei niedrigen Luftströmungsbedingungen zu identifizieren. Befehle zum Ausführen des Verfahrens 200 und des Rests der hierin umfassten Verfahren können durch eine Steuerung ausgeführt werden, die auf Befehlen basiert, die auf einem Speicher der Steuerung und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems wie etwa die oben in Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren empfangen werden, gespeichert sind. Die Steuerung kann gemäß den unten beschriebenen Verfahren Motoraktuatoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen.
-
Bei 202 umfasst das Programm das Bestätigen, dass die Ansaugluftströmung höher als ein Strömungsschwellenwert ist. Beispielsweise kann bestätigt werden, dass die Ansaugluftströmung höher als 2,27 kg/min ist. So kann unterhalb des Luftströmungsschwellenwertes ein Kurbelgehäusebruch nicht verlässlich basierend auf Druck des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs wie bei 7 erörtert detektiert werden.
-
Wenn die Ansaugluftströmung nicht ausreichend hoch ist, können bei 204 die Diagnosen des Kurbelgehäusebruchs verzögert werden, bis die Bedingung des Luftströmungsschwellenwerts bestätigt ist. Gegebenenfalls kann bei 206 die Steuerung einen Motoraktuator einstellen, um die Ansaugluftströmung auf den Schwellenwert zu heben. In einem Beispiel kann der Motoraktuator, der eingestellt wird, eine Ansaugdrosselklappe sein, worin das Einstellen das Verstärken einer Öffnung der Drosselklappe umfasst. Beispielsweise kann die Steuerung ein Signal an einen elektromechanischen Aktuator, der mit der Drosselklappe gekoppelt ist, senden, wobei das Signal den Aktuator veranlasst, die Drosselklappe in eine offenere Position zu bringen. In einem anderen Beispiel kann der Motoraktuator, der eingestellt wird, ein PCV-Ventil sein, das zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Einlasskrümmer gekoppelt ist, worin das Einstellen das Öffnen des PCV-Ventils (wenn das Ventil ein Schaltventil ist) oder das Vergrößern einer Öffnung des PCV-Ventils (wenn das Ventil ein durch einen Arbeitszyklus gesteuertes Ventil ist) umfasst. Beispielsweise kann die Steuerung ein Signal einstellen, das einem Arbeitszyklus des Solenoids des PCV-Ventils entspricht, um die Öffnung des Ventils zu variieren.
-
Wenn die Ansaugluftströmung ausreichend hoch ist, umfasst das Programm bei 208 das Sammeln von Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über eine Zeitdauer des Motorbetriebs, während sich der Luftstrom wandelt. So können Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs (CVT) gesammelt werden, auch wenn sich der Luftstrom verändert. Wie unten weiter ausgeführt können Ablesungen, die während Bedingungen gesammelt werden, wenn der Luftstrom vorübergehend unter dem Strömungsschwellenwert liegt, abgewiesen werden und für die Integrationsanalyse nicht als Grundlage verwendet werden. Die Ablesungen des tatsächlichen CVT-Drucks können basierend auf der Ausgabe von einem aus einem Drucksensor, Strömungssensor oder Venturi-Rohr, das in dem CVT gekoppelt ist, erzeugt werden.
-
Bei 210 umfasst das Programm das Bestimmen von Ablesungen des erwarteten Drucks der Kurbelgehäusebelüftung über die Zeitdauer. Spezifisch können Ablesungen des erwarteten Belüftungsrohrdrucks, die jeder der gesammelten Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks entsprechen, basierend auf Motorbetriebsbedingungen wie etwa Motorluftströmung, Motordrehzahl, Verstärkungsdruck etc. bestimmt werden. Beispielsweise können die Ablesungen des erwarteten Belüftungsrohrdrucks, die jeder der gesammelten Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks entsprechen, basierend auf einer momentanen Motorluftströmungsschätzung bestimmt werden.
-
Bei 212 kann das Programm eine Steigung jeder gesammelten tatsächlichen Abmessung mit der Steigung der entsprechenden erwarteten Ablesung vergleichen. Spezifisch kann bestimmt werden, ob die Steigung der tatsächlichen Ablesungen in die gleiche Richtung (z.B. gleiches Vorzeichen) wie die Steigung der erwarteten Ablesungen geht. Wenn die Steigung einer tatsächlichen Ablesung nicht mit der Steigung der erwarteten Ablesung übereinstimmt, umfasst bei 214 das Programm das Abweisen der bestimmten tatsächlichen Ablesung. Das heißt: Wenn eine tatsächliche Ablesung abnimmt, während die erwartete Ablesung steigt, kann die tatsächliche Ablesung nicht als verlässlich angesehen werden und kann abgewiesen werden. Das Programm kann dann diese tatsächliche Ablesung abweisen und sie nicht für die Integration verwenden. In einem anderen Beispiel wird, wenn die Steigung der tatsächlichen Ablesung positiv ist, während die Steigung der erwarteten Ablesung negativ ist, die tatsächliche Ablesung abgewiesen und nicht für die Integrationsanalyse verwendet. In alternativen Beispielen kann bestimmt werden, ob sich die Steigungen um mehr als ein Ausmaß unterscheiden. Ist dies der Fall, kann die tatsächliche Ablesung als unverlässlich erachtet und abgewiesen werden. Weisen die tatsächliche Ablesung und die erwartete Ablesung die gleiche Steigung auf, das heißt, wenn sie beide entweder steigen oder fallen, dann umfasst das Programm bei 216 das Annehmen der tatsächlichen Ablesung und ihre Verwendung für die Integrationsanalyse.
-
So werden die tatsächlichen CVT-Ablesungen gesammelt, während die Motorluftströmung sich ändert. Liegt ein Übergangs-Abfallen der Motorluftströmung (wie in 202 abgefragt) vor, dann kann die tatsächliche CVT-Ablesung, die während einer Bedingung gesammelt wurde, die unter dem Strömungsschwellenwert liegt, als unverlässlich gesehen und abgewiesen werden. Die abgewiesene Ablesung wird dann von der Integration ausgeschlossen. Folglich werden nur Ablesungen, die gesammelt werden, während die Luftströmung über dem Strömungsschwellenwert liegt, für die Integration berücksichtigt, wenn sie die Steigungskriterien erfüllen.
-
Von jedem von 216 und 214 geht das Programm zu 218 über, worin die Ablesungen des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die bisher gesammelt wurden, integriert werden. Bei 220 wird der integrierte erwartete Druck des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs mit einem Schwellenwert verglichen. Spezifisch kann bestimmt werden, ob der integrierte Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs bei oder über einem Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann indikativ für eine ausreichende (z.B. minimale) Luftströmung durch das Kurbelgehäuse sein, die die Aktivierung eines ausreichenden Druckabfalls ermöglicht. Der Schwellenwert kann basierend auf Barometerdruck eingestellt werden, um Unterschiede des Drucks und der Luftströmung in unterschiedlichen Höhen auszugleichen. Beispielsweise kann der Schwellenwert gesenkt werden, wenn der Barometerdruck steigt. Durch das Bestätigen, dass der integrierte erwartete Druck des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs höher als der Schwellenwert ist, wird so die Diagnose für eine Detektion von Kurbelgehäusebrüchen genauer und verlässlicher.
-
Wenn der integrierte erwartete Druck des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs geringer als der Schwellenwert ist, macht das Programm bei 222 weiter, Ablesungen des tatsächlichen und erwarteten Belüftungsrohrdrucks zu sammeln. Das Programm kehrt dann zu 210 zurück. Wenn jedoch der integrierte erwartete Druck des Belüftungsrohrs höher als der Schwellenwert ist, umfasst das Programm bei 224 das Unterbrechen des Sammelns von Ablesungen des tatsächlichen und erwarteten Belüftungsrohrdrucks. Insbesondere kann basierend auf dem integrierten erwarteten Druck des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, der höher als der Schwellenwert ist, bestimmt werden, dass genug Luftströmung aufgetreten ist, damit die Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs integriert und analysiert werden können.
-
Das Programm setzt sich dann mit 226 (
3) fort, wo die Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer, für die sie gesammelt werden, integriert werden. Die Integration umfasst das Anwenden eines Verstärkungsfaktors (z.B. Addierer oder Vervielfacher) auf die Druckveränderung zum Abwägen des Beitrags des CVT-Drucksensors. Zusätzlich dazu umfasst die Integration das Anwenden eines Grundgeräusches. Die Integration kann als die Gleichung:
dargestellt werden, worin ActlPresSum der integrierte Wert der tatsächlichen Druckablesungen ist, ActlPresSumPrev die aktuellste tatsächliche Druckablesung ist, actl_gain der Verstärkungsfaktor ist, ActlPresChg die aktuelle Änderung der Druckablesung ist, ActlPresChgPrv die letzte Änderung des Druckablesung ist und nfloor das angewandte Grundgeräusch ist. Wie in Bezug auf
5 näher erörtert kann durch Einstellen der Integration mit dem Verstärkungsfaktor und dem Grundrauschen der Beitrag der Drucksensoren erhöht werden und eine größere Gewichtung erhalten. Das verbessert die Trennung der Ergebnisse zwischen einem finalen begrenzten Bereich an Werten. Das ermöglicht es, eine Fehler-Bedingung und eine Kein-Fehler-Bedingung besser zu unterscheiden, wie untenstehend näher erörtert wird. Zusätzlich dazu werden Variationen der Druckablesungen auf einem bestimmten Fahrzeug besser ausgeglichen.
-
Als nächstes berechnet das Programm bei 228 ein Verhältnis der Ablesungen des integrierten tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs zu den Ablesungen des integrierten erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs. Bei 230 wird das ermittelte Verhältnis mit einem Schwellenwert verglichen. Der Schwellenwert kann als Funktion des Barometerdrucks eingestellt werden, wobei der Schwellenwert steigt, wenn der Barometerdruck steigt. Spezifisch kann bei 230 bestimmt werden, ob das Verhältnis geringer als ein Schwellenwert ist. Wenn das Verhältnis nicht geringer als der Schwellenwert ist, kann bei 236 bestimmt werden, dass kein Kurbelgehäusebruch auf einer ersten Seite des CVTs, die mit dem Luftansaugkanal gekoppelt ist, aufgetreten ist. Das heißt, es kann angezeigt werden, dass das CVT auf der sauberen Seite, die mit dem Luftansaugkanal gekoppelt ist, nicht getrennt ist.
-
Wenn das Verhältnis geringer als der Schwellenwert ist, umfasst das Programm bei 232 das Anzeigen eines Kurbelgehäusebruchs auf der ersten Seite des CVTs. Spezifisch kann ein Diagnosecode festgelegt werden, um anzuzeigen, dass das CVT auf der sauberen Seite getrennt ist, das heißt, auf der Seite, die mit dem Luftansaugkanal gekoppelt ist. Bei 234 können ein oder mehrere Motorbetriebsparameter eingestellt werden, um die Motorleistung angesichts der Anzeige des Kurbelgehäusebruchs auf der ersten Seite einzuschränken. Beispielsweise kann die Motorverstärkungsausgabe durch Verstärken der Öffnung eines Abgasladedruckregelventils in einer Turbine oder durch Verstärken der Öffnung eines Kompressorumleitungsventils, das in einem Ansaugkompressor gekoppelt ist, eingeschränkt werden.
-
4 zeigt ein Beispiel der Detektierung eines Kurbelgehäusebruchs aufgrund von CVT-Trennung auf der sauberen Seite basierend auf Korrelationen zwischen erwarteter Luftströmung durch das CVT im Verhältnis zur tatsächlichen Luftströmung durch das CVT. Die zeigt eine beispielhafte Korrelation während Bedingungen, bei denen das CVT getrennt ist. Die zeigt eine beispielhafte Korrelation während Bedingungen, bei denen das CVT verbunden ist. In jeder Abbildung stellt das oberste Diagramm (Darstellungen 402, 452) tatsächliche Druckablesungen (durchgehende Linie) im Verhältnis zu erwarteten Druckablesungen (gestrichelte Linie) dar, das mittlere Diagramm (Darstellungen 404, 454) stellt integrierte tatsächliche Druckablesungen (durchgehende Linie) im Verhältnis zu integrierten erwarteten Druckablesungen (gestrichelte Linie) dar, und das unterste Diagramm (Darstellungen 406, 456) stellt ein Verhältnis der integrierten tatsächlichen Druckablesungen im Verhältnis zu den integrierten erwarteten Druckablesungen dar.
-
Wie durch einen Vergleich der Darstellungen 402 und 452 ersichtlich ist, entsprechen während Bedingungen, bei denen das CVT auf der sauberen Seite verbunden ist, Änderungen der tatsächlichen Druckablesung jenen der erwarteten Druckablesung besser. Folglich korreliert die integrierte Summe der tatsächlichen Druckablesung besser mit der integrierten Summe der erwarteten Druckablesung (siehe Darstellungen 404 und 454). Das führt dazu, dass das integrierte Verhältnis höher als ein Schwellenwert ist und sich 1 annähert, wenn das CVT verbunden ist, während das integrierte Verhältnis unter dem Schwellenwert bleibt und sich 0 annähert, wenn das CVT getrennt ist.
-
5 zeigt ein Beispiel, wie das Integrationsverhältnis mit einem Verstärkungsfaktor eingestellt wird, um Robustheit hinzuzufügen und die Wahrscheinlichkeit von Fehlrufen zu verringern. Der Verstärkungsfaktor ist mit der Messung des tatsächlichen Drucks und nicht mit der erwarteten Messung assoziiert. Auf diese Weise hat die Verstärkung nur eine geringe Wirkung auf die Druckmessungen eines getrennten PCV-Frischluftschlauchs, da dieser Wert so klein ist. Ein Erhöhen des Verstärkungsfaktors über einen Wert von eins kann verwendet werden, um den Mittelwert der Kein-Fehler-Verteilung in Richtung 1 zu drücken, während seine Standardabweichung verringert wird. Das führt zu einer gesteigerten Trennung zwischen dem fehlerhaften (getrennter Schlauch auf der AIS-Seite) und nicht fehlerhaften Integrationsverhältnis.
-
Auf diese Weise kann ein Kurbelgehäusebruch auf der Seite des Luftansaugkanals verlässlicher sogar bei niedrigen Luftströmungen bestimmt werden. Durch Stützen auf tatsächliche und erwartete Druckablesungen, die über eine Zeitdauer der niedrigen Luftströmung geschätzt und integriert wurden, kann die Diagnose über eine kürzere Zeitdauer hinweg abgeschlossen werden, ohne die Genauigkeit der Ergebnisse zu verringern. Das ermöglicht es, dass Diagnosen von Kurbelgehäusebrüchen im Laufe eines OBD-Demonstrationszyklus abgeschlossen werden. Wie beispielsweise in Bezug auf 6 gezeigt kann die Diagnose mit einer erwarteten Summe von 2,5 und bei Luftströmungen von über 5 Pfd./min in 14:20 Minuten in einem OBD-Zyklus (spezifisch der California Unified Cycle) abgeschlossen werden. Im Vergleich dazu können Diagnosen, die sich nicht auf die integrierten Werte stützen, nicht auf dem Standard-OBD-Demonstrationszyklus für Fahrzeuge mit einem hohen spezifischen Leistungsgewicht abgeschlossen werden, da Motorbetrieb bei den hohen Luftströmungswerten fehlt.
-
7 zeigt eine , die Veränderungen des Druckabfalls im CVT mit zunehmender Luftströmung detektiert. Die Darstellung 702 zeigt einen Druckabfall, der bei Vorliegen keines Fehlers auftrat, Darstellung 704 zeigt den Druckabfall, der auftrat, wenn das CVT auf der zweiten Seite, die mit dem Kurbelgehäuse gekoppelt ist (d.h., der schmutzigen Seite), getrennt ist, und Darstellung 706 zeigt den Druckabfall, der auftrat, wenn das CVT auf der ersten Seite, die mit dem Luftansaugkanal gekoppelt ist (d.h., der sauberen Seite), getrennt ist. Jede Darstellung zeigt einen Anstieg der Luftströmung entlang der X-Achse.
-
Wenn der PCV-Belüftungsschlauch an dem AIS getrennt ist (saubere Seite getrennt), nimmt das Vakuum des CVT mit zunehmender Luftströmung (Darstellung 706) nicht wie erwartet zu, wenn der Schlauch verbunden ist (Darstellung 702). Dieser Druckabfall wird von der Luftströmung in dem AIS, wenn es verbunden ist, und der Tatsache, dass das PCV-Ventil auf der Seite des Einlasskrümmers des Kurbelgehäuses geschlossen ist (kein Druckbeitrag im Schlauch vom Kurbelgehäuse unter dieser Bedingung), erzeugt. Dieses Fehlen des Druckabfallsignals wird verwendet, um im hierin beschriebenen Druckkorrelationstest eine Trennung des Schlauchs anzuzeigen. Der Kurbelgehäusedruck geht bei normalem Fahren linear zurück, wobei Druckproben in Regionen mit höherer Luftströmung gesammelt werden. Ist eine kalibrierbare Anzahl an Datenproben gesammelt, wird die Steigung der abfallenden Linie mit einem Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob der PCV-Schlauch vom Lufteinlasssystem getrennt ist. Spezifisch kann angezeigt sein, dass der PCV-Schlauch auf der sauberen Seite fehlerhaft ist, wenn die Steigung nahe null liegt.
-
Wie durch den Vergleich der Darstellungen ersichtlich ist, tritt eine substanzielle Änderung des Drucks im CVT bei höheren Luftströmungen bei Vorliegen von keinem Fehler oder wenn die schmutzige Seite getrennt ist auf. Im Vergleich dazu tritt kein Druckabfall auf, wenn das CVT an der sauberen Seite getrennt ist. Der aufgetretene Druckabfall ist bei höheren Luftströmungen substanziell im Vergleich zu niedrigeren Luftströmungen, was zu der niedrigeren Verlässlichkeit der Diagnose bei niedrigeren Luftströmungen führt. Wie hierin erörtert wird durch die Verwendung der integrierten Druckablesungen die Detektion von Kurbelgehäusebrüchen bei niedrigeren Luftströmungen verbessert.
-
Es ist ersichtlich, dass Änderungen des CVT-Drucks, der während spezifischen Bedingungen wie etwa während eines Motorstarts oder nach dem Anlassen des Motors geschätzt wurde, auch verwendet werden können, um einen Kurbelgehäusebruch auf der zweiten, schmutzigen Seite des CVT verlässlich zu identifizieren. Beispielsweise können verschiedene Kurbeldrosselklappenprofile, die unterschiedliches Absenken des Kurbelkrümmerdrucks erzeugen, verwendet werden, um CVT-Trennung auf der schmutzigen Seite zu identifizieren. Eine Steuerung kann starten und stoppen, wobei sie nach einem Abfallen des CVT-Drucks basierend auf einer Rückführung von einem MAP-Sensor sucht. Durch das Detektieren des Abfallens ordnungsgemäß über MAP-Messung, anstatt sich auf eine Zeitgebung mit offenem Regelkreis zu verlassen, und durch das weitere Integrieren des Abfallens/Impulses während dem festgelegten Zeitraum können beständige Ergebnisse für die Überwachungsmetrik erreicht werden. Beispielsweise kann die Integration eine bessere Unterscheidung zwischen Fehler- und Kein-Fehler-Bedingungen ermöglichen, wobei das Auftreten von Pseudofehlern verringert wird.
-
Mit dem PCV-Ventil, das geschlossen geklemmt ist (oder nur an der Kurbel anhaftet), kann der Drucksensor des Belüftungsrohres mehr Pulsieren und einen leicht positiven (statt einem Abfall- oder flachen) Druck erkennen, der ein Betriebs-PCV anzeigt. Das kann dazu führen, dass Ergebnisse verwechselt werden, was die Fähigkeit einer Steuerung verringern kann, einen Fehler und keinen Fehler zu unterscheiden. Indem das Pulsieren mit positivem Druck, wenn das PCV-Ventil geschlossen verklemmt ist, berücksichtigt wird, kann die Steuerung nach einem positiven Impuls und Winkel suchen, wobei geklärt wird, dass es sich um keinen Fehler handelt. Insbesondere kann die Kein-Fehler-Bedingung mit dem geklemmten PCV-Ventil Impuls- vs. Abfallrohdaten erzeugen, die signifikant im negativen Quadranten einer zyklischen Abfrage eine Winkelabbildung sind.
-
Während spezifischer Testbedingungen können CVT-Druckveränderungen verwendet werden, um Kurbelgehäusebrüche auf der Kurbelgehäuseseite (schmutzige Seite) zu identifizieren. Spezifisch kann während dem Anlassen und dem Hochlaufen des Motors und vor dem Eintreten in den Betriebsmodus (das heißt, bei niedrigem Krümmervakuum) das Folgende berechnet werden: eine Abfallmetrik, die das Drucksignal ist, das für einen beliebigen Sensor-Offset korrigiert wird und integriert wird; eine Druckimpulsmetrik, die die berechnete Amplitude des Druckimpulssignals ist. Die Testbedingungen können eines oder mehrere aus den Folgenden umfassen: eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist niedriger als ein Schwellenwert (z.B. Nullgeschwindigkeit des Fahrzeugs), eine Mindesthaltezeit ist vergangen (z.B. etwa 1 Minute), eine Umgebungstemperatur liegt über einem Schwellenwert (z.B. über 20 °F, d.h. -6,67°C), eine Höhe liegt unter einem Schwellenwert (z.B. unter 8000 Fuß, d.h. unter 2438,4 m), das Fahrzeug befindet sich nicht im Leerlaufmodus oder in einem Modus zum Absenken des Motors und es wird keine Verschlechterung des CVT-Drucksensors oder des MAP-Sensors angezeigt. So wird erwartet, dass der CVT-Sensor ein Vakuum im Kurbelgehäuse während der Anlass- und Hochlaufzeit abliest. Dieses Vakuum ist das Ergebnis davon, dass das PCV-Ventil dazu übergeht, aufgrund des erhöhten Ansaugkrümmervakuums während des Hochlaufens des Motors offen zu sein. Dieses Vakuum „abfall“ signal zeigt zusammen mit dem Druckimpulssignal an, dass der PCV-Frischluftschlauch an der schmutzigen/Kurbelgehäuseseite verbunden ist. Daher erfordert die Diagnose, dass sich das PCV-Ventil während dieser Anlass- und Hochlaufzeit tatsächlich öffnet. Es wird ein ordnungsgemäßer Betrieb mit offenem PCV-Ventil während hohem Krümmervakuum und ein Betrieb mit geschlossenem PCV-Ventil während Bedingungen von heißer Kohle und verstärkten Bedingungen erwartet. Unter manchen Umständen kann sich das PCV-Ventil jedoch nicht genug öffnen, damit der CVT-Drucksensor Vakuum im Kurbelgehäuse erkennt. Unter diesen Bedingungen kann die Diagnose das Fehlen des Vakuumsignals als einen getrennten Frischluftschlauch interpretieren (ein falscher MIL).
-
Ein PCV-Monitor kann daher die folgenden Diagnosecodes festlegen. Ein erster Diagnosecode kann festgelegt werden, um anzuzeigen, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung außer Reichweite ist und nicht wie erwartet funktioniert. Ein Offset kann vor dem Anlassen des Motors geprüft werden (hierin kann der Sensor-Offset höher als ein Schwellenwert sein). Zusätzlich dazu kann der Sensor einen Barometerdruck bei niedrigen Luftströmungen ablesen (hierin kann die Sensorablesung niedriger als ein Schwellenwert sein). Ein zweiter Diagnosecode kann festgelegt werden, um anzuzeigen, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung niedrig ist. Ein dritter Diagnosecode kann festgelegt werden, um anzuzeigen, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung hoch ist. Ein vierter Diagnosecode kann festgelegt werden, um anzuzeigen, dass das Kurbelgehäusebelüftungssystem getrennt ist. Diese vierte Diagnose kann einen Ein-Stufen-Test umfassen, der während des Anlassens und des Hochlaufens des Motors durchgeführt wurde, um zu diagnostizieren, ob der PCV-Frischluftschlauch am Kurbelgehäuse (an der schmutzigen Seite) getrennt ist. Außerdem kann die vierte Diagnose einen kontinuierlichen Betriebstest umfassen, der durchgeführt wird, um zu diagnostizieren, ob der PCV-Frischluftschlauch am Motorlufteinlass (an der sauberen Seite) getrennt ist.
-
Basierend auf dem Diagnosecode, der festgelegt ist, kann die Steuerung verschiedene Steuermaßnahmen durchführen. Beispielsweise können unterschiedliche Steuermaßnahmen als Antwort auf den ersten Diagnosecode und eine Anzeige, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung außer Reichweite ist und nicht wie erwartet funktioniert, im Vergleich zur Antwort auf den zweiten Diagnosecode und eine Anzeige, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung niedrig ist, oder als Antwort auf den dritten Diagnosecode und eine Anzeige, dass die Kurbelgehäusedrucksensorschaltung hoch ist, durchgeführt werden. Als ein anderes Beispiel kann als Antwort auf den vierten Diagnosecode und eine Anzeige, dass das Kurbelgehäusebelüftungssystem (auf der sauberen Seite) getrennt ist, die Steuerung eine Motorverstärkung oder Drehmomentausgabe einschränken.
-
Ein beispielhaftes Verfahren umfasst: das Anzeigen eines Bruches des Kurbelgehäusebelüftungssystems basierend auf einem integrierten Wert des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über eine Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung im Verhältnis zu einem integrierten Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer. Im vorhergehenden Beispiel kann das Anzeigen zusätzlich dazu oder optional dazu das Anzeigen eines Bruches des Kurbelgehäusebelüftungssystems aufgrund einer Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auf einer Lufteinlassseite umfassen. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden Beispielen kann das Anzeigen zusätzlich oder optional dazu auf einem Verhältnis des integrierten Wertes des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über die Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung relativ zu dem integrierten Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, wobei der Bruch des Kurbelgehäusebelüftungssystems auf der Lufteinlassseite, der als Antwort darauf, dass das Verhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, angezeigt ist. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden Beispielen kann das Verfahren zusätzlich oder optional dazu als Antwort auf die Anzeige weiterhin das Einstellen eines Motoraktuators, um die Motorleistung einzuschränken, umfassen. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden Beispielen kann die Dauer der Dauerzustandsmotorluftströmung weiterhin eine Dauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung umfassen, die höher als ein Strömungsschwellenwert ist. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden Beispielen kann die Dauer zusätzlich oder optional dazu auf dem integrierten Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs basieren. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden Beispielen kann die Dauer, die auf dem integrierten Wert des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs basiert, zusätzlich oder optional dazu umfassen: das Sammeln von Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks, bis der integrierte Wert des erwarteten Drucks des Belüftungsrohrs einen Schwellenwert übersteigt, und dann das Unterbrechen des Sammelns der Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks. Ein beliebiges oder alle vorhergehenden beispielhaften Verfahren können zusätzlich oder optional dazu weiterhin umfassen: das Vergleichen einer ersten Steigung jeder gesammelten Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs mit einer zweiten Steigung einer entsprechenden Ablesung des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs; und als Antwort darauf, dass eine Richtung der ersten Steigung einer bestimmten gesammelten Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs nicht mit einer Richtung der zweiten Steigung übereinstimmt, das Abweisen der bestimmten gesammelten Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs und das Nicht-Einschließen der abgewiesenen Ablesung in dem integrierten Wert des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs. Ein beliebiges oder alle vorhergehenden beispielhaften Verfahren können zusätzlich oder optional dazu weiterhin umfassen: das Schätzen der Dauerzustandsmotorluftströmung, während jede Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs gesammelt wird; und als Antwort darauf, dass die geschätzte Dauerzustandsmotorluftströmung niedriger als der Strömungsschwellenwert ist, wenn eine bestimmte Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs gesammelt wird, das Abweisen der bestimmten gesammelten Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs und das Nichteinschließen der abgewiesenen Ablesung in den integrierten Wert des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren kann der tatsächliche Belüftungsrohrdruck zusätzlich oder optional dazu durch einen aus einem Drucksensor, einem Strömungssensor und einem Venturi-Rohr, das in dem Kurbelgehäusebelüftungsrohr gekoppelt ist, geschätzt werden, und der erwartete Belüftungsrohrdruck kann zusätzlich oder optional dazu durch eine Motorsteuerung basierend auf Motorluftströmung geschätzt werden.
-
Ein anderes beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst: das Sammeln einer Vielzahl an Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs über eine Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung, während entsprechenden Ablesungen des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs geschätzt werden; und nach der Zeitdauer das Integrieren von jeder aus der gesammelten Vielzahl an Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs und von den entsprechenden geschätzten Ablesungen des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs. Das vorhergehende beispielhafte Verfahren kann zusätzlich oder optional dazu weiterhin umfassen: das Anzeigen einer Trennung eines Kurbelgehäusebelüftungsrohrs basierend darauf, dass ein Verhältnis eines ersten integrierten Werts der Ablesungen des tatsächlichen Drucks relativ zu einem zweiten integrierten Wert der Ablesungen des geschätzten Drucks niedriger als ein Schwellenwert ist. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren kann die Zeitdauer zusätzlich oder optional dazu einer Zeitdauer entsprechen, wenn der zweite integrierte Wert einen Schwellenwert erreicht. Ein beliebiges oder alle vorhergehenden beispielhaften Verfahren können zusätzlich oder optional dazu weiterhin umfassen: das Abweisen von einer oder mehreren aus der gesammelten Vielzahl an Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs als Antwort darauf, dass eine Dauerzustandsmotorluftströmung niedriger als ein Strömungsschwellenwert während des Sammelns ist oder dass eine Steigung einer gesammelten Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs nicht mit einer Steigung einer entsprechenden geschätzten Ablesung des Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs übereinstimmt. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren kann das Abweisen zusätzlich oder optional dazu umfassen: das Ausschließen der abgewiesenen Ablesungen von der Integration. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren kann das Anzeigen zusätzlich oder optional dazu umfassen: das Festlegen eines Diagnosecodes, um eine Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auf einer ersten Seite, wo das Belüftungsrohr mit einem Luftansaugkanal des Motors gekoppelt ist, anzuzeigen. Ein beliebiges oder alle vorhergehenden beispielhaften Verfahren können zusätzlich oder optional dazu als Antwort auf die Anzeige weiterhin das Einschränken der Motorverstärkung umfassen.
-
Als noch ein weiteres Beispiel kann ein Verfahren für einen Motor umfassen: das Anzeigen einer Trennung eines Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auf einer ersten Seite basierend auf einem integrierten Wert von Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die über eine erste Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung gesammelt wurden; und das Anzeigen einer Trennung des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs auf einer zweiten entgegengesetzten Seite basierend auf einem integrierten Wert von Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks, die über eine zweite Zeitdauer des Anlassens und Hochlaufens des Motors gesammelt wurden. In dem vorhergehenden Beispiel ist die erste Seite zusätzlich oder optional dazu eine Seite, an der das Kurbelgehäusebelüftungsrohr mit einem Luftansaugkanal gekoppelt ist, und die zweite Seite ist zusätzlich oder optional dazu eine Seite, an der das Kurbelgehäusebelüftungsrohr an ein Kurbelgehäuse gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren umfasst der integrierte Wert von Ablesungen des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die über eine erste Zeitdauer einer Dauerzustandsmotorluftströmung gesammelt wurden, zusätzlich oder optional dazu eine erste integrierte Änderung, wobei die erste integrierte Änderung einen ersten integrierten Anstieg des Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs umfasst, worin der integrierte Wert der Ablesungen des tatsächlichen Belüftungsrohrdrucks, die über eine zweite Zeitdauer des Anlassens und Hochlaufens des Motors gesammelt wurden, eine zweite integrierte Änderung umfasst, wobei die zweite integrierte Änderung ein Übergangs-Abfallen umfasst. In einem beliebigen oder allen vorhergehenden beispielhaften Verfahren basiert das Anzeigen einer Trennung auf der ersten Seite zusätzlich oder optional dazu weiterhin auf einem integrierten Wert von Ablesungen des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die der Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die über die erste Zeitdauer gesammelt wurde, entsprechen; und worin das Anzeigen der Trennung auf der zweiten Seite weiterhin auf einem integrierten Wert von Ablesungen des erwarteten Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs basiert, die der Ablesung des tatsächlichen Drucks des Kurbelgehäusebelüftungsrohrs, die über die zweite Zeitdauer gesammelt wurde, entsprechen.
-
Auf diese Weise können durch das Positionieren eines Drucksensors innerhalb von einem Kurbelgehäusebelüftungsrohr Veränderungen des Drucks und der Luftströmung durch das Belüftungsrohr überwacht werden, während der Sensor auf kosteneffiziente Weise verpackt ist. Durch das Korrelieren der geschätzten Veränderungen des Belüftungsrohrdrucks mit erwarteten Werten und weiterhin durch das Integrieren der tatsächlichen und erwarteten Werte kann die Integrität des Kurbelgehäusesystems verlässlich angezeigt werden. Durch das Stützen auf einen Vergleich der integrierten Änderung der Ablesung des tatsächlichen Drucks mit der integrierten Veränderung der Ablesung des erwarteten Drucks kann eine Trennung eines CVTs auf der Seite des Lufteinlasssystems bei niedrigeren Motorluftströmungen und in der kürzeren Zeit von OBD-Zyklen verlässlich bestimmt werden. Zusätzlich dazu können durch das Stützen auf die Eigenschaften des Drucks des integrierten Kurbelgehäusebelüftungsrohrs und die Strömungsdaten während des Motoranlassens sowie während des Motorbetriebs Brüche im Kurbelgehäusebelüftungssystem, die an einer Seite des Belüftungsrohrs, die mit dem Luftansaugkanal gekoppelt ist, positioniert sind, besser von jenen unterschieden werden, die an einer Seite des Belüftungsrohrs, die mit einem Kurbelgehäuse gekoppelt ist, auftreten.
-
Es ist anzumerken, dass die hierin umfassten beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsprogramme mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerungsverfahren und -programme können als ausführbare Befehle auf nichttransitorischem Speicher gespeichert sein und durch das Steuerungssystem, einschließlich die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motorhardware, ausgeführt werden. Die spezifischen hierin beschriebenen Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Als solche können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Betriebe und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge parallel durchgeführt werden oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt notwendig, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sie ist aber bereitgestellt, um Veranschaulichung und Beschreibung zu vereinfachen. Eine oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Betriebe und/oder Funktionen können wiederholt durchgeführt werden, abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie. Außerdem können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen Code, der im nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuerungssystem programmiert werden soll, grafisch darstellen, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Befehle in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst, aufgeführt werden.
-
Es ist ersichtlich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Programme beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht auf einschränkende Weise aufgefasst werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obenstehende Technik auf V6-, 14-, 16-, V12-Motoren, Motoren mit 4 gegenläufigen Kolben oder andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind.