DE102015117050A1

DE102015117050A1 - System und Verfahren zum Steuern der Menge eines Zylindern eines Motors zugeführten Spülfluids basierend auf einem Betriebsparameter einer Spülpumpe

Info

Publication number: DE102015117050A1
Application number: DE102015117050.7A
Authority: DE
Inventors: Darrell W. Burleigh; Christopher P. Musienko; Kenneth C. Swartz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: US20160123254A1; CN105569845A; DE102015117050B4; CN105569845B; US9771884B2

Abstract

Ein System gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Pumpen-Betriebsparametermodul und ein Spülströmungssteuermodul. Das Pumpen-Betriebsparametermodul ermittelt einen Wert eines Betriebsparameters einer Spülpumpe, die ein Spülfluid aus einem Behälter in einem Verdampfungsemissionssystem einem Einlasssystem eines Motors zuführt. Der Betriebsparameter der Spülpumpe umfasst eine Drehzahl der Spülpumpe, einen Betrag eines Stroms, welcher der Spülpumpe zugeführt wird, und/oder einen Betrag einer Leistung, welche der Spülpumpe zugeführt wird. Das Spülströmungssteuermodul steuert ein Spülventil und/oder die Spülpumpe, um eine Menge des Spülfluids, das einem Zylinder eines Motors zugeführt wird, basierend auf dem ermittelten Wert des Betriebsparameters der Spülpumpe einzustellen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/073,663, die am 31. Oktober 2014 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingebunden.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zum Steuern der Menge eines Spülfluids, das Zylindern eines Motors zugeführt wird, basierend auf einem Betriebsparameter einer Spülpumpe.
HINTERGRUND
Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Verdampfungsemissionssysteme nehmen Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank auf und führen den Kraftstoffdampf einem Einlasssystem zur Verbrennung in einem Motor zu. Ein Verdampfungsemissionssystem weist typischerweise einen Behälter, der Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank absorbiert, und ein Spülventil auf, das die Strömung des Kraftstoffdampfs aus dem Behälter in das Einlasssystem steuert. Einweg-Spülsysteme weisen einen einzelnen Weg auf, der sich von dem Spülventil zu dem Einlasssystem erstreckt. Doppelweg-Spülsysteme weisen zwei Wege auf, die sich von dem Spülventil zu dem Einlasssystem erstrecken.
Doppelweg-Spülsysteme werden typischerweise für Motorsysteme verwendet, die eine Ladedruckeinrichtung, wie beispielsweise einen Turbolader, aufweisen, welche Einlassluft unter Druck setzt, die dem Motor zugeführt wird. Bei diesen Anwendungen umfassen die Doppelwegsysteme typischerweise einen aufgeladenen Weg, der den Kraftstoffdampf dem Einlasssystem stromaufwärts der Ladedruckeinrichtung zuführt, und einen nicht aufgeladenen Weg, der den Kraftstoffdampf dem Einlasssystem stromabwärts der Ladedruckeinrichtung zuführt. Bei verschiedenen Doppelweg-Spülsystemen weist der aufgeladene Weg eine Strahlpumpe auf, die den Kraftstoffdampf durch den aufgeladenen Weg ansaugt, wenn die Ladedruckeinrichtung einen Ladedruck bereitstellt. Die Strahlpumpe weist einen ersten Einlass, der mit dem Behälter in Verbindung steht, einen zweiten Einlass, der mit einem Ort in dem Einlasssystem stromabwärts der Ladedruckeinrichtung in Verbindung steht, und einen Auslass auf, der mit dem Einlasssystem stromaufwärts der Ladedruckeinrichtung in Verbindung steht.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Pumpen-Betriebsparametermodul und ein Spülströmungssteuermodul. Das Pumpen-Betriebsparametermodul ermittelt einen Wert eines Betriebsparameters einer Spülpumpe, die ein Spülfluid aus einem Behälter in einem Verdampfungsemissionssystem einem Einlasssystem eines Motors zuführt. Der Betriebsparameter der Spülpumpe umfasst eine Drehzahl der Spülpumpe, einen Betrag eines Stroms, welcher der Spülpumpe zugeführt wird, und/oder einen Betrag einer Leistung, welche der Spülpumpe zugeführt wird. Das Spülströmungssteuermodul steuert ein Spülventil und/oder die Spülpumpe, um eine Menge des Spülfluids, das einem Zylinder eines Motors zugeführt wird, basierend auf dem ermittelten Wert des Betriebsparameters der Spülpumpe einzustellen.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 und 4 Flussdiagramme sind, die ein beispielhaftes Steuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen.
In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verdampfungsemissionssysteme für aufgeladene Motoren (z. B. Motoren mit Turbolader) weisen typischerweise eine Strahlpumpe auf. Die Strahlpumpe verwendet unter Druck stehende Luft in einem Einlasssystem stromabwärts einer Ladedruckeinrichtung, um einen Unterdruck zu erzeugen, der Kraftstoffdampf aus einem Behälter in einem Verdampfungsemissionssystem ansaugt. Die Strahlpumpe leitet den Kraftstoffdampf, der aus dem Behälter angesaugt wird, zu einem Einlasssystem an einem Ort stromaufwärts der Ladedruckeinrichtung.
Anstatt eine Strahlpumpe zu verwenden, weisen einige Verdampfungsemissionssysteme für aufgeladene Motoren eine elektrische Spülpumpe auf, die Kraftstoffdampf aus dem Behälter zu dem Einlasssystem schickt, wenn die Ladedruckeinrichtung in Betrieb ist. Wenn die Ladedruckeinrichtung nicht in Betrieb ist, kann ein Unterdruck im Einlasssystem den Kraftstoffdampf aus dem Behälter in das Einlasssystem ansaugen. Elektrische Spülpumpen werden in Spülsystemen mit einem einzigen Weg und in Spülsystemen mit doppeltem Weg verwendet.
Motorsteuersysteme steuern typischerweise das Spülventil und/oder die Spülpumpe basierend auf einer angenommenen Kraftstoffkonzentration in dem Spülfluid. Wenn die tatsächliche Kraftstoffkonzentration in dem Spülfluid von der angenommenen Konzentration verschieden ist, kann die Kraftstoffmenge, die dem Einlasssystem zugeführt wird, daher größer oder kleiner sein als gewünscht. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors kann folglich zu fett oder zu mager sein, was Fahrbarkeitsprobleme verursachen kann, wie beispielsweise das Abwürgen des Motors aufgrund eines fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Um Fahrbarkeitsprobleme aufgrund eines fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu vermeiden, nehmen bestimmte Motorsteuersysteme eine Spülkraftstoffkonzentration für den ungünstigsten Fall (z. B. eine maximale Spülkraftstoffkonzentration) an. Da die tatsächliche Konzentration typischerweise kleiner als die Konzentration des ungünstigsten Falls ist, ist die Menge des Spülfluids, die dem Einlasssystem zugeführt wird, typischerweise kleiner als die Menge des Spülfluids, die dem Einlasssystem zugeführt werden kann, ohne dass ein Abwürgen des Motors verursacht wird.
Bestimmte Motorsteuersysteme weisen einen Kohlenwasserstoffsensor auf, der die Konzentration von Kohlenwasserstoffkraftstoff im Spülfluid misst, das dem Einlasssystem zugeführt wird. Diese Motorsteuersysteme vermeiden die Fahrbarkeits- und Spülsteuerprobleme, die vorstehend erläutert sind und die mit einer angenommenen Kraftstoffkonzentration im Spülfluid verbunden sind. Die Kosten des Kohlenwasserstoffsensors können jedoch die Kosten des Fahrzeugs erhöhen.
Ein System und ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt Änderungen in der Kraftstoffkonzentration im Spülfluid, um die vorstehend erläuterten Fahrbarkeits- und Spülsteuerprobleme zu vermeiden, ohne einen Kohlenwasserstoffsensor zum Messen der Konzentration zu verwenden. Das System und das Verfahren erreichen dies, indem die Spülströmungsrate basierend auf einem oder mehreren Betriebsparametern der Spülpumpe gesteuert wird. Die beruht darauf, dass das Molekulargewicht des Kraftstoffdampfs ungefähr doppelt so groß ist wie das Molekulargewicht von Luft. Wenn ein Maximum in der Spülkraftstoffkonzentration auftritt, kann daher die Drehzahl der Spülpumpe anfänglich aufgrund der erhöhten Last an der Spülpumpe abnehmen, und anschließend kann die Leistung, die durch die Spülpumpe aufgenommen wird, zunehmen, um eine Zieldrehzahl aufrechtzuerhalten. Das System und das Verfahren stellen die Spülströmungsrate in Ansprechen auf diese Änderungen in den Pumpen-Betriebsparametern ein, um ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten. Zusätzlich können das System und das Verfahren die Spülkraftstoffkonzentration basierend auf den Pumpen-Betriebsparametern ermitteln und die Spülströmungsrate basierend auf der ermittelten Konzentration einstellen.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Motorsystem 100 einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht zu erhalten.
Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 angesaugt. Das Einlasssystem 108 umfasst einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 angesaugt wird.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder unter bestimmten Umständen selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 angesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125 regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125 kann den Kraftstoff direkt in die Zylinder, wie in 1 gezeigt ist, oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, einspritzen. Bei verschiedenen Implementierungen kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125 den Kraftstoff an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 einspritzen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann sogar dann in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn das Signal für den Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen, und das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem TDC für alle Zylinder in dem Motor 102 um denselben Betrag variieren.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Aktuatoren als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromagnetische und elektrohydraulische Aktuatoren.
Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der von der Turbine 160-1 angetrieben wird und die Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 absorbiert haben. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 aneinander befestigt sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen.
Ein Verdampfungsemissionssystem (EVAP-System) 166 nimmt Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank 168 auf und führt den Kraftstoffdampf dem Einlasssystem 108 zur Verbrennung in dem Motor 102 zu. Das EVAP-System 166 umfasst einen Behälter 170, ein Belüftungsventil 172, eine Spülpumpe 174 und ein Spülventil 176. Der Behälter 170 adsorbiert Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 168. Das Belüftungsventil 172 ermöglicht, dass Atmosphärenluft in den Behälter 170 eintritt, wenn das Belüftungsventil 172 offen ist. Das Spülventil 176 ermöglicht, dass ein Spülfluid aus dem Behälter 170 in das Einlasssystem 108 strömt, wenn das Spülventil 176 offen ist. Das Spülfluid umfasst Kraftstoffdampf und Luft. Das Spülfluid kann in das Einlasssystem 108 stromaufwärts des Kompressors 160-2 eingeleitet werden, wie es gezeigt ist. Alternativ kann das Spülfluid, beispielsweise bei einem nicht aufgeladenen Motor, stromabwärts des Drosselventils 112 in das Einlassventil 108 eingeleitet werden. Das ECM 114 steuert ein Ventil-Aktuatormodul 178, das die Positionen des Belüftungsventils 172 und des Spülventils 176 regelt. Das ECM 114 kann das Belüftungsventil 172 und das Spülventil 176 öffnen, um zu ermöglichen, dass das Spülfluid aus dem Behälter 170 in das Einlasssystem 108 strömt.
Die Spülpumpe 174 schickt das Spülfluid aus dem Behälter 170 zum Einlasssystem 108. Die Spülpumpe 174 kann eine elektrische Pumpe sein. Die Spülpumpe 174 kann stromaufwärts des Spülventils 176 angeordnet sein, wie es gezeigt ist, oder es kann die Spülpumpe 174 stromaufwärts des Belüftungsventils 172 in einem Strömungsweg angeordnet sein, der den Behälter 170 mit der Atmosphäre verbindet. Das ECM 114 steuert ein Pumpen-Aktuatormodul 179, das die Ausgabe der Spülpumpe 174 regelt. Bei einem Beispiel kann die Spannung, die an die Spülpumpe 174 angelegt wird, ein fester (vorbestimmter) Wert sein, und das Pumpen-Aktuatormodul 179 kann die Ausgabe der Spülpumpe 174 regeln, indem der Betrag des Stroms eingestellt wird, welcher der Spülpumpe 174 zugeführt wird.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das EVAP-System 166 mehr als einen Strömungsweg aufweisen, der sich vom Behälter 170 zum Einlasssystem 108 erstreckt. Beispielsweise kann das EVAP-System 166 einen ersten Strömungsweg und einen zweiten Strömungsweg umfassen. Der erste Strömungsweg kann sich vom Behälter 170 zum Einlasssystem 108 an einem Ort stromaufwärts des Kompressors 160-2 erstrecken. Der zweite Strömungsweg kann sich vom ersten Strömungsweg zum Einlasssystem 108 an einem Ort stromabwärts des Drosselventils 112 erstrecken. Bei diesen Implementierungen kann die Spülpumpe 174 verwendet werden, um das Spülfluid über den ersten Strömungsweg zum Einlasssystem 108 zu schicken, wenn die Ladedruckeinrichtung in Betrieb ist (z. B., wenn das Ladedruck-Regelventil 162 geschlossen ist). Diesbezüglich kann der erste Strömungsweg als ein aufgeladener Strömungsweg bezeichnet werden. Wenn die Ladedruckeinrichtung nicht in Betrieb ist (z. B., wenn das Ladedruck-Regelventil 162 offen ist), kann ein Unterdruck im Einlasssystem 108 das Spülfluid aus dem Behälter 170 über den zweiten Strömungsweg in das Einlasssystem 108 ansaugen. Diesbezüglich kann der zweite Strömungsweg als ein nicht aufgeladener Strömungsweg bezeichnet werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Motorsystem 100 einen selbstsaugenden Motor umfassen, der ein Spülsystem mit einem einzigen Strömungsweg aufweist.
Das Motorsystem 100 kann die Position der Kurbelwelle unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck der Einlassluft, die in den Motor 102 angesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Drucksensors (IAP-Sensors) 183 gemessen werden. Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Einlasskrümmerdruck ist.
Die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Motor 102 angesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden.
Der Druck des Spülfluids, das aus dem Behälter 170 in das Einlasssystem 108 strömt, kann unter Verwendung eines Spülfluid-Drucksensors (PFP-Sensors) 194 gemessen werden. Der PFP-Sensor 194 kann in dem Spülströmungsweg an einem Ort stromaufwärts der Spülpumpe 174 angeordnet sein, wie es gezeigt ist. Die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, das durch das Abgassystem 134 strömt, kann unter Verwendung eines Sauerstoffsensors (O2-Sensors) 196 gemessen werden. Das ECM 114 verwendet Signale der Sensoren, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Motordrehzahlmodul 202, ein Motorunterdruckmodul 204 und ein Drehmomentanforderungsmodul 206. Das Motordrehzahlmodul 202 ermittelt die Motordrehzahl. Das Motordrehzahlmodul 202 kann die Motordrehzahl basierend auf der Kurbelwellenposition von dem CKP-Sensor 180 ermitteln. Beispielsweise kann das Motordrehzahlmodul 202 die Motordrehzahl basierend auf einer Zeitdauer berechnen, die verstreicht, wenn die Kurbelwelle eine oder mehrere Umdrehungen vollendet. Das Motordrehzahlmodul 202 gibt die Motordrehzahl aus.
Ein Motorunterdruckmodul 204 ermittelt den Motorunterdruck. Das Motorunterdruckmodul 204 kann den Motorunterdruck basierend auf dem Atmosphärendruck von dem IAP-Sensor 183 und dem Krümmerdruck von dem MAP-Sensor 184 ermitteln. Die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem Krümmerdruck kann als ein Motorunterdruck bezeichnet werden, wenn der Krümmerdruck kleiner als der Atmosphärendruck ist. Die Differenz zwischen dem Krümmerdruck und dem Atmosphärendruck kann als ein Ladedruck bezeichnet werden, wenn der Krümmerdruck größer als der Atmosphärendruck ist. Das Motorunterdruckmodul 204 gibt den Motorunterdruck (oder den Ladedruck) aus.
Das Drehmomentanforderungsmodul 206 ermittelt eine Drehmomentanforderung basierend auf der Fahrereingabe von dem Fahrereingabemodul 104. Das Drehmomentanforderungsmodul 206 kann beispielsweise eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf das gewünschte Drehmoment speichern und die Drehmomentanforderung basierend auf einer ausgewählten der Abbildungen ermitteln. Das Drehmomentanforderungsmodul 206 kann eine der Abbildungen basierend auf der Motordrehzahl und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit auswählen. Das Drehmomentanforderungsmodul 206 gibt Drehmomentanforderung aus.
Das Drosselsteuermodul 208 steuert das Drosselventil 112, indem das Drossel-Aktuatormodul 116 angewiesen wird, die gewünschte Drosselfläche zu erreichen. Ein Kraftstoffsteuermodul 210 steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125, indem das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 angewiesen wird, eine gewünschte Einspritzungsmenge und/oder eine gewünschte Zeiteinstellung der Einspritzung zu erreichen. Ein Zündfunkensteuermodul 212 steuert die Zündkerze 128, indem das Zündfunken-Aktuatormodul 126 angewiesen wird, den gewünschten Zündfunkenzeitpunkt zu erreichen.
Das Drosselsteuermodul 208 und das Zündfunkensteuermodul 212 können die gewünschte Drosselfläche bzw. den gewünschten Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Drehmomentanforderung von dem Drehmomentanforderungsmodul 206 einstellen. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul 208 die gewünschte Drosselfläche erhöhen oder verringern, wenn die Drehmomentanforderung zunimmt bzw. abnimmt. Als ein anderes Beispiel kann das Zündfunkensteuermodul 212 den Zündfunkenzeitpunkt nach früh oder nach spät verstellen, wenn die Drehmomentanforderung zunimmt bzw. abnimmt.
Das Kraftstoffsteuermodul 210 kann die gewünschte Einspritzungsmenge und/oder die gewünschte Zeiteinstellung der Einspritzung einstellen, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen, wie beispielsweise ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 210 die gewünschte Einspritzungsmenge und/oder die gewünschte Zeiteinstellung der Einspritzung derart einstellen, dass eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis minimiert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 210 kann das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem Sauerstoffniveau von dem O2-Sensor 196 ermitteln. Die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf diese Weise kann als eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bezeichnet werden.
Das Sauerstoffniveau, das durch den O2-Sensor 196 gemessen wird, kann ungenau sein, wenn die Temperatur des O2-Sensors 196 kleiner als eine Aktivierungstemperatur ist, beispielsweise dann, wenn der Motor 102 anfänglich gestartet wird, nachdem der Motor 102 für eine Zeitdauer abgeschaltet war. Daher kann das Kraftstoffsteuermodul 210 die gewünschte Einspritzungsmenge und/oder die gewünschte Zeiteinstellung der Einspritzung unabhängig von dem Sauerstoffniveau einstellen, das durch den O2-Sensor 196 gemessen wird. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 210 die gewünschte Einspritzungsmenge und/oder die gewünschte Zeiteinstellung der Einspritzung basierend auf der Massenströmungsrate der Einlassluft von dem MAF-Sensor 186 einstellen, um das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf diese Weise kann als eine Steuerkette für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezeichnet werden.
Ein Modul 214 für eine gewünschte Spülströmung ermittelt eine gewünschte Spülströmungsrate. Das Modul 214 für die gewünschte Spülströmung kann die gewünschte Spülströmungsrate basierend auf dem Motorunterdruck und/oder der Motordrehzahl ermitteln. Das Modul 214 für die gewünschte Spülströmung gibt die gewünschte Spülströmungsrate ab.
Ein Pumpen-Betriebsparametermodul 216 ermittelt einen oder mehrere Betriebsparameter der Spülpumpe 174 und gibt die Betriebsparameter aus. Die Betriebsparameter können die Drehzahl der Spülpumpe 174, den Betrag des Stroms, welcher der Spülpumpe 174 zugeführt wird, und/oder den Betrag der Leistung umfassen, welcher der Spülpumpe 174 zugeführt wird. Das Pumpen-Betriebsparametermodul 216 kann die Pumpendrehzahl und den Pumpenstrom von dem Pumpen-Aktuatormodul 179 empfangen. Das Pumpen-Betriebsparametermodul 216 kann das Produkt des Pumpenstroms und der Pumpenspannung ermitteln, um die Pumpenleistung zu erhalten. Die Pumpenspannung kann ein vorbestimmter Wert sein. Das Pumpen-Aktuatormodul 179 kann gemessene Werte der Pumpendrehzahl und des Pumpenstroms und/oder Zielwerte der Pumpendrehzahl und des Pumpenstroms ausgeben.
Ein Spülströmungsratenmodul 218 ermittelt eine erste Strömungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe 174 strömt, und gibt die erste Strömungsrate aus. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann die Pumpenleistung durch eine Druckdifferenz über die Spülpumpe 174 dividieren, um die erste Strömungsrate zu erhalten. Die Druckdifferenz über die Spülpumpe 174 ist eine Differenz zwischen einem ersten Druck stromaufwärts der Spülpumpe 174 und einem zweiten Druck stromabwärts der Spülpumpe 174. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann die Druckdifferenz über die Spülpumpe 174 ermitteln und ausgeben. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann annehmen, dass der erste Druck ungefähr gleich dem Umgebungsdruck ist, der von einem Umgebungsdrucksensor empfangen werden kann oder basierend auf dem Einlassluftdruck von dem IAP-Sensor 183 angenähert werden kann. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann den zweiten Druck von dem PFP-Sensor 194 empfangen.
Das Spülströmungsratenmodul 218 ermittelt auch eine zweite Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, und gibt die zweite Strömungsrate aus. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann die Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, durch die Dichte des Spülfluids dividieren, um die zweite Strömungsrate zu erhalten. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann annehmen, dass die Dichte des Spülfluids gleich der Dichte von Luft ist, die vorbestimmt sein kann. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann die Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, basierend auf einer Beziehung ermitteln wie beispielsweise
wobei ṁ_pf die Massenströmungsrate des Spülfluids ist, C_D ein Strömungs- oder Entladungskoeffizient ist, A_pv die Öffnungsfläche des Spülventils 176 ist, p₀ ein Stagnationsdruck ist, R eine Konstante des idealen Gases ist, T₀ eine Stagnationstemperatur ist, p_pf der Spülfluiddruck von dem PFP-Sensor 194 ist und γ ein Faktor für eine isentrope Ausdehnung ist. Der Entladungskoeffizient, der Stagnationsdruck, die Konstante des idealen Gases, die Stagnationstemperatur und der Faktor für die isentrope Ausdehnung können vorbestimmt sein. Die Öffnungsfläche des Spülventils 176 kann von dem Ventil-Aktuatormodul 178 empfangen werden.
Das Spülströmungsleistungsmodul 220 ermittelt den Betrag der Leistung, die dem Spülfluid zugeordnet ist, das durch das Spülventil 176 strömt, und gibt die Spülströmungsleistung aus. Das Spülströmungsleistungsmodul 220 kann das Produkt der Spülströmungsrate und einer Druckdifferenz über das Spülventil 176 ermitteln, um die Spülströmungsleistung zu erhalten. Die Druckdifferenz über das Spülventil 176 ist eine Differenz zwischen einem ersten Druck stromaufwärts des Spülventils 176 und einem zweiten Druck stromabwärts des Spülventils 176. Das Spülströmungsleistungsmodul 220 kann den ersten Druck von dem PFP-Sensor 194 empfangen. Das Spülströmungsleistungsmodul 220 kann den zweiten Druck von dem IAP-Sensor 183 empfangen. Alternativ kann das Spülströmungsleistungsmodul 220 den zweiten Druck basierend auf dem barometrischen Druck und der Massenströmungsrate der Einlassluft von dem MAF-Sensor 186 schätzen oder annehmen, dass der zweite Druck gleich dem barometrischen Druck ist.
Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 ermittelt die Menge oder den Gehalt des Kraftstoffdampfs in dem Spülfluid, das durch das Spülventil 176 strömt, basierend auf der Pumpenleistung. Der Kraftstoffdampfgehalt kann als eine Konzentration (z. B. als ein Verhältnis der Masse des Kraftstoffdampfs zum Gesamtvolumen des Kraftstoffdampfs und der Luft im Spülfluid) oder als ein Massenanteil (z. B. ein Verhältnis der Masse des Kraftstoffdampfs zur Gesamtmasse des Spülfluids) ausgedrückt werden. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann den Kraftstoffdampfgehalt basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der ersten Strömungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe 174 strömt, der zweiten Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, und dem Kraftstoffdampfgehalt ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden, welche eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Strömungsrate oder ein Verhältnis zwischen diesen auf den Kraftstoffdampfgehalt abbilden kann.
Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann den Kraftstoffdampfgehalt basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen einem erwarteten Wirkungsgrad der Spülpumpe 174, einem geschätzten Wirkungsgrad der Spülpumpe 174 und dem Kraftstoffdampfgehalt ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann den erwarteten Wirkungsgrad der Spülpumpe 174 basierend auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen der Spülpumpe 174 ermitteln. Die Betriebsbedingungen können die Pumpendrehzahl, die Pumpenströmungsrate, die Druckdifferenz über die Spülpumpe 174 und/oder den Pumpenstrom umfassen. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann die Spülströmungsleistung durch die Spülpumpenleistung dividieren, um den geschätzten Wirkungsgrad der Spülpumpe 174 zu erhalten. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 gibt den Kraftstoffdampfgehalt aus.
Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann die Nachschlagetabelle verwenden, um den Kraftstoffdampfgehalt basierend auf einer Differenz zwischen der Massenströmungsrate des Spülfluids durch das Spülventil 176 und einer Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe 174 strömt, zu ermitteln. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann die Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe 174 strömt, unter Verwendung einer Beziehung ermitteln wie beispielsweise ṁ_PP = [(μ_est·ρ_pf·P_pp)/Δp_pp] (2) wobei ṁ_pp die Massenströmungsrate der Spülpumpe 174 ist, μ_est der geschätzte Wirkungsgrad der Spülpumpe 174 ist, ρ_pf die Dichte des Spülfluids ist, P_pp die Pumpenleistung ist und Δp_pp die Druckdifferenz über die Spülpumpe 174 ist. Das Spülströmungsratenmodul 218 kann annehmen, dass die Dichte des Spülfluids gleich der Dichte von Luft ist, die vorbestimmt sein kann.
Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann eine Nachschlagetabelle verwenden, um den Kraftstoffdampfgehalt basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Pumpenstrom und einem Pumpenstrom zu ermitteln, der basierend auf der Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, geschätzt wird. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann annehmen, dass der tatsächliche Pumpenstrom gleich einem Ziel-Pumpenstrom oder einem gemessenen Pumpenstrom ist. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann die Spülströmungsleistung durch die feststehende Spannung der Spülpumpe 174 dividieren, um den geschätzten Pumpenstrom zu erhalten. Das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 kann den Kraftstoffdampfgehalt unter Verwendung eines Verzögerungsfilters erster Ordnung filtern, um die Wirkung abrupter Änderungen in dem Kraftstoffdampfgehalt zu verringern.
Das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 ermittelt den Beitrag des Kraftstoffs im Spülfluid, das durch das Spülventil strömt, an einer gesamten Kraftstoffmenge, die den Zylindern des Motors 102 zugeführt wird. Um den Spülkraftstoffbeitrag zu ermitteln, kann das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 eine erste Massenströmungsrate der Luft durch eine gesamte Massenströmungsrate der Luft dividieren, die den Zylindern zugeführt wird. Die erste Massenströmungsrate ist eine Massenströmungsrate der Luft, die durch den Kraftstoff aus dem Spülfluid zugeführt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu ergeben, wie beispielsweise ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 kann ein Produkt einer Massenströmungsrate des Kraftstoffs im Spülfluid und des gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ermitteln, um die erste Massenströmungsrate zu erhalten. Um die Massenströmungsrate des Kraftstoffs im Spülfluid zu ermitteln, kann das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 ein Produkt der Massenströmungsrate des Spülfluids und des Massenanteils ermitteln, der dem Kraftstoffdampfgehalt entspricht.
Das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 kann eine Summe der Massenströmungsrate der Einlassluft von dem MAF-Sensor 186 und einer Massenströmungsrate der Luft im Spülfluid ermitteln, um die gesamte Massenströmungsrate der Luft zu ermitteln, die den Zylindern zugeführt wird. Das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 kann die Massenströmungsrate der Luft im Spülfluid ermitteln, indem die Massenströmungsrate des Spülfluids mit dem Ergebnis von Eins minus dem Massenanteil, der dem Kraftstoffdampfgehalt entspricht, multipliziert wird.
Ein Spülströmungssteuermodul 226 steuert die Strömungsrate des Spülfluids, das in das Einlasssystem 108 des Motors 102 eingeleitet wird. Das Spülströmungssteuermodul 226 kann die Spülströmungsrate steuern, indem ein Ventilsteuermodul 228 angewiesen wird, die Öffnungsfläche des Spülventils 176 einzustellen, und/oder indem ein Pumpensteuermodul 230 angewiesen wird, die Ausgabe der Spülpumpe 174 einzustellen. Das Ventilsteuermodul 228 steuert das Spülventil 176, indem das Ventil-Aktuatormodul 178 angewiesen wird, eine gewünschte Öffnungsfläche zu erreichen. Das Pumpensteuermodul 230 steuert die Spülpumpe 174, indem das Pumpen-Aktuatormodul 179 angewiesen wird, eine gewünschte Pumpenausgabe zu erreichen.
Das Spülströmungssteuermodul 226 kann die Spülströmungsrate steuern, um eine Differenz zwischen der Spülströmungsrate, die durch das Spülströmungsratenmodul 218 ermittelt wird, und der gewünschten Spülströmungsrate, die durch das Modul 214 für die gewünschte Spülströmung ermittelt wird, minimiert wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Spülströmungssteuermodul 226 die Spülströmungsrate steuern, um sicherzustellen, dass der Spülkraftstoffbeitrag, der durch das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 ermittelt wird, einen gewünschten Spülkraftstoffbeitrag nicht überschreitet. Der gewünschte Spülkraftstoffbeitrag kann vorbestimmt sein und/oder basierend auf Zielwerten für Emissionsniveaus und Spülsteuerungsstrategien ermittelt werden.
Nun auf 3 Bezug nehmend, beginnt bei 302 ein Verfahren zum Steuern der Menge des Spülfluids, das den Zylindern des Motors 102 zugeführt wird, basierend auf einem Betriebsparameter der Spülpumpe 174. Das Verfahren wird im Zusammenhang mit den Modulen beschrieben, die in der beispielhaften Implementierung des ECM 114, das in 2 gezeigt ist, umfasst sind, um die Funktionen weiter zu beschreiben, die durch diese Module ausgeführt werden. Die speziellen Module, welche die Schritte des Verfahrens ausführen, können sich jedoch von der nachstehenden Beschreibung unterscheiden, und/oder es kann das Verfahren unabhängig von den Modulen von 2 implementiert werden. Beispielsweise kann das Verfahren durch ein einziges Modul oder mehr als zwei Module implementiert werden.
Bei 304 ermittelt das Pumpen-Betriebsparametermodul 216 den Betrag der Leistung, die der Spülpumpe 174 zugeführt wird. Bei 306 ermittelt das Spülströmungsratenmodul 218 die erste Strömungsrate der Spülströmung, die durch die Spülpumpe 174 strömt, basierend auf der Pumpenleistung, und es ermittelt die zweite Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt. Bei 308 ermittelt das Spülströmungsleistungsmodul 220 die Leistung der Spülströmung, die durch das Spülventil 176 strömt, basierend auf der zweiten Strömungsrate. Bei 310 ermittelt das Kraftstoffdampfgehaltmodul 222 die Menge des Kraftstoffdampfs im Spülfluid, das durch das Spülventil 176 strömt, basierend auf der Spülströmungsleistung. Bei 312 ermittelt das Spülkraftstoffbeitragsmodul 224 den Beitrag des Kraftstoffs im Spülfluid an der gesamten Kraftstoffmenge, die den Zylindern des Motors 102 zugeführt wird.
Bei 314 ermittelt das Spülströmungssteuermodul 226, ob der Spülkraftstoffbeitrag größer als der gewünschte Spülkraftstoffbeitrag ist. Wenn der Spülkraftstoffbeitrag größer als der gewünschte Spülkraftstoffbeitrag ist, fährt das Spülströmungssteuermodul 226 bei 316 fort, und es erhöht die Spülströmungsrate. Ansonsten fährt das Spülströmungssteuermodul 226 bei 318 fort, und es erhöht die Spülströmungsrate nicht.
Nun auf 4 Bezug nehmend, beginnt bei 402 ein anderes Verfahren zum Steuern der Menge des Spülfluids, das den Zylindern des Motors 102 zugeführt wird, basierend auf einem Betriebsparameter der Spülpumpe 174. Das Verfahren von 3 kann hauptsächlich verwendet werden, um den Spülkraftstoffbeitrag zu ermitteln und um die Spülströmungsrate in Ansprechen auf allmähliche Änderungen im Spülkraftstoffbeitrag zu steuern. Das Verfahren von 4 kann hauptsächlich verwendet werden, um große Spitzen in der Spülströmungsrate zu minimieren oder zu vermeiden, wie beispielsweise solche, die auftreten können, wenn der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 168 herumschwappt oder wenn das Spülventil 176 geöffnet wird. Das Verfahren von 4 kann in Verbindung mit dem Verfahren von 3 ausgeführt werden, in welchem Fall Schritte der zwei Verfahren, welche die gleichen sind, lediglich einmal ausgeführt werden können. Alternativ kann das Verfahren von 4 ausgeführt werden, ohne das Verfahren von 3 auszuführen, wodurch Verarbeitungsleistung gespart werden kann, die ansonsten verwendet werden kann, um den Spülkraftstoffbeitrag zu ermitteln.
Das Verfahren von 4 wird im Zusammenhang der Module beschrieben, die in der beispielhaften Implementierung des ECM 114, das in 2 gezeigt ist, umfasst sind, um die Funktionen weiter zu beschreiben, die durch diese Module ausgeführt werden. Die speziellen Module, welche die Schritte des Verfahrens ausführen, können sich jedoch von der nachstehenden Beschreibung unterscheiden, und/oder es kann das Verfahren unabhängig von den Modulen von 2 ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren durch ein einziges Modul oder durch mehr als zwei Module implementiert werden.
Bei 404 ermittelt das Pumpen-Betriebsparametermodul 216 den Betrag der Leistung, die der Spülpumpe 174 zugeführt wird. Bei 406 ermittelt das Spülströmungsratenmodul 218 die erste Strömungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe 174 strömt, basierend auf der Pumpenleistung, und es ermittelt die zweite Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt. Bei 408 ermittelt das Spülströmungsleistungsmodul 220 die Leistung der Spülströmung, die durch das Spülventil 176 strömt, basierend auf der zweiten Strömungsrate.
Bei 410 ermittelt das Spülströmungssteuermodul 226 einen erwarteten Wert eines oder mehrerer der Betriebsparameter der Spülpumpe 174. Beispielsweise kann das Spülströmungssteuermodul 226 eine erwartete Pumpendrehzahl, einen erwarteten Pumpenstrom und/oder eine erwartete Pumpenleistung ermitteln. Das Spülströmungssteuermodul 226 kann den erwarteten Wert der Pumpen-Betriebsparameter gleich dem entsprechenden Zielwert der Pumpen-Betriebsparameter setzen. Beispielsweise kann das Spülströmungssteuermodul 226 die erwartete Pumpendrehzahl, den erwarteten Pumpenstrom und die erwartete Pumpenleistung gleich einer Ziel-Pumpendrehzahl, einem Ziel-Pumpenstrom bzw. einer Ziel-Pumpenleistung setzen. Das Spülströmungssteuermodul 226 kann den Zielwert von dem Pumpensteuermodul 230 empfangen.
Bei 412 ermittelt das Spülströmungssteuermodul 226 eine Differenz zwischen dem erwarteten Wert eines Pumpen-Betriebsparameters und einem tatsächlichen Wert des Pumpenbetriebsparameters. Das Spülströmungssteuermodul 226 kann den tatsächlichen Wert des Pumpenbetriebsparameters von dem Pumpen-Betriebsparametermodul 216 empfangen. Die tatsächlichen Werte der Pumpendrehzahl und des Pumpenstroms können Werte sein, die durch das Pumpen-Aktuatormodul 179 gemessen werden. Der tatsächliche Wert der Pumpenleistung kann der Wert der Pumpenleistung sein, der durch das Pumpen-Betriebsparametermodul 216 basierend auf dem feststehenden Wert der Pumpenspannung und dem gemessenen Wert des Pumpenstroms ermittelt wird.
Bei 414 ermittelt das Spülströmungssteuermodul 226, ob die Differenz zwischen dem erwarteten und dem tatsächlichen Wert des Pumpen-Betriebsparameters größer als ein erster Wert ist. Der erste Wert kann basierend auf der Pumpendrehzahl und der Massenströmungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil 176 strömt, unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ermittelt werden. Wenn die Differenz zwischen dem erwarteten und dem tatsächlichen Wert des Pumpenbetriebsparameters größer als der erste Wert ist, fährt das Spülströmungssteuermodul 226 bei 416 fort, und es verringert die Spülströmungsrate. Ansonsten fährt das Spülströmungssteuermodul 226 bei 418 fort, und es erhöht die Spülströmungsrate nicht.
Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen.
Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen und/oder auf diese angewiesen sein.

Claims

Verfahren, das umfasst, dass: ein Wert eines Betriebsparameters einer Spülpumpe ermittelt wird, welche ein Spülfluid aus einem Behälter in einem Verdampfungsemissionssystem einem Einlasssystem eines Motors zuführt, wobei der Betriebsparameter der Spülpumpe eine Drehzahl der Spülpumpe, einen Betrag eines Stroms, welcher der Spülpumpe zugeführt wird, und/oder einen Betrag einer Leistung, welche der Spülpumpe zugeführt wird, umfasst; und ein Spülventil und/oder die Spülpumpe gesteuert werden, um eine Menge des Spülfluids, das einem Zylinder eines Motors zugeführt wird, basierend auf dem ermittelten Wert des Betriebsparameters der Spülpumpe einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Menge des Spülfluids, das durch das Spülventil strömt, basierend auf einer Differenz zwischen dem ermittelten Wert des Betriebsparameters und einem angewiesenen Wert des Betriebsparameters gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die Menge des Spülfluids, das durch das Strömungsventil strömt, verringert wird, wenn die Differenz zwischen dem Betriebsparameter und dem angewiesenen Wert größer als ein erster Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass der erste Wert basierend auf der Drehzahl der Spülpumpe und einer Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil strömt, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Betriebsparameter der Spülpumpe den Betrag der Leistung umfasst, die der Spülpumpe zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass: eine erste Strömungsrate des Spülfluids, das durch die Spülpumpe strömt, basierend auf der Spülpumpenleistung ermittelt wird; und eine zweite Strömungsrate des Spülfluids, das durch das Spülventil strömt, basierend auf einem Spülfluiddruck ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass ein Spülströmungsleistungsmodul eine Leistung, die dem Spülfluid, das durch das Spülventil strömt, zugeordnet ist, basierend auf der zweiten Strömungsrate und einer Druckdifferenz über das Spülventil ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass eine Menge eines Kraftstoffdampfs in dem Spülfluid, das durch das Spülventil strömt, basierend auf der Spülpumpenleistung und der Spülströmungsleistung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass ein Beitrag des Kraftstoffs in dem Spülfluid, das durch das Spülventil strömt, an einer gesamten Kraftstoffmenge, die dem Zylinder zugeführt wird, basierend auf dem Kraftstoffdampfgehalt ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass die Menge des Spülfluids, das durch das Spülventil strömt, verringert wird, wenn der Spülkraftstoffbeitrag größer als ein vorbestimmter Wert ist.