DE102015118455A1

DE102015118455A1 - Verfahren zum Diagnostizieren eines Unterdruckaktuators

Info

Publication number: DE102015118455A1
Application number: DE102015118455.9A
Authority: DE
Inventors: Douglas Raymond Martin; Gilbert Fournelle
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-05-12
Also published as: US9797329B2; US10598115B2; US20160131066A1; CN105587417A; RU2015146965A3; RU2015146965A; RU2704818C2; RU2704818C9; CN105587417B; US20170363031A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Diagnostizieren eines Verschleißes eines Unterdruckaktuators in einem Motorsystem beschrieben. Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Angeben des Verschleißes des Unterdruckaktuators auf der Basis einer Schätzung der Luftströmung in einen und aus einem Unterdruckbehälter. Die Schätzung basiert ferner auf einer Luftströmung, die sowohl über eine Ansaugvorrichtung in dem Einlasssystem, eine Betätigung des Unterdruckaktuators als auch über eine Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators erzeugt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das Bewerten eines Unterdruckaktuators auf der Basis einer verfügbaren Unterdruckfüllung in einem Unterdruckbehälter.
Hintergrund und Zusammenfassung
Unterdruck kann verwendet werden, um verschiedene Vorrichtungen eines Fahrzeugs zu betätigen oder um den Betrieb verschiedener Vorrichtungen eines Fahrzeugs zu unterstützen. Unterdruck kann z. B. zur Unterstützung eines Fahrers bei der Betätigung der Fahrzeugbremsen, beim Abführen von Kraftstoffdämpfen, bei der Betätigung des Heiz- und Lüftungssystems und bei Betätigung verschiedener Ventile, wie z. B. eines Wastegate-Ventils, eines Ladungsbewegungs-Steuerventils (CMCV) usw., verwendet werden. Die CMCVs können stromaufwärts der Einlassventile der Zylinder des Motors angekoppelt sein, um die Ladungsbewegung eines entsprechenden Zylinders zu vergrößern oder zu verkleinern und dadurch die Brenngeschwindigkeit des Zylinders zu vergrößern bzw. zu verkleinern. Der Unterdruck, um diese Ventile zu betätigen, kann in normal ansaugenden Motoren von einem Einlasskrümmer des Motors erhalten werden, weil sich der Einlasskrümmerdruck oft auf einem Druck befindet, der niedriger als der Atmosphärendruck ist. Wenn der Unterdruck im Einlasskrümmer des Motors nicht ausreichend ist, kann der Unterdruck, um diese Ventile zu betätigen, von einem Unterdruckbehälter empfangen werden.
Die Diagnosetests an unterdruckbetätigten Ventilen können intermittierend ausgeführt werden, um eine verschlechterte Funktionalität zu identifizieren. Beispielsweise kann die Diagnose auf der Basis einer Reaktion eines an das CMCV gekoppelten Positionssensors bestimmen, ob eine Platte des CMCV offen blockiert (oder geschlossen blockiert) ist. Falls der Positionssensor als Reaktion auf einen Betätigungsbefehl keine Änderung der Position angibt, kann die Funktionalität eines Aktuators des CMCV als verschlissen diagnostiziert werden. Entsprechend kann ein Diagnosecode in einem Steuersystem signalisiert werden, der einen verschlissenen Aktuator angibt. Die Diagnosetests können jedoch den Unterdruckaktuator falsch als verschlissen diagnostizieren, wenn kein angemessener Unterdruck verfügbar ist, um den Unterdruckaktuator zu betätigen. Eine falsche Diagnose kann daher dazu führen, dass falsche Diagnosecodes gesetzt werden, die zu überflüssigem Testen und zu überflüssigen Kosten führen können. Insgesamt können die Wartungskosten zunehmen, was zu einer Unzufriedenheit des Kunden führt.
Die Erfinder haben hier das obige Problem erkannt und eine Herangehensweise identifiziert, um das Problem wenigstens teilweise zu behandeln. In einer beispielhaften Herangehensweise wird ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Verschleißes eines Unterdruckaktuators bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Angeben des Verschleißes des Unterdruckaktuators auf der Basis einer Schätzung der Luftströmung in einen und aus einem Unterdruckbehälter, wobei die Schätzung auf einer Luftströmung basiert, die sowohl über eine Ansaugvorrichtung in dem Einlasssystem, eine Betätigung des Unterdruckaktuators als auch über eine Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators erzeugt wird. Folglich können falsche Diagnosen des Verschleißes des Unterdruckaktuators aufgrund ungenügender Unterdruckpegel in dem Unterdruckbehälter verringert werden.
Ein Motor kann z. B. ein oder mehrere unterdruckbetätigte CMCVs enthalten, die in einem Einlasskanal stromabwärts einer Einlassdrosselklappe und stromaufwärts eines oder mehrerer Einlassventil(e) der Zylinder positioniert sind. Die CMCVs können daher durch einen Unterdruckaktuator betätigt sein, der den Unterdruck entweder vom Einlasskrümmer oder von einem Unterdruckbehälter beziehen kann. Unter Umständen, bei denen der Krümmerunterdruck für das Betätigen des (der) CMCV(s) nicht angemessen ist, kann aus dem Unterdruckbehälter ein ergänzender Unterdruck gezogen werden. Der Unterdruckbehälter kann fluidtechnisch sowohl an den Einlasskrümmer des Motors, eine Ansaugöffnung einer Ansaugvorrichtung als auch an ein oder mehrere CMCVs gekoppelt sein. Ein Gesamtbetrag einer Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter kann auf der Basis einer Luftströmung in den Unterdruckbehälter und der Luftströmung aus dem Unterdruckbehälter geschätzt werden. Die Luft kann in den Unterdruckbehälter strömen, wenn die CMCVs betätigt werden, wobei die Luft aus dem Unterdruckbehälter zum Einlasskrümmer und/oder zur Ansaugöffnung der Ansaugvorrichtung strömen kann. Falls geschätzt wird, dass der Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als ein Schwellenwert ist, kann ein angemessener Unterdruck nicht verfügbar sein, um das (die) CMCV(s) zu betätigen. Entsprechend kann das Steuersystem nicht angeben, dass das CMCV verschlissen ist, falls eine Betätigung des (der) CMCV(s) keine Änderung eines Positionssensors, der an das (die) CMCV(s) gekoppelt ist, erzeugt. Falls andererseits der Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter höher als ein Schwellenwert ist und die Betätigung des (der) CMCV(s) keine Änderung des Positionssensors erzeugt, kann bestimmt werden, dass das (die) CMCV(s) verschlissen ist (sind).
Auf diese Weise kann ein Verschleiß eines Unterdruckaktuators auf der Basis einer Schätzung eines Gesamtbetrags der Unterdruckfüllung in einem Unterdruckbehälter, der an den Unterdruckaktuator gekoppelt ist, genauer bestimmt werden. Durch das Bestimmen, dass eine verfügbare Menge des Unterdrucks in dem Unterdruckbehälter niedriger als eine Sollmenge ist, kann die Nicht-Ansprechempfindlichkeit des Unterdruckaktuators einem Mangel an Unterdruck in dem Unterdruckbehälter zugeschrieben werden. Entsprechend können die Angaben eines Verschleißes eines Unterdruckaktuators während der Diagnoseroutinen verringert werden, insbesondere wenn die Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als erwünscht ist. Die Diagnoseroutinen können daher abgeschlossen werden, ohne dass eine Fehlfunktions-Anzeigeleuchte betätigt wird. Dies kann wiederum unnötige und teure Diagnosen sowie das Durchführen von überflüssigen Wartungen verringern.
Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie ist nicht dazu ausgelegt, die entscheidenden oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen begrenzt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische graphische Darstellung eines Motors.
2 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines einzelnen Zylinders innerhalb des Motors nach 1.
3 stellt einen beispielhaften Ablaufplan zum Diagnostizieren des Verschleißes in einem Unterdruckaktuator in dem Motor nach 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
4a und 4b stellen einen beispielhaften Ablaufplan zum Schätzen eines Volumens einer Luftfüllung und eines entsprechenden Unterdrucks in einem Unterdruckbehälter in dem Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
5 zeigt einen beispielhaften Ablaufplan, der eine Schätzung eines anfänglichen Luftvolumens in dem Unterdruckbehälter veranschaulicht.
6 stellt eine beispielhafte Diagnose des Unterdruckaktuators gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Bestimmen des Verschleißes in einem unterdruckbetätigten Ventil, wie z. B. einem Ladungsbewegungs-Steuerventil (CMCV), das in einem Einlass eines Motorsystems, wie z. B. des Motors, der in den 1 und 2 dargestellt ist, positioniert ist. Ein Aktuator des unterdruckbetätigten Ventils kann Unterdruck entweder von einem Einlasskrümmer des Motors oder von einem Unterdruckbehälter empfangen. Der Verschleiß des Aktuators und/oder des unterdruckbetätigten Ventils kann angegeben werden, wenn das unterdruckbetätigte Ventil bei einer Betätigung die Position nicht ändert. Ein Betätigungsbefehl kann jedoch nicht zu einer entsprechenden Änderung der Ventilposition führen, falls kein ausreichender Unterdruck in dem Unterdruckbehälter verfügbar ist, um das Ventil zu betätigen. Ein Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter kann durch das Schätzen der Luftströmung in den und aus dem Unterdruckbehälter ermittelt werden (4a, 4b und 5). Eine Diagnose des unterdruckbetätigten Ventils kann auf dem geschätzten Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter basieren (3), so dass nur bestimmt wird, dass das unterdruckbetätigte Ventil verschlissen ist, falls der geschätzte Betrag der Unterdruckfüllung höher als ein Schwellenwert ist (6) und die Betätigung keine Änderung der Position des unterdruckbetätigten Ventils erzeugt. Auf diese Weise kann ein nicht reagierendes unterdruckbetätigtes Ventil nicht als verschlissen betrachtet werden, falls kein ausreichender Unterdruck für seine Betätigung verfügbar ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems 100, das einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor 10 enthält. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Motorsystem 100 in einem Antriebssystem für ein Passagierfahrzeug als Bestandteil enthalten sein. Der Motor 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem 14, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einem Bediener 132 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP.
Das Motorsystem 100 kann Einlassluft über einen Einlasskanal 42 empfangen. Der Einlasskanal 42 kann einen (nicht gezeigten) Luftfilter enthalten. Der Motor 10 kann mehrere Zylinder 30 enthalten. In dem dargestellten Beispiel enthält der Motor 10 sechs Zylinder, die in einer V-Konfiguration angeordnet sind. Insbesondere sind die sechs Zylinder in zwei Reihen 13 und 15 angeordnet, wobei jede Reihe drei Zylinder enthält. In alternativen Beispielen kann der Motor 10 zwei oder mehr Zylinder, wie z. B. 3, 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder, enthalten. Diese verschiedenen Zylinder können gleich unterteilt und in alternativen Konfigurationen angeordnet sein, wie z. B. V, in Reihe, in Boxerform usw. Jeder Zylinder 30 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 66 ausgestattet sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 66 eine Direkteinspritzdüse in den Zylinder. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 66 jedoch als eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse ausgebildet sein.
Die jedem Zylinder 30 (der hier außerdem als eine Verbrennungskammer 30 bezeichnet wird) über einen gemeinsamen Einlasskrümmer 44 zugeführte Einlassluft kann für die Kraftstoffverbrennung verwendet werden, wobei die Verbrennungsprodukte dann über reihenspezifische Auslasskanäle abgeführt werden können. In dem dargestellten Beispiel kann eine erste Reihe 13 der Zylinder des Motors 10 die Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen ersten Auslasskrümmer 56 durch einen gemeinsamen Auslasskanal 17 abführen, während eine zweite Reihe 15 der Zylinder die Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen zweiten Auslasskrümmer 48 durch einen gemeinsamen Auslasskanal 19 abführen kann.
Der Einlasskanal 42 enthält eine Einlassdrosselklappe 62, die eine Drosselklappen-Platte 64 aufweist. In diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappen-Platte 64 über ein Signal, das einem Elektromotor oder einem in der Drosselklappe 62 enthaltenen Drosselklappen-Aktuator 67 bereitgestellt wird, durch den Controller 12 variiert werden, eine Konfiguration, die im Allgemeinen als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassen-Durchflusssensor 120 und einen Atmosphärendrucksensor 121 zum Bereitstellen der jeweiligen Signale MAF und BP hinsichtlich der Luftströmung durch den Einlass bzw. des Atmosphärendrucks für den Controller 12 enthalten. Eine Ansaugvorrichtung 20 kann in einem Ansaugvorrichtungskanal 23 über die Einlassdrosselklappe 62 gekoppelt sein, wie gezeigt ist. Wenn der Krümmerdruck stromabwärts der Einlassdrosselklappe 62 niedriger als der Luftdruck stromaufwärts der Einlassdrosselklappe 62 ist, kann Luft an einem ersten Ende 27 in den Ansaugvorrichtungskanal 23 eintreten, durch die Ansaugvorrichtung 20 strömen und an einem zweiten Ende 29 des Ansaugvorrichtungskanals 23 in den Einlasskrümmer 44 eintreten. Die Luft, die durch die Ansaugvorrichtung 20 strömt, kann an einer Verengung der Ansaugvorrichtung 20 Unterdruck erzeugen, der Luft aus einem Unterdruckbehälter 158 und/oder einem Bremsdruckspeicher und/oder einem Bremskraftverstärker und/oder einem Kraftstoffdampfbehälter (die nicht gezeigt sind) usw. ziehen kann.
Im Einlasskrümmer 44 kann eine Anzahl von Ladungsbewegungs-Steuervorrichtungen (CMCD) 80 positioniert sein, wobei jede CMCD einem der Zylinder 30 entspricht. Wie in 1 zu sehen ist, teilt sich der Einlasskrümmer 44 in einzelne, separate Wege auf, die den einzelnen Zylindern 30 entsprechen. Innerhalb jedes der separaten Wege kann eine CMCD 80 angeordnet sein, um die Luftströmung in den entsprechenden Zylinder zu beeinflussen. Folglich kann jeder der Zylinder 30 fluidtechnisch an eine einzige CMCD 80 gekoppelt sein. Andere Ausführungsformen können einen einzigen Zylinder enthalten, der fluidtechnisch an mehrere CMCDs 80 gekoppelt ist, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In einigen Ausführungsformen können die CMCDs 80 Ventile enthalten, wie z. B. in 1 gezeigt ist, wobei in diesem Fall die Vorrichtungen äquivalent als Ladungsbewegungs-Steuerventile (CMCV) 80 bezeichnet werden können. Die CMCV 80 können außerdem als Wirbelsteuerventile oder Drallsteuerventile bezeichnet werden.
Die CMCVs 80 können die Luftströmung zu einem oder mehreren der Zylinder 30 für verschiedene erwünschte Ergebnisse beschränken, einschließlich des Einstellens der Turbulenz und der Brenngeschwindigkeit, ohne darauf eingeschränkt zu sein. In dem Beispiel nach 1 kann jedes CMCV 80 eine Ventilplatte mit einem ausgeschnittenen Abschnitt enthalten. Es sind andere Bauformen der Ventilplatte möglich. Es ist zu beachten, dass sich das CMCV für die Zwecke dieser Offenbarung in der "geschlossenen" Position befindet, wenn es vollständig aktiviert ist, wobei die Ventilplatte vollständig in die jeweilige Leitung des Einlasskrümmers 44 geneigt sein kann, wobei sich dadurch eine maximale Behinderung der Luftladungsströmung ergibt. Alternativ befindet sich das CMCV in der "offenen" Position, wenn es deaktiviert ist, wobei die Ventilplatte vollständig gedreht sein kann, um im Wesentlichen parallel zu der Luftströmung zu liegen (wie in 1 dargestellt ist), wobei dadurch die Behinderung der Luftströmungsladung beträchtlich minimiert oder eliminiert ist. Die CMCVs können grundsätzlich in ihrer "offenen" Position gehalten werden und können nur dann, wenn Wirbelbedingungen erwünscht sind, in die "geschlossene" Position gebracht werden. Jedes CMCV 80 kann über eine sich drehende Welle eingestellt werden, um die Ventilplatte zu drehen, so dass die Ventilplatte parallel zu der Strömungsrichtung ist, wenn sie sich in der "offenen" Position befindet. In anderen Ausführungsformen kann das Ventil (die Ventilplatte) jedes CMCV 80 in die Zweige des Einlasskrümmers 44 integriert sein, so dass die Beschränkung der Luftströmung verursacht wird, indem das CMCV 80 während der geschlossenen Stellung am Ende in die Luftströmung geschwenkt wird. Es sind andere Konfigurationen des CMCV 80 möglich, wobei der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht verlassen wird.
Wie in 1 gezeigt ist, können die CMCVs 80 in der ersten Reihe 13 der Zylinder des Motors 10 durch die sich drehende Welle 71 gedreht werden, die durch den Aktuator 77 betätigt werden kann. Gleichermaßen können die CMCVs 80 in der zweiten Reihe 15 der Zylinder des Motors 10 durch die sich drehende Welle 81 gedreht werden, die wiederum durch den Aktuator 75 betätigt werden kann. Die CMCV-Aktuatoren 75 und 77 können Unterdruckaktuatoren sein und können über jeweilige Leitungen fluidtechnisch an den Unterdruckbehälter 158 gekoppelt sein. Eine Zufuhr von Unterdruck zu den CMCV-Aktuatoren 75 und 77 kann auf der Basis einer Aktivierung der jeweiligen Ventile 87 und 89 über jeweilige Leitungen 97 und 98 bereitgestellt werden. Der Unterdruck kann von dem Unterdruckbehälter 158 bezogen werden, wie in 1 gezeigt ist. Ferner kann der Unterdruck außerdem von dem (in 1 nicht gezeigten) Einlasskrümmer 44 empfangen werden, der sich während des Motorbetriebs, z. B. wenn die Einlassdrosselklappe 62 geschlossen oder größtenteils geschlossen ist, im Wesentlichen unter Unterdruckbedingungen befinden kann. In einem Beispiel können die Ventile 87 und 89 Solenoid-Ventile sein. Eine Änderung der Position der sich drehenden Wellen 71 und 81 kann durch die Positionssensoren 85 bzw. 83 bestimmt werden, die durch eines von mehreren Verfahren an ihre jeweiligen sich drehenden Wellen gekoppelt sein können.
Das Motorsystem 100 kann ein Steuersystem 14 enthalten, das wiederum einen Controller 12 umfasst, der ein elektronisches Steuersystem des Motorsystems oder des Fahrzeugs, in dem das Motorsystem installiert ist, sein kann. Der Controller 12 kann konfiguriert sein, wenigstens teilweise auf der Basis einer Eingabe von einem oder mehreren Sensoren 16 innerhalb des Motorsystems Steuerentscheidungen zu treffen, und kann auf der Basis der Steuerentscheidungen die Aktuatoren 82 steuern. Der Controller 12 kann z. B. computerlesbare Anweisungen in einem Speicher speichern, wobei die Aktuatoren 82 über die Ausführung der Anweisung gesteuert werden können.
Beispielhafte Sensoren enthalten den MAP-Sensor 122, den MAF-Sensor 120, den BP-Sensor 121, die Positionssensoren 83 und 85 und den Krümmerlufttemperatur-Sensor (MAT-Sensor) 123. Beispielhafte Aktuatoren enthalten den Drosselklappen-Aktuator 67, die Kraftstoffeinspritzdüse 66, die Solenoid-Ventile 87 und 89, die den CMCV-Aktuatoren 75 bzw. 77 Unterdruck zuführen, um die CMCVs 80 einzustellen, usw. Zusätzliche Sensoren und Aktuatoren können enthalten sein, wie in 2 beschrieben ist.
Das Steuersystem 14 mit dem Controller 12 kann computerlesbare Anweisungen zum Steuern der Aktuatoren 82, insbesondere der CMCV-Aktuatoren 75 und 77, enthalten. Die Betätigung (d. h., das Öffnen und das Schließen) der CMCVs 80 kann z. B. eine Funktion der Motordrehzahl und der Last sein, wobei die Last eine Funktion von Faktoren, wie z. B. unter anderem des Einlasskrümmerdrucks (MAP), des Atmosphärendrucks und der Temperatur, ist. In anderen Beispielen kann die Betätigung der CMCVs 80 als Reaktion auf die Betätigung der Einlassdrosselklappe 62 geschehen und kann innerhalb des Steuersystems verwendet werden, um die Motorlast zu überwachen. Alternativ kann das Steuersystem 14 Anweisungen aufweisen, um das (die) CMCV(s) 80 als Reaktion auf eine Funktion beider Variable zu schließen und/oder zu öffnen. Die Ventilbetätigung kann ferner als Reaktion auf die Temperatur, die Zündzeitsteuerung oder andere Bedingungen, die nicht anderweitig spezifiziert sind, erfolgen.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist ein Zylinder 30 des Mehrzylindermotors 10 der Ausführungsform nach 1 dargestellt. Der Zylinder 30 in 2 kann ein Zylinder aus der zweiten Reihe 15 der Zylinder des Motors 10 in 1 sein. Die zuvor in 1 eingeführten Komponenten als solche sind in 2 ähnlich nummeriert und werden nicht erneut eingeführt.
Ein Zylinder 30 (der außerdem als Verbrennungskammer 30 bezeichnet wird) des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 32 enthalten, in denen ein Kolben 36 positioniert ist. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein (nicht gezeigtes) Zwischengetriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein (nicht gezeigtes) Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation des Motors 10 zu ermöglichen.
Wie zuvor in 1 beschrieben worden ist, kann die Verbrennungskammer 30 die Einlassluft über einen Einlasskanal 42 von einem Einlasskrümmer 44 empfangen, wobei sie die Verbrennungsgase über einen Auslasskrümmer 48 und einen Auslasskanal 19 abführen kann. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskrümmer 48 können selektiv über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert sein. Jedes der Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenwellenverstellungssystem (CPS) und/oder variable Zeitsteuerungssysteme der Nocken (VCT) und/oder variable Zeitsteuerungssysteme der Ventile (VVT) und/oder variable Ventilhubsysteme (VVL) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Winkelpositionen der Einlass- und der Auslassnockenwelle können durch die Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. Folglich kann die Position eines Einlassnockens durch den Positionssensor 55 bestimmt werden. Die Position eines Auslassnockens kann durch den Positionssensor 57 bestimmt werden.
In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Der Zylinder 30 kann z. B. alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert ist, und ein Auslassventil, das über eine Nockenbetätigung, die ein CPS- und/oder ein VCT-System enthält, gesteuert ist, enthalten. Während 2 einen Zylinder 30 aus der zweiten Reihe 15 der Zylinder in dem Motor 10 nach 1 darstellt, können die anderen Zylinder 30 sowohl der ersten Reihe 13 als auch der zweiten Reihe 15 des Motors 10 ähnliche Einlass-/Auslassventile enthalten, die durch eines der oben beschriebenen Ventilbetätigungssysteme gesteuert sind.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist dahingehend dargestellt, dass sie direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW, das über einen elektronischen Treiber 68 vom Controller 12 empfangen wird, direkt in diese einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das bereit, was als Direkteinspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann z. B. an der Seite der Verbrennungskammer oder im Oberteil der Verbrennungskammer angebracht sein. Der Kraftstoff kann durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler enthält, der Kraftstoffeinspritzdüse 66 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die im Einlasskrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet ist, die das bereitstellt, was als Kanaleinspritzung des Kraftstoffs in die Einlassöffnung stromaufwärts der Verbrennungskammer 30 bekannt ist.
Das Zündsystem 88 kann gemäß ausgewählten Betriebsmodi als Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA vom Controller 12 über eine Zündkerze 92 der Verbrennungskammer 30 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Funkenzündungskomponenten gezeigt sind, können in einigen Ausführungsformen die Verbrennungskammer 30 oder eine oder mehrere andere Verbrennungskammern des Motors 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
Der Einlasskrümmer 44 ist dahingehend dargestellt, dass er mit einer eine Drosselklappenplatte 64 aufweisenden Einlassdrosselklappe 62 in Verbindung steht. In diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappenplatte 64 durch den Controller 12 über ein Signal, das einem in der Drosselklappe 62 enthaltenen Elektromotor oder Aktuator (einem in 2 nicht gezeigten Drosselklappen-Aktuator 67) bereitgestellt wird, variiert werden, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Die Einlassdrosselklappe 62 kann die Luftströmung von dem Einlasskanal 42 zum Einlasskrümmer 44 und, neben anderen Motorzylindern, zur Verbrennungskammer 30 steuern. Die Position der Drosselklappenplatte 64 kann dem Controller 12 durch ein Drosselklappenpositionssignal TP von einem Drosselklappenpositionssensor 58 bereitgestellt werden.
Ein Abgassensor 126 ist dahingehend dargestellt, dass er stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Auslasskanal 19 gekoppelt ist. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-Sensor (universeller oder Breitbandsensor für Sauerstoff) ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO- (ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 70 ist dahingehend dargestellt, dass sie entlang dem Auslasskanal 19 stromabwärts eines Abgassensors 126 angeordnet ist. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), ein NOx-Speicher-Katalysator, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Wie unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben worden ist, befindet sich das CMCV 80 im Einlasskrümmer 44 in einer Leitung, die zum Einlassventil 52 des Zylinders 30 führt. Eine Position des CMCV 80 kann durch das Drehen einer Welle, wie z. B. der sich drehenden Welle 81 der 1, unter Verwendung eines CMCV-Aktuators 75 eingestellt werden. Die Änderung der Position (oder deren Fehlen) der sich drehenden Welle und deshalb der CMCVs 80 kann über einen Positionssensor 83 zu dem Controller 12 übertragen werden. Wenn eine Änderung der Position des CMCV erwünscht ist, kann der Controller 12 das Solenoid-Ventil 87 aktivieren, um Unterdruck zuzuführen, um den CMCV-Aktuator 75 zu betätigen. Der Unterdruck kann dem CMCV-Aktuator 75 von dem Unterdruckbehälter 158 bereitgestellt werden. Der Unterdruckbehälter 158 kann den Unterdruck ausschließlich den CMCV-Aktuatoren bereitstellen, wie in 1 dargestellt ist. Es ist zu bemerken, dass, während die dargestellten schematischen Beispiele nach den 1 und 2 zeigen, dass sich der Unterdruckbehälter 158 außerhalb des Einlasskrümmers 44 befindet, der Unterdruckbehälter 158 innerhalb des Einlasskrümmers 44 positioniert sein kann. Das Leitungssystem zwischen dem Einlasskrümmer und dem Unterdruckbehälter kann sich jedoch außerhalb befinden. Der Unterdruck kann nur unter der Bedingung von dem Unterdruckbehälter 158 gezogen werden, dass der Krümmerunterdruck (der Unterdruck im Einlasskrümmer 44) für die Betätigung der verschiedenen Unterdruckaktuatoren, z. B. des CMCV-Aktuators 75, nicht angemessen ist. Entsprechend kann das Solenoid-Ventil 87 über einen Kanal 99 und einen Kanal 95 fluidtechnisch an den Einlasskrümmer 44 gekoppelt sein. Daher können die Unterdruckpegel in dem Unterdruckbehälter 158 bei Motorbedingungen mit einem erhöhten Einlasskrümmerunterdruck über den Kanal 95 von dem Einlasskrümmer 44 (der später beschrieben wird) ergänzt werden. Die Ansaugvorrichtung 20 kann über der Einlassdrosselklappe 62 an den Kanal 23 gekoppelt sein, so dass ein Anteil der Luft von einem Ort stromaufwärts der Einlassdrosselklappe 62 in das erste Ende 27 des Kanals 23 und durch die Ansaugvorrichtung 20 strömen kann und stromabwärts der Einlassdrosselklappe 62 in den Einlasskrümmer 44 austreten kann. Eine Luftströmung durch die Ansaugvorrichtung 20 erzeugt einen Niederdruckbereich innerhalb der Ansaugvorrichtung 20, wodurch eine Unterdruckquelle für die Unterdruckbehälter und die Unterdruck verbrauchenden Vorrichtungen, wie z. B. die Kraftstoffdampfbehälter, die Bremskraftverstärker usw., bereitgestellt wird. Die Ansaugvorrichtungen (die alternativ als Ejektoren, Venturis, Strahlpumpen und Injektoren bezeichnet werden können), sind deshalb passive Vorrichtungen, die eine kostengünstige Unterdruckerzeugung bereitstellen können, wenn sie in Motorsystemen verwendet werden.
Fortfahrend mit der 2 kann einem Unterdruckbehälter 158 Unterdruck vom Einlasskrümmer 44 über den Kanal 95 zugeführt werden. Ein Rückschlagventil 60 ist in dem Kanal 95 enthalten, um eine Strömung von Luft vom Unterdruckbehälter 158 zum Einlasskrümmer 44 zu ermöglichen und die Luftströmung vom Einlasskrümmer 44 zum Unterdruckbehälter 158 zu sperren. Aus dem Unterdruckbehälter 158 kann Luft gezogen werden, wenn der Krümmerunterdruck höher als ein Betrag der Unterdruckfüllung im Unterdruckbehälter 158 ist. Mit anderen Worten, wenn der Krümmerabsolutdruck im Einlasskrümmer 44 niedriger als der Absolutdruck im Unterdruckbehälter ist, strömt Luft vom Unterdruckbehälter in den Einlasskrümmer. Hier nimmt der Betrag der Unterdruckfüllung im Unterdruckbehälter 158 zu, während gleichzeitig ein Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter 158 abnimmt. Es wird erkannt, dass ein höherer Unterdruck einen niedrigeren Absolutdruck angibt.
Außerdem kann dem Unterdruckbehälter 158 Unterdruck von dem Ejektor 20 über Kanäle 91 und 73 zugeführt werden. Das Rückschlagventil 61 im Kanal 91 kann eine Luftströmung vom Unterdruckbehälter 158 zu der Ansaugvorrichtung 20 ermöglichen und kann die Luftströmung von der Ansaugvorrichtung 20 zu dem Unterdruckbehälter 158 verhindern. Ferner kann der Ejektor 20 einem Bremsunterdruckbehälter 138, der in dem dargestellten Beispiel über einen Kanal 94 mit einem Bremskraftverstärker 140 fluidtechnisch in Verbindung steht, außerdem Unterdruck zuführen. Der Bremsunterdruckbehälter 138 kann außerdem als Bremsdruckspeicher bezeichnet werden. Der Bremsunterdruckbehälter 138 kann Unterdruck von der Ansaugvorrichtung 20 über die Kanäle 73 und 93 empfangen. Das Rückschlagventil 63 in dem Kanal 93 stellt Luftströmungen nur von dem Bremsunterdruckbehälter 138 zu der Ansaugvorrichtung 20 sicher, und stellt sicher, dass Luft nicht von dem Ejektor 20 zu dem Bremsunterdruckbehälter 138 strömt. Gleichermaßen stellt das Rückschlagventil 65 in dem Kanal 94 sicher, dass Luft nur vom Bremskraftverstärker 140 zum Bremsunterdruckbehälter 138 strömt und nicht vom Bremsunterdruckbehälter 138 zum Bremskraftverstärker 140 weitergeht. Dem Bremskraftverstärker 140 kann außerdem Unterdruck direkt von dem (nicht gezeigten) Einlasskrümmer 44 bereitgestellt werden. Der Bremskraftverstärker 140 kann einen inneren Unterdruckbehälter enthalten, wobei er die durch den Bediener 132 des Fahrzeugs über das Bremspedal 150 dem Master-Zylinder zum Anwenden der (nicht gezeigten) Fahrzeugbremsen bereitgestellte Kraft verstärken kann. Es ist daher zu bemerken, dass der Ejektor 20 sowohl dem Bremsunterdruckbehälter 138 als auch dem Unterdruckbehälter 158 Unterdruck bereitstellen kann. Ferner können der Unterdruckbehälter 158 (und der Bremsunterdruckbehälter 138) einen niedrigeren Druck als den Krümmerdruck speichern. Der durch die Ansaugvorrichtung 20 erzeugte Unterdruck kann daher vorzugsweise dem Bremsunterdruckbehälter 138 bereitgestellt werden, weil er dem Bremskraftverstärker 140 Unterdruck zuführt. Das Rückschlagventil 63 kann z. B. eine größere Öffnung als diejenige, die in dem Rückschlagventil 61 enthalten ist, enthalten, um es zu ermöglichen, dass ein größerer Anteil des durch die Ansaugvorrichtung erzeugten Unterdrucks dem Bremsunterdruckbehälter 138 zugeführt wird. Es ist ebenfalls zu bemerken, dass der Unterdruckbehälter 158 nicht an einen Drucksensor gekoppelt sein sollte. Um die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter 158 in Erfahrung zu bringen, kann ein Schätzmodell erwünscht sein, um die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung zu bestimmen, was bezüglich der 3–5 weiter beschrieben wird.
Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der Folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Controller 12 befehligt verschiedene Aktuatoren, wie z. B. die Drosselklappenplatte 64, den CMCV-Aktuator 75 über das Solenoid-Ventil 87, die Kraftstoffeinspritzdüse 66 und dergleichen. Es ist gezeigt, dass der Controller 12 zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich der Folgenden: der Motor-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eines Positionssensors 134, der an ein Fahrpedal 130 gekoppelt ist, zum Abtasten der durch den Bediener 132 des Fahrzeugs eingestellten Position des Fahrpedals; einer Messung des Motor-Krümmerdrucks (MAP) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einer Messung des Atmosphärendrucks (BP) vom Drucksensor 121, der an den Einlasskanal 42 gekoppelt ist; einer Messung des Unterdrucks im Bremsunterdruckbehälter 138 von einem Drucksensor 125, eines Profil-Zündstromabnehmer-Signals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Luftmassendurchflusssensor 120; eines Positionssensors 83, der an die sich drehenden Wellen 81 gekoppelt ist; und einer Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 58. Der Sensor 118, der auch als Motor-Positionssensor verwendet wird, kann bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse erzeugen, aus der die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann. Der Festwertspeicher 106 des Speichermediums im Controller 12 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen repräsentieren, die durch den Prozessor 102 zum Ausführen sowohl der im Folgenden beschriebenen Verfahren als auch anderer Varianten, die vorausgesehen werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, ausführbar sind. Beispielhafte Verfahren und Routinen sind hier bezüglich der 3–5 beschrieben.
In einigen Ausführungsformen kann der Motor an ein Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen davon aufweisen. Ferner können in einigen Ausführungsformen andere Motorkonfigurationen verwendet werden, z. B. ein Dieselmotor.
Es wird erkannt, dass, obwohl in 2 ein einziger Zylinder 30 dargestellt ist, jeder Zylinder 30 des Motors 10 seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündkerzen usw. aufweisen kann. Außerdem kann der Motor in den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen an einen (nicht gezeigten) Startermotor zum Starten des Motors gekoppelt sein. Der Startermotor kann z. B. mit Energie versorgt werden, wenn der Fahrer einen Schlüssel im Zündschalter an der Lenksäule dreht. Der Starter wird nach dem Start des Motors ausgerückt, z. B. indem der Motor 10 nach einem vorgegebenen Zeitraum eine vorgegebene Drehzahl erreicht.
Folglich kann ein beispielhaftes System einen Motor mit einem Zylinder, der über einen Einlasskrümmer fluidtechnisch mit einem Einlasskanal in Verbindung steht, ein Ladungsbewegungs-Steuerventil, das im Einlasskanal stromabwärts einer Einlassdrosselklappe positioniert ist, einen Aktuator, der das Ladungsbewegungs-Steuerventil zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position betätigt, einen Unterdruckbehälter, der sowohl mit dem Aktuator als auch mit einer Ansaugvorrichtung und mit dem Einlasskrümmer fluidtechnisch in Verbindung steht, und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Betätigen des Ladungsbewegungs-Steuerventils über den Aktuator enthalten.
Unter Bezugnahme auf die 3 wird nun eine beispielhafte Routine 300 zum Diagnostizieren des Verschleißes bei einem unterdruckbetätigten Ventil oder einem Unterdruckaktuator, wie z. B. einem CMCV oder dem CMCV-Aktuator gezeigt. Spezifisch basiert eine Angabe des Verschleißes in dem CMCV-Aktuator und/oder dem CMCV auf einer Schätzung der Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in einem Unterdruckbehälter, der dem CMCV-Aktuator Unterdruck zuführt, wie z. B. dem Unterdruckbehälter 158 nach den 1 und 2. Der Unterdruckbehälter 158 kann außerdem als Steuerbehälter des Einlasskrümmer-Ansaugkanals bezeichnet werden, wobei die CMCVs außerdem als Steuerventile des Einlasskrümmer-Ansaugkanals bezeichnet werden können.
Bei 302 können die Betriebsbedingungen des Motors bestimmt werden. Die Betriebsbedingungen des Motors können die Motordrehzahl (Ne), die Drehmomentanforderung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung, den Atmosphärendruck (BP), den Krümmerabsolutdruck (MAP) usw. enthalten. Bei 304 kann die Routine 300 bestimmen, ob die Bedingungen, die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter zu schätzen, erfüllt sind. Die Schätzung der Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter kann z. B. nicht implementiert sein, wenn der Krümmerunterdruck ausreichend ist, um die CMCV-Aktuatoren zu betätigen. Folglich kann die Schätzung der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter ausgeführt werden, wenn der Krümmerunterdruck nicht ausreichend ist, um die CMCV-Aktuatoren zu betätigen, und wenn der Unterdruck, um die CMCV-Aktuatoren zu betätigen, durch den Unterdruckbehälter zugeführt wird.
Falls die Bedingungen zum Schätzen der Unterdruckfüllung nicht erfüllt sind, geht die Routine 300 zu 306 weiter, um eine Schätzung des Behälterunterdrucks nicht auszuführen, wobei sie endet. Falls andererseits die Bedingungen zum Schätzen der Unterdruckfüllung erfüllt sind, geht die Routine 300 zu 308 weiter, um die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung (mit anderen Worten den Druck) in dem Unterdruckbehälter zu schätzen. Die Routine 400 gemäß 4 stellt weitere Einzelheiten hinsichtlich der Schätzung bereit.
Als Nächstes kann die Routine 300 bei 310 bestimmen, ob die geschätzte Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Behälter, RV, (der auch als Behälterunterdruck bezeichnet wird) kleiner als ein erster Schwellenwert, der Schwellenwert_P, ist. Der erste Schwellenwert kann z. B. ein Unterdruck von 7 Zoll Quecksilbersäule sein. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenwert_P ein Unterdruck von 6 Zoll Quecksilbersäule sein. Falls bei 310 bestimmt wird, dass die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter kleiner als der Schwellenwert_P ist, geht die Routine 300 zu 312 weiter, um einen tiefen Pegel des Unterdrucks anzuzeigen und um einen Merker in dem Steuersystem zu setzen. Der Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter als solcher kann bei der nächsten verfügbaren Gelegenheit erhöht werden. Falls z. B. der Krümmerunterdruck nicht ausreichend hoch ist, um dem Unterdruckbehälter Unterdruck zuzuführen, und wenn es die Motorbedingungen erlauben, kann die Einlassdrosselklappe in eine weiter geschlossene Position eingestellt werden, um den Krümmerunterdruck zu erhöhen. Die Einstellung der Einlassdrosselklappe kann durch einen entsprechenden Anstieg der Motordrehzahl begleitet sein, um die Motorleistung auf einem relativ konstanten Pegel zu halten. Dieses Verfahren kann daher für Fahrzeuge geeigneter sein, die mit einem stufenlosen Getriebe ausgerüstet sind. In einem weiteren Beispiel kann die Luftströmung durch die Ansaugvorrichtung vergrößert werden, so dass der Unterdruck durch die Ansaugvorrichtung bereitgestellt werden kann. Ferner kann die Routine 300 bei 314 außerdem einen Merker setzen, um den Unterdruckaktuator nicht zu betätigen. In dem Beispiel der CMCV-Aktuatoren und der CMCVs können die CMCV-Aktuatoren nicht betätigt werden, so dass die CMCVs in ihrer offenen Position gehalten werden können und nicht in eine geschlossene Position gebracht werden.
Falls bei 310 bestimmt wird, dass der Pegel der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter größer als der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P, ist, geht die Routine 300 zu 316 weiter, um den Messwert des geschätzten Pegels der Unterdruckfüllung in dem Controller zu speichern. Wenn dieser Schätzung eine nachfolgende Betätigung des Unterdruckaktuators (z. B. des CMCV-Aktuators) folgt, kann die Routine 300 ferner bei 318 bestätigen, dass ein entsprechender Positionssensor eine Änderung der Position des unterdruckbetätigten Ventils, z. B. des (der) CMCV(s), angibt. Wenn ja, geht die Routine 300 zu 320 weiter, um einen stabilen Aktuator und/oder ein stabiles unterdruckbetätigtes Ventil zu bestimmen. Falls andererseits der (die) Positionssensor(en) keine Änderung der Position des unterdruckbetätigten Ventils (z. B. des (der) CMCV(s)) bei der Betätigung der Unterdruckaktuatoren, z. B. der CMCV-Aktuatoren, angibt (angeben), kann die Routine 300 bei 322 bestimmen, dass der Aktuator (oder eine andere in Beziehung stehende Hardware) verschlissen ist. Ferner kann bei 324 ein Merker einschließlich eines Diagnosecodes gesetzt werden, wobei eine Fehlfunktions-Anzeigeleuchte (MIL) aufleuchten kann.
Folglich kann das früher beschriebene beispielhafte Motorsystem einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die im nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Betätigen des Ladungsbewegungs-Steuerventils über den Aktuator, z. B. den CMCV-Aktuator, und zum Anzeigen eines Verschleißes des Aktuators, falls das Ladungsbewegungs-Steuerventil als Reaktion auf das Betätigen bewegungslos bleibt, wenn ein Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als ein Schwellenwert ist, enthalten. Der Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter steht mit dem Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter in Beziehung. Folglich kann ein Verschleiß des Aktuators angezeigt werden, falls das Ladungsbewegungs-Steuerventil als Reaktion auf das Betätigen bewegungslos bleibt, wenn der Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter höher als ein Schwellenwert, wie z. B. der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P, ist. Der Controller kann ferner Anweisungen zum Sperren des Aktuators und des Ladungsbewegungs-Steuerventils bei Anzeichen von Verschleiß umfassen. Der Controller kann ferner Anweisungen zum Anzeigen eines niedrigen Unterdrucks in dem Unterdruckbehälter enthalten, wenn geschätzt wird, dass der Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter höher als der Schwellenwert ist (oder wenn der Betrag der Unterdruckfüllung niedriger als der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P, ist).
Auf diese Weise kann eine zuverlässigere Bestimmung des Verschleißes in einem Unterdruckaktuator ausgeführt werden, indem die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung in dem Behälter in Erfahrung gebracht wird. Bei der Betätigung kann ein Fehlen einer entsprechenden Änderung der Position des (der) CMCV(s) oder anderer unterdruckbetätigte Komponenten daher auf einen unzureichenden Unterdruck in dem Behälter zurückzuführen sein. Das obige Verfahren stützt sich deshalb nicht einfach auf einen Mangel der Ansprechempfindlichkeit von dem Unterdruckaktuator, um einen Verschleiß zu bestimmen.
Unter Bezugnahme auf die 4a und 4b wird nun die Routine 400 gezeigt, die ein Verfahren zum Bestimmen einer Höhe des (oder eines Volumens des) Pegels der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter veranschaulicht. Die Routine schätzt daher einen Betrag der Luftfüllung in dem Behälter und berechnet den Betrag der Unterdruckfüllung aus dem Betrag der Luftfüllung. Spezifisch wird die Luftströmung in den und aus dem Unterdruckbehälter auf der Basis einer Luftströmung, die sowohl über eine Ansaugvorrichtung in dem Einlasssystem, eine Betätigung eines Unterdruckaktuators als auch über eine Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators erzeugt wird, geschätzt. Ferner kann eine Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter verwendet werden, um einen Absolutdruck des Behälters und dann einen Behälterunterdruck zu bestimmen. Es wird erkannt, dass die beschriebene Berechnung zum Bestimmen des Unterdrucks für die Einfachheit der Berechnungen das Volumen der Luftströmung anstelle der Masse der Luftströmung verwendet. Die Massenströmungsberechnungen können verwendet werden, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Bei 402 kann die Routine 400 bestimmen, ob der Krümmerabsolutdruck (MAP) höher als ein vorher geschätzter Behälterabsolutdruck (RAP) ist. Der RAP kann z. B. die neueste Schätzung sein, die im Speicher des Controllers gespeichert sein kann. Wie zuvor bezüglich 304 der Routine 300 beschrieben worden ist, kann ein MAP, der höher als der RAP ist, ein Anzeichen dafür sein, dass der Krümmerunterdruck nicht angemessen ist, um die Unterdruckaktuatoren in dem Motorsystem zu betätigen. Ferner kann unter Bedingungen, bei denen der Druck im Einlasskrümmer (MAP) nicht ausreichend niedrig ist, der Unterdruck zur Betätigung der CMCV-Aktuatoren durch den Unterdruckbehälter, wie z. B. den Unterdruckbehälter 158, zugeführt werden.
In einem weiteren Beispiel kann die Anfangsvoraussetzung zum Aktivieren der Routine 400 das Bestätigen sein, dass der Krümmerunterdruck, wie er durch den Unterschied zwischen dem Atmosphärendruck (BP) und dem MAP (wie in BP – MAP) geschätzt wird, niedriger als ein zweiter Schwellenwert, der Schwellenwert_V, ist. Ein niedrigerer Krümmerunterdruck kann einen höheren Absolutdruck im Krümmer angeben. Mit anderen Worten, ein niedrigerer Pegel des Unterdrucks enthält eine kleinere Menge (oder ein kleineres Volumen) der Unterdruckfüllung. Ferner gibt ein höherer Unterdruck in dem Einlasskrümmer einen niedrigeren Druck (absolut) in dem Einlasskrümmer an. Noch weiter gibt ein höherer Unterdruck einen höheren Pegel der Unterdruckfüllung an. Wenn folglich der Krümmerunterdruck (z. B. BP – MAP) niedriger als der zweite Schwellenwert, der Schwellenwert_V, ist, kann der Krümmerunterdruck nicht ausreichend sein, um die Unterdruckaktuatoren, wie z. B. die CMCV-Aktuatoren, zu betätigen. In einem Beispiel kann der Schwellenwert_V 7 Zoll Quecksilbersäule betragen. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenwert_V 5 Zoll Quecksilbersäule betragen. Beispielsweise kann unter den Bedingungen einer hohen Beschleunigung, wenn sich die Einlassdrosselklappe (wie z. B. die Einlassdrosselklappe 62 des Motors 10) in einer weit geöffneten Stellung befindet, der MAP höher als der RAP sein (oder kann der Krümmerunterdruck niedriger als der Schwellenwert_V sein). In einem weiteren Beispiel kann der Krümmerdruck bei niedrigeren Motordrehzahlen bei einer größtenteils offenen Einlassdrosselklappe ansteigen, wobei folglich der Krümmerunterdruck nicht angemessen sein kann, um die Unterdruckaktuatoren zu betätigen.
Falls bei 402 bestätigt wird, dass der MAP nicht höher als der vorher geschätzte RAP ist (oder dass BP – MAP nicht niedriger als der Schwellenwert_V ist), geht die Routine 400 zu 404 weiter, um den Betrag (oder das Volumen) der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter nicht zu schätzen oder zu ermitteln. Ferner kann die Routine 400 bei 405 die vorhergehenden Schätzungen der Luftströmung in den Unterdruckbehälter aufgrund der Betätigungen des Unterdruckaktuators einschließlich der Luftströmung aufgrund einer Undichtigkeit aus dem Controller-Speicher löschen. Weiterhin setzt die Routine 400 den RAP gleich dem gemessenen MAP, womit sie beendet ist. Weil der MAP nicht höher als der vorher geschätzte RAP ist, kann daher Unterdruck vom Einlasskrümmer dem Unterdruckbehälter zugeführt werden, was zu einer Änderung des Volumens der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter führt. Deshalb kann der RAP bei 405 aktualisiert werden, um gleich dem MAP zu sein.
Falls bei 402 bestimmt wird, dass der MAP größer als der vorher geschätzte RAP ist (oder dass BP – MAP niedriger als der Schwellenwert_V ist), geht die Routine 400 zu 406 weiter, um ein anfängliches Luftfüllungsvolumen in dem Unterdruckbehälter (V_init) aus dem Speicher abzurufen. Die Routine 500 nach 5 kann verwendet werden, um ein anfängliches Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter zu bestimmen. Das anfängliche Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter kann ein normiertes Volumen sein. Durch das Normieren des Luftvolumens kann das im Folgenden beschriebene Verfahren zum Bestimmen des Unterdrucks in dem Unterdruckbehälter die Höhenlage kompensieren. Die Höhenlage des Fahrzeugs kann daher den Krümmerdruck und den Behälterunterdruck beeinflussen.
Als Nächstes kann bei 408 ein Betrag der Luftströmung in den Behälter auf der Basis einer Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungen (N) des Unterdruckaktuators geschätzt werden, wenn der MAP niedriger als der RAP ist (oder wenn der Krümmerunterdruck niedriger als der Schwellenwert_V ist). Wenn der Krümmerunterdruck z. B. nicht ausreichend ist, um dem Unterdruckaktuator, wie z. B. den CMCV-Aktuatoren 75 und 77 des Motors 10, Unterdruck bereitzustellen, kann der Unterdruckbehälter 158 den Unterdruckaktuatoren Unterdruck zu führen. Jede Betätigung des Unterdruckaktuators kann die Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter vergrößern und gleichzeitig die Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter verringern. Durch das Zählen der Anzahl der Betätigungen (N), die den Unterdruck aus dem Unterdruckbehälter aufbrauchen, kann das Gesamtvolumen der Luftströmung (AF), die in den Behälter bei N Betätigungen eingeleitet wird, berechnet werden. Spezifisch kann das Gesamtvolumen der Luftströmung, AF, in den Unterdruckbehälter bei N Betätigungen des Unterdruckaktuators durch das Multiplizieren von N mit einem Volumen der Luftströmung in den Unterdruckbehälter pro Betätigung des Unterdruckaktuators (V_AF) berechnet werden, wie bei 410 gezeigt ist.
Eine deduktive Kenntnis des Volumens der Luftströmung in den Unterdruckbehälter bei jeder Betätigung des Unterdruckaktuators, V_AF, kann auf dem Prüfstand geeicht werden. Wenn sich der Motor auf dem Prüfstand befindet, kann er nach dem Bestätigen, dass der Unterdruckbehälter eine bestimmte Unterdruckfüllung enthält, abgestellt werden. Die bestimmte Unterdruckfüllung kann so sein, dass eine gegebene Anzahl von Betätigungen des Unterdruckaktuators möglich ist. Die Bestätigung als solche, dass sich der Unterdruckbehälter unter Unterdruck befindet, kann unter Verwendung eines an den Unterdruckbehälter gekoppelten Drucksensors auf dem Prüfstand ausgeführt werden. Der Drucksensor kann den Druck im Unterdruckbehälter beim Start der Eichung angeben. Ferner kann sich der Motor im Ruhezustand befinden, wenn er abgestellt ist, und das Fahrzeug kann in einem Zustand mit ausgeschaltetem Motor sein. Nach dem Ausschalten des Motors kann der Unterdruckaktuator (z. B. der CMCV-Aktuator) nacheinander betätigt (und gezählt) werden, bis es keine Änderung der Ausgabe des Positionssensors gibt, was angibt, dass die Betätigung keine Änderung des unterdruckbetätigten Ventils erzeugt. Als Nächstes kann der vorhandene Druck in dem Unterdruckbehälter nach den aufeinanderfolgenden Betätigungen (z. B. einer Anzahl S von Betätigungen) über den Drucksensor, der an den Unterdruckbehälter gekoppelt ist, bestimmt werden. Wenn der Motor ausgeschaltet ist, kann kein Krümmerunterdruck vorhanden sein, wobei die Betätigung des Unterdruckaktuators den Unterdruck nur aus dem Unterdruckbehälter ziehen kann. Insbesondere kann die Betätigung der CMCV-Aktuatoren, um die Position der CMCVs zu ändern, nur den Unterdruck aus dem Unterdruckbehälter 158 nach den 1 und 2 verwenden. Folglich kann das Volumen der Luftströmung pro Betätigung durch das Beobachten der Anzahl der möglichen Betätigungen (z. B. S) bei ausgeschaltetem Motor, die den Unterdruck in dem Unterdruckbehälter aufbrauchen, geeicht werden. Hier kann bei 412 die Änderung des Drucks im Unterdruckbehälter nach den aufeinanderfolgenden Betätigungen durch die gezählte Anzahl der Betätigungen, z. B. S, geteilt werden, um V_AF zu schätzen. Deshalb kann das Gesamtvolumen der Luftströmung, AF, wie folgt berechnet werden: AF = N Betätigungen·V_AF (1)
Nach dem Bestimmen des Gesamtvolumens der Luftströmung AF in den Unterdruckbehälter geht die Routine 400 zu 414 weiter, um ein Undichtigkeitsluftvolumen zu schätzen. Während der Aktivierung des CMCV-Aktuators kann eine zusätzliche Luftströmung in den Unterdruckbehälter austreten. Genauer gesagt kann während einer Betätigung des CMCV-Aktuators Unterdruck vom Unterdruckbehälter 158 durch den Kanal 97 zum Unterdruckaktuator 75 strömen. Die Luft kann daher während der Betätigungen in den Unterdruckbehälter gezogen werden. Der Kanal 97 (und ähnliche Kanäle) können aus Schläuchen oder ähnlichen Leitungen gebildet sein, wobei der Unterdruck diese Schläuche füllen kann. Ferner kann der Unterdruck den Raum, der einer Membran in dem CMCV-Aktuator benachbart ist, füllen. Die Kupplungen und die Verbindungen zwischen den Kanälen (oder den Schläuchen) und den Aktuatoren und die Kanäle und der Unterdruckbehälter können kleine Undichtigkeiten enthalten. Weil die Kanäle nur während der Betätigung des Unterdruckaktuators mit Unterdruck gefüllt sind, kann eine Undichtigkeitsrate nur während der Betätigung der unterdruckbetätigten Ventile ermittelt werden.
Die Undichtigkeitsluftströmung (LF) in den Unterdruckbehälter kann auf einer Gesamtdauer von N Betätigungen und einer vorgegebenen Undichtigkeitsrate (LR) basieren, wie bei 416 gezeigt ist. Genauer gesagt kann ein akkumulierter Zeitraum der Aktivierung des Unterdruckaktuators während der N Betätigungen verfolgt werden, um die Gesamtdauer der N Betätigungen zu bestimmen. Ferner kann die Undichtigkeitsrate LR deduktiv auf dem Prüfstand in ähnlicher Weise wie bei der Eichung von V_AF in Erfahrung gebracht werden. Nach dem Bestätigen, dass in dem Unterdruckbehälter Unterdruck vorhanden ist, kann der Motor abgestellt werden und sich in einem Ausschaltzustand des Motors im Ruhezustand befinden. Ferner kann der Druck in dem Unterdruckbehälter vor der Eichung durch den an den Unterdruckbehälter gekoppelten Drucksensor in Erfahrung gebracht werden. Als Nächstes kann eine anhaltende Betätigung des Unterdruckaktuators bei 418 ausgeführt werden, wobei eine Dauer der Betätigung gemessen werden kann, bis der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter entleert ist. Der Drucksensor kann einen vorhandenen Druck in dem Unterdruckbehälter am Ende der Eichung abtasten, wobei eine Änderung des Drucks in dem Unterdruckbehälter vom Anfang der Eichung bis zum Ende geschätzt werden kann. Die Undichtigkeitsrate LR kann durch das Teilen der Druckänderung des Unterdruckbehälters durch die Dauer der anhaltenden Betätigung, um den Behälter zu entleeren, geschätzt werden. Folglich kann die Undichtigkeitsluftströmung (LF) in den Unterdruckbehälter während der N Betätigungen durch das Multiplizieren des angesammelten Zeitraums der N Betätigungen und der Undichtigkeitsrate (LR) bestimmt werden. LF = angesammelter Zeitraum von N Betätigungen·LR (2)
Als Nächstes kann eine Ausströmung von Luft aus dem Behälter zu einer Ansaugvorrichtung, wie z. B. der Ansaugvorrichtung 20 des Motors 10, berechnet werden. Bei 420 kann zuerst bestätigt werden, ob der Motor auf EIN geschaltet ist und ob der Krümmerunterdruck größer als ein dritter Schwellenwert, der Schwellenwert_A, ist. Wie zuvor erwähnt worden ist, kann der Krümmerunterdruck als ein Unterschied zwischen dem Atmosphärendruck und dem Krümmerabsolutdruck (z. B. BP – MAP) bestimmt werden. Die über die Einlassdrosselklappe gekoppelte Ansaugvorrichtung kann auf der Basis einer vorhandenen Luftströmung in dem Einlasskanal einen Unterdruck erzeugen. Ferner kann die Luftströmung in dem Einlasskanal des Motors auftreten, wenn der Motor auf EIN geschaltet ist und wenn sich der Einlasskrümmer auf einem niedrigeren Druck als der Atmosphärendruck (wie er durch BP gemessen wird) befindet. Weiterhin kann die Ansaugvorrichtung nur einen ausreichenden Unterdruck erzeugen, wenn der Unterschied zwischen dem Krümmerdruck und dem Atmosphärendruck wenigstens der Schwellenwert_A ist. In einem Beispiel kann der Schwellenwert_A 3 Zoll Quecksilbersäule betragen. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenwert_A 4 Zoll Quecksilbersäule betragen. Falls bei 420 bestätigt wird, dass der Motor auf EIN geschaltet ist und der BP – MAP höher als der dritte Schwellenwert, der Schwellenwert_A, ist, geht die Routine 400 zu 422 weiter, um eine Luftströmung (EF) aus dem Unterdruckbehälter zu dem Ejektor zu schätzen. Genauer gesagt kann der durch die Ansaugvorrichtung erzeugte Unterdruck Luft aus dem Unterdruckbehälter in die Ansaugvorrichtung und danach in den Einlasskanal ziehen. Folglich kann der Pegel der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter aufgrund des Unterdrucks der Ansaugvorrichtung erhöht werden.
Die Luftströmung aus dem Unterdruckbehälter aufgrund des Ejektor-Unterdrucks EF kann auf der Basis der Dauer, während der die Ansaugvorrichtung dem Unterdruckbehälter für das CMCV, wie z. B. dem Unterdruckbehälter 158, Unterdruck zuführt, der Geschwindigkeit der Saugströmung der Ansaugvorrichtung und der Luftströmung aus dem Bremsdruckspeicher oder dem Bremsunterdruckbehälter, der den Bremskraftverstärker versorgt, wie z. B. dem an den Motor 10 gekoppelten Bremsunterdruckbehälter 138, berechnet werden. Bei 424 kann der EF durch das Subtrahieren der Luftströmung aus dem den Bremskraftverstärker (den Bremsdruckspeicher) versorgenden Bremsunterdruckbehälter A_BB von einem Produkt aus der Dauer, während der die Ansaugvorrichtung Unterdruck zuführt, und der Saugströmungsgeschwindigkeit (SFR) der Ansaugvorrichtung berechnet werden. EF = (Dauer des Ejektor-Betriebs·SFR) – A_BB (3)
Weil die Ansaugvorrichtung 20 in der Motor-Ausführungsform nach 2 sowohl dem Unterdruckbehälter 158 als auch dem Bremsunterdruckbehälter 138 Unterdruck bereitstellt, kann der durch die Ansaugvorrichtung 20 erzeugte Unterdruck durch beide Behälter gemeinsam benutzt werden. Folglich kann während der Dauer, während der die Ansaugvorrichtung Unterdruck zuführt, die aus dem Bremsunterdruckbehälter 138 gezogene Luft (oder der dem Bremsunterdruckbehälter 138 zugeführte Unterdruck) in der Schätzung der Luftfüllung in dem den CMCV-Aktuatoren Unterdruck zuführenden Unterdruckbehälter 158 nicht enthalten sein und muss deshalb subtrahiert werden. Die Luftströmung von dem Bremsunterdruckbehälter 138 (oder dem Bremsdruckspeicher) kann bei 426 durch einen Drucksensor, wie z. B. den an den Bremsunterdruckbehälter 138 gekoppelten Drucksensor 125 der 2, gemessen werden. Dann geht die Routine 400 zu 432 weiter.
Falls nun zurückgehend zu 420 die Routine 400 bestimmt, dass der Motor nicht auf EIN geschaltet ist und dass der Krümmerunterdruck (wie er durch BP – MAP bestimmt wird) niedriger als der Schwellenwert_A ist, kann die Ansaugvorrichtung keinen ausreichenden Unterdruck erzeugen. In einem Beispiel kann sich der Motor in einem Ausschaltzustand des Motors befinden, wobei der Motor abgestellt ist und sich im Ruhezustand befindet. Falls der Krümmerunterdruck niedriger als der Schwellenwert_A ist, kann eine angemessene Luftströmung im Einlass nicht vorhanden sein, wobei dadurch kein oder ein niedriger Unterdruck durch die Ansaugvorrichtung erzeugt werden kann. Jeder vor dem Ausschalten des Motors oder vor dem Sinken des Pegels des Krümmerunterdrucks unter den Schwellenwert_A durch den Ejektor erzeugte und dem Unterdruckbehälter 158 zugeführte Unterdruck EF (wie er bei 424 durch die Gleichung 3 geschätzt wird) kann bei 428 in dem Speicher des Controllers gehalten werden, wobei eine weitere Schätzung des EF bei 430 gestoppt werden kann. Dann geht die Routine 400 zu 432 weiter.
Als Nächstes wird bei 432 das Gesamtvolumen der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter V_RF durch das Kombinieren der anfänglichen Luftfüllung V_init, der Luftströmung AF in den Unterdruckbehälter aufgrund aufeinanderfolgender N Betätigungen sowie der Undichtigkeitsluftströmung LF in den Unterdruckbehälter während der N Betätigungen und durch das Abziehen der Luftströmung aus dem Unterdruckbehälter aufgrund des Ejektor-Unterdrucks EF berechnet. Folglich gilt V_RF = (V_init + AF + LF) – EF (4)
Hier kann EF ein bei 428 in dem Speicher des Controllers gehaltener Wert sein. Falls bestimmt wird, dass V_RF kleiner als Null ist, kann es gleich Null gesetzt werden, weil ein Volumen der Luftfüllung von Null einen perfekten Unterdruck angeben kann.
Bei 434 kann der Absolutdruck des Behälters (RAP) wie folgt bestimmt werden: RAP_neu = BP·(V_RF/Behältervolumen) (5) Das Behältervolumen kann das tatsächliche Volumen des gesamten Unterdruckbehälters, wie z. B. des Unterdruckbehälters 158 nach den 1 und 2, sein. RAP_neu kann den vorher geschätzten RAP in dem Speicher des Steuersystems ersetzen. Ferner kann der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter (RV) bei 436 durch das Abziehen des RAP_neu vom BP geschätzt werden. RV = BP – RAP_neu (6) RV kann den Betrag der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter angeben.
Es wird erkannt, dass die Schätzung des Behälterunterdrucks beendet werden kann, wenn der Krümmerunterdruck über den Schwellenwert_V zunimmt. Alternativ kann die Berechnung des Behälterunterdrucks beendet werden, wenn sich der Krümmerdruck unter eine vorhergehende Schätzung des Behälterdrucks verringert (z. B. MAP < RAP). Genauer gesagt kann der Krümmerunterdruck höher als der Behälterunterdruck sein, wenn der Krümmerunterdruck (BP – MAP) ausreichend ist, um den Unterdruckaktuatoren Unterdruck zuzuführen und die Unterdruckaktuatoren zu betätigen. Deshalb kann der Einlasskrümmer dem Unterdruckbehälter Unterdruck bereitstellen und kann die Berechnungen des RAP beeinflussen. Wenn bestimmt wird, dass der Krümmerunterdruck (BP – MAP) höher als der Schwellenwert_V ist, können entsprechend die Berechnungen des RAP abgebrochen und in dem Speicher des Controllers gelöscht werden. Ferner kann ein vorher bestimmter RAP außerdem aus dem Speicher gelöscht werden, wobei eine anfängliche Luftfüllung bestimmt werden kann, wie bezüglich der Routine 500 nach 5 im Folgenden erklärt wird.
Auf diese Weise kann ein Unterdruck in einem Unterdruckbehälter durch das Schätzen eines Betrags oder eines Volumens der aufgrund einer oder mehrerer Betätigungen des Unterdruckaktuators, der Undichtigkeitsströmung und/oder des Ansaugvorrichtungs-Unterdrucks in den und aus dem Unterdruckbehälter strömenden Luft ermittelt werden. Am Anfang kann zuerst ein vorhandenes Luftvolumen bestimmt werden, wie in 5 ausführlich beschrieben wird, wobei eine Luftströmung in den Unterdruckbehälter aufgrund der Betätigung(en) des Unterdruckaktuators und einer entsprechenden Undichtigkeitsströmung (falls vorhanden) hinzugefügt werden kann. Ferner kann, falls während der Schätzung dem Unterdruckbehälter ein Ansaugvorrichtungs-Unterdruck bereitgestellt wird, die Menge der Luftströmung aus dem Unterdruckbehälter subtrahiert werden. Die Menge (oder das Volumen) der Ausströmung von Luft aus dem Unterdruckbehälter aufgrund des Ansaugvorrichtungs-Unterdrucks kann auf einem Unterdruck basieren, der anderen Vorrichtungen, wie z. B. dem Bremsdruckspeicher oder dem Bremsunterdruckbehälter 138 nach 2, zugeführt wird. Die Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter kann dann in einen Absolutdruck umgesetzt werden, der dann in einen Unterdruck in dem Behälter (RV) umgesetzt werden kann. Dieser kann daher als Unterdruckfüllung in dem Behälter bezeichnet werden. Ferner kann, wie in 3 beschrieben ist, der geschätzte Behälterunterdruck mit einem ersten Soll-Schwellenwert (dem Schwellenwert_P) verglichen werden. Falls der geschätzte Behälterunterdruck niedriger als der erste Soll-Schwellenwert ist, kann der Controller einen Merker setzen, um den Unterdruck in dem Unterdruckbehälter zu ergänzen, wenn eine Möglichkeit dazu ermittelt wird. Falls bestimmt wird, dass der Behälterunterdruck höher als der erste Soll-Schwellenwert ist und eine nachfolgende Betätigung des Unterdruckaktuators keine Änderung der Position des betätigten Ventils (z. B. des CMCV) erzeugt, kann ein Verschleiß des Unterdruckaktuators (und/oder des unterdruckbetätigten Ventils) bestimmt werden.
Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren das Angeben eines Verschleißes eines Unterdruckaktuators auf der Basis einer Schätzung der Luftströmung in einen und aus einem Unterdruckbehälter umfassen, wobei die Schätzung auf einer Luftströmung basiert, die sowohl über eine Ansaugvorrichtung in dem Einlasssystem, eine Betätigung des Unterdruckaktuators als auch über eine Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators erzeugt wird. Ein Verschleiß des Unterdruckaktuators kann angegeben werden, wenn eine auf der Schätzung der Luftströmung basierende Unterdruckfüllung höher als ein erster Schwellenwert (z. B. der Schwellenwert_P) ist und wenn sich eine Position des Unterdruckaktuators nicht ändert, wenn er betätigt wird. Ferner kann das Verfahren umfassen, keinen Verschleiß des Unterdruckaktuators anzugeben, wenn die auf der Schätzung der Luftströmung basierende Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als der erste Schwellenwert (z. B. der Schwellenwert_P) ist und wenn sich die Position des Unterdruckaktuators nicht ändert, wenn er betätigt wird. Der Unterdruckbehälter kann ein Steuerbehälter des Einlasskrümmer-Ansaugkanals, wie z. B. der Unterdruckbehälter 158 nach den 1 und 2 sein, der den Unterdruck nur den Ladungsbewegungs-Steuerventil-Aktuatoren (CMCV-Aktuatoren) zuführt. Ferner kann der Unterdruckaktuator ein CMCV betätigen. Die in ein Motorsystem gekoppelte Ansaugvorrichtung kann Luft aus dem Unterdruckbehälter ziehen, die Betätigung des Unterdruckaktuators kann Luft in den Unterdruckbehälter strömen lassen und die Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators kann Luft in den Unterdruckbehälter einleiten. Die Luftströmung über die Betätigung des Unterdruckaktuators kann auf einem geeichten Wert basieren, wobei der geeichte Wert ein erster Anteil von in den Unterdruckbehälter pro Betätigung des Unterdruckaktuators strömender Luft ist. Die Luftströmung über die Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators kann auf einer Undichtigkeitsrate basieren, wobei die Undichtigkeitsrate durch das Berechnen eines zweiten Anteils der während einer gegebenen Dauer während einer anhaltenden Betätigung des Unterdruckaktuators in den Unterdruckbehälter strömenden Luft bestimmt werden kann. Die Luftströmung über die Ansaugvorrichtung kann eine Funktion sowohl des Krümmerunterdrucks (der eine Luftdurchflussmenge in dem Einlasskanal des Motors bestimmen kann) als auch des durch eine oder mehrere Unterdruck verbrauchende Vorrichtungen außer dem Unterdruckaktuator verbrauchten Unterdrucks sein. Die Unterdruck verbrauchenden Vorrichtungen können einen Behälter, der einen Bremskraftverstärker versorgt, wie z. B. einen Bremsdruckspeicher, und/oder den Bremskraftverstärker und/oder einen Kraftstoffdampfbehälter enthalten. 5 stellt eine Routine 500 dar, die die Schätzung eines anfänglichen normierten Luftvolumens in dem Unterdruckbehälter veranschaulicht. Das Anfangsvolumen der Luftfüllung wird vor dem Berechnen der Änderungen der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter geschätzt. Wie zuvor erklärt worden ist, wird das Volumen normiert, um es an die Höhenlage des Fahrzeugs anzupassen.
Bei 502 bestimmt die Routine 500, ob der Druck im Einlasskrümmer (MAP) niedriger als ein vorher geschätzter RAP ist. Alternativ kann das anfängliche Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter bestimmt werden, wenn der Krümmerunterdruck (z. B. BP – MAP) höher als der in der Routine 400 eingeführte zweite Schwellenwert, der Schwellenwert_V, ist. Ein Anfangsvolumen der Luftfüllung des Unterdruckbehälters kann bestimmt werden, wenn der Krümmerunterdruck ausreichend ist, um dem Unterdruckbehälter Unterdruck zuzuführen. Wenn BP – MAP größer als der Schwellenwert_V ist und/oder wenn der MAP kleiner als der vorher geschätzte RAP ist, strömt Luft vom Unterdruckbehälter in den Einlasskrümmer, wobei ein Pegel der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter zunehmen kann. Wie zuvor erwähnt worden ist, kann der Schwellenwert_V in einem Beispiel 7 Zoll Quecksilbersäule betragen. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenwert_V 5 Zoll Quecksilbersäule betragen. Wenn der MAP daher niedriger als der RAP ist und/oder wenn der Krümmerunterdruck höher als der Schwellenwert_V ist, kann der Controller die Berechnung der anfänglichen Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter erneut initialisieren, um einen aktuellen Pegel der Luftfüllung zu bestimmen.
Falls bestimmt wird, dass der MAP niedriger als der RAP ist, und/oder der Krümmerunterdruck höher als der Schwellenwert_V ist, geht die Routine 500 zu 504 weiter, um das anfängliche normierte Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter (V_init) wie folgt zu schätzen: Behältervolumen·(MAP/BP). Dieses geschätzte anfängliche Luftvolumen kann bei 506 für das Wiederabrufen im Speicher des Controllers gespeichert werden, wenn eine Berechnung des Behälterunterdrucks (z. B. die Routine 400) aktiviert wird.
Falls bei 502 bestimmt wird, dass der MAP nicht niedriger als der vorher geschätzte RAP ist, und/oder der Krümmerunterdruck niedriger als der Schwellenwert_V ist, geht die Routine 500 zu 508 weiter. In einem Beispiel kann der MAP unter den Bedingungen einer hohen Beschleunigung, wenn die Einlassdrosselklappe weit offen ist, höher als der vorher geschätzte RAP sein. In einem weiteren Beispiel kann der MAP höher als der vorher geschätzte RAP sein (oder kann der Krümmerunterdruck niedriger als der Schwellenwert_V sein), falls der Motor abgestellt ist und sich im Ausschaltzustand des Motors in Ruhe befindet. Hier kann der MAP gleich dem Atmosphärendruck (oder dem barometrischen Druck) sein. Entsprechend bestimmt die Routine 500 bei 508, ob sich der Motor in einem Ausschaltzustand des Motors befindet und ob die Dauer der Haltezeit des Motors größer als ein Schwellenwert_D ist. Falls der Motor während einer Dauer, die länger als der Schwellenwert_D ist, abgestellt ist und sich im Ausschaltzustand des Motors in Ruhe befindet (was außerdem als die Haltezeit des Motors bezeichnet wird), kann der Behälterunterdruck aufgebraucht sein. Beispielsweise kann der Behälterunterdruck aufgrund einer Undichtigkeit aufgebraucht sein. Andererseits kann eine kürzere Dauer der Haltezeit des Motors einen Anteil der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter beibehalten. In einem Beispiel kann der Schwellenwert_D 3 Tage sein. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenwert_D kürzer sein, z. B. 2 Tage. Alternativ kann der Schwellenwert_D länger als 3 Tage sein.
Falls die Routine 500 bei 508 bestimmt, dass sich der Motor in einem Ausschaltzustand des Motors befunden hat und der Zeitraum der Haltezeit des Motors kürzer als der Schwellenwert_D ist, geht die Routine 500 zu 509 weiter, wo ein neues anfängliches Luftvolumen nicht berechnet werden soll, wobei bei 510 ein vorher geschätztes anfängliches Luftvolumen im Speicher des Controllers beibehalten werden kann. Dann kann die Routine 500 enden. Falls andererseits bestimmt wird, dass sich der Motor in einem Ausschaltzustand des Motors befunden hat und der Zeitraum der Haltezeit des Motors größer als der Schwellenwert_D ist, geht die Routine 500 zu 512 weiter. Bei 512 wird geschätzt, dass der Behälterunterdruck aufgebraucht ist, wobei bestimmt werden kann, dass V_init gleich dem Behältervolumen ist. Genauer gesagt, kann der MAP gleich dem BP sein, falls die Dauer Haltezeit des Motors länger als der Schwellenwert_D ist. Deshalb führt das Berechnen von V_init gemäß der in 504 verwendeten Gleichung (V_init = Behältervolumen·(MAP/BP)) dazu, dass V_init gleich dem Behältervolumen ist. Dann endet die Routine 500.
Folglich kann in einer Darstellung ein Verfahren zum Schätzen einer Luftfüllung in einem Unterdruckbehälter das Bestimmen eines anfänglichen Luftvolumens in dem Unterdruckbehälter, das Addieren eines ersten Luftvolumens auf der Basis einer Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungen durch einen unterdruckaktivierten Aktuator, das Addieren eines zweiten Luftvolumens auf der Basis einer Undichtigkeit während der Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungen, das Subtrahieren eines dritten Luftvolumens auf der Basis eines Abziehens von Luft aus dem Unterdruckbehälter durch eine Ansaugvorrichtung und das Angeben eines Verschleißes des unterdruckaktivierten Aktuators, wenn die geschätzte Luftfüllung niedriger als ein Schwellenwert ist und sich eine Position des unterdruckaktivierten Aktuators nicht ändert, wenn er betätigt wird, umfassen. Das anfängliche Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter kann bestimmt werden, wenn der Krümmerabsolutdruck niedriger als ein vorher geschätzter Absolutdruck in dem Unterdruckbehälter ist. In einem weiteren Beispiel kann das anfängliche Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter bestimmt werden, wenn der Krümmerunterdruck höher als ein zweiter Schwellenwert, wie z. B. der Schwellenwert_V, ist. Ferner können das Addieren und das Subtrahieren nur ausgeführt werden, wenn der Krümmerunterdruck kleiner (niedriger) als der zweite Schwellenwert Schwellenwert_V ist. Mit anderen Worten, das anfängliche Luftvolumen in dem Unterdruckbehälter kann nur bestimmt werden, wenn der Einlasskrümmer dem (den) Unterdruckaktuator(en) und dem Unterdruckbehälter Unterdruck zuführen kann, wobei der Behälterunterdruck nur geschätzt werden kann, wenn der Einlasskrümmer den Unterdruckaktuatoren und dem Unterdruckbehälter keinen Unterdruck zuführen kann. Weiterhin kann der Behälterunterdruck geschätzt werden, wenn der Unterdruckbehälter dem (den) Unterdruckaktuator(en) Unterdruck zuführen kann. Außerdem kann das Schätzen der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter unter Verwendung eines normierten anfänglichen Luftvolumens in dem Unterdruckbehälter den Änderungen der Höhenlage des Fahrzeugs Rechnung tragen.
6 stellt eine Übersicht 600 dar, die eine beispielhafte Diagnose eines unterdruckbetätigten Ventils (wie z. B. eines CMCV) oder eines Unterdruckaktuators, wie z. B. irgendeines der CMCV-Aktuatoren 75 und 77 nach 1, auf der Basis des Pegels der Unterdruckfüllung in dem an einen Motor gekoppelten Unterdruckbehälter veranschaulicht. Die Übersicht 600 enthält eine Diagnose eines verschlissenen Unterdruckaktuators (oder des unterdruckbetätigten Ventils) in der graphischen Darstellung 602, eine Änderung des Positionssensors in der graphischen Darstellung 604, eine Betätigung des Unterdruckaktuators in der graphischen Darstellung 606, einen Behälterunterdruck in der graphischen Darstellung 608 (die gestrichelte Linie), den Krümmerunterdruck in der graphischen Darstellung 610, die Motorlast in der graphischen Darstellung 612 und die Motordrehzahl in der graphischen Darstellung 614. Alle obigen Darstellungen sind in Relation zur Zeit auf der x-Achse graphisch dargestellt, wobei die Zeit von der linken Seite der Übersicht 600 zu der rechten Seite der Übersicht 600 zunimmt. Die Linie 607 repräsentiert den ersten Schwellenwert für den Unterdruck, wie z. B. den ersten mit Schwellenwert_P bezeichneten Schwellenwert, während die Linie 609 den zweiten Schwellenwert für den Unterdruck, wie z. B. den Schwellenwert_V, repräsentiert. Es ist zu bemerken, dass die beispielhafte Diagnose Variationen des Krümmerunterdrucks und des Behälterunterdrucks und nicht des Krümmerdrucks und des Behälterdrucks zeigt. Wenn der Krümmerunterdruck daher niedriger als der Behälterunterdruck ist, ist der Krümmerabsolutdruck (MAP) höher als der Behälterabsolutdruck (RAP). Gleichermaßen ist der MAP niedriger als der RAP, wenn der Krümmerunterdruck höher als der Behälterunterdruck ist. Folglich gibt ein höherer Pegel des Unterdrucks im Wesentlichen niedrigere Drücke, z. B. niedrigere Absolutdrücke, an. Es wird außerdem angegeben, dass, obwohl der erste Schwellenwert (der Schwellenwert_P) und der zweite Schwellenwert (der Schwellenwert_V) hier als separate Schwellenwerte dargestellt sind, in einigen Beispielen diese Schwellenwerte identisch sein können. Sowohl der Schwellenwert_P als auch der Schwellenwert_V können z. B. 7 Zoll Quecksilbersäule sein. In einem weiteren Beispiel können sowohl der erste Schwellenwert als auch der zweite Schwellenwert 8 Zoll Quecksilbersäule sein.
Vor t1 kann sich der Motor im Leerlauf befinden, wie durch die graphische Darstellung 614 angegeben ist, wobei deshalb die Motorlast niedriger sein kann. Im Leerlauf kann der Krümmerunterdruck (die graphische Darstellung 610) höher sein, weil die Einlassdrosselklappe geschlossen sein kann, wenn der Motor arbeitet. Ferner ist der Krümmerunterdruck beträchtlich höher als der zweite Schwellenwert, der Schwellenwert_V, der durch die Linie 609 repräsentiert ist. Der Behälterunterdruck (die graphische Darstellung 608) kann vor t1 zunehmen, da Luft aus dem Unterdruckbehälter in den Einlasskrümmer gezogen wird. Bei t1 kann der Behälterunterdruck im Wesentlichen der gleiche wie der Krümmerunterdruck sein. Ferner kann im Leerlauf das CMCV nicht eingestellt werden und kann in einer offenen Position gehalten werden, wodurch sich der Unterdruckaktuator, der das CMCV steuert, bis t1 in einer Stellung "AUS" befinden kann. Ferner kann der Positionssensor ohne eine Betätigung keine Änderung angeben (die graphische Darstellung 604).
Bei t1 kann die Motordrehzahl anfangs zunehmen, da das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, wobei sie sich später bei einer niedrigeren Drehzahl stabilisieren kann. Beispielsweise kann ein Bediener des Fahrzeugs ein Fahrpedal niederdrücken, wobei eine Motordrehzahl anfangs als Reaktion auf die Änderung der Position des Fahrpedals zunehmen kann. Gleichzeitig kann die Motorlast zwischen t1 und t2 etwas zunehmen. Als Reaktion auf die Änderung der Position des Fahrpedals kann die Einlassdrosselklappe geöffnet werden und der Krümmerunterdruck kann zwischen t1 und t2 abnehmen. Um eine verbesserte Verbrennung und verbesserte Brenngeschwindigkeiten zu ermöglichen, können die CMCVs zu einer größtenteils geschlossenen oder einer geschlossenen Position betätigt werden (die graphische Darstellung 606). Die Betätigung und die resultierende Änderung der Position der CMCVs werden durch den Positionssensor bei t1 angegeben. Weil ferner bei t1 der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter höher als der Krümmerunterdruck ist, zieht die Betätigung des Unterdruckaktuators Unterdruck aus dem Unterdruckbehälter und nicht aus dem Einlasskrümmer. Folglich nimmt der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter aufgrund der anhaltenden Betätigung des Unterdruckaktuators zwischen t1 und t2 ab.
Bei t2 nimmt als Reaktion auf einen Pedaldruck die Motordrehzahl zusammen mit einer entsprechenden Zunahme der Motorlast signifikant zu. Die Einlassdrosselklappe als solche kann weit offen sein, wobei der Krümmerunterdruck aufgrund der Zunahme des Krümmerdrucks beträchtlich und im Wesentlichen unter die Linie 609 (den Schwellenwert_V) abnimmt. Bei t2 kann der Unterdruckaktuator deaktiviert werden und die CMCVs können in eine geöffnete Position bewegt werden, um als Reaktion auf den Pedaldruck eine höhere Soll-Luftströmung in den Einlass zu ermöglichen. Entsprechend geben die Positionssensoren bei t2 eine Änderung der Position an. Dem Pedaldruckereignis kann eine Abnahme der Motordrehzahl und der Motorlast folgen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit stabilisiert. Ferner kann zwischen t2 und t3 der Unterdruckaktuator während eines kurzen Zeitraums betätigt werden, um die CMCVs in eine etwas geschlossene oder größtenteils geschlossene Position zu bewegen.
Entsprechend kann der Behälterunterdruck zwischen t2 und t3 abnehmen. Die Abnahme des Behälterunterdrucks kann daher außerdem auf eine Undichtigkeitsströmung während der anhaltenden Betätigung zurückzuführen sein. Wenn der CMCV deaktiviert ist und der Aktuator in Sollstellung AUS ist, nimmt ferner bei t3 der Behälterunterdruck unter den ersten Schwellenwert, den Schwellenwert_P, ab, wie durch die Linie 607 repräsentiert ist. Ferner kann der Controller einen Merker setzen, um einen niedrigen Unterdruck in dem Behälter anzugeben.
Bei t4 kann der Unterdruckaktuator betätigt werden, um die CMCVs zu einer weiter geschlossenen Position zu aktivieren. Weil sich jedoch der Behälterunterdruck unter dem Schwellenwert_P befindet und den erforderlichen Unterdruck, um den Unterdruckaktuator zu betätigen, nicht zuführen kann, können die CMCVs bei t4 die Position nicht ändern (die graphische Darstellung 604). Ferner kann der Controller basierend auf der Basis des Mangels an Ansprechempfindlichkeit der CMCVs keinen Aktuator-Verschleiß angeben, weil ermittelt wird, dass der Behälterunterdruck niedriger als der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P (die Linie 607), ist. Wenn alternativ der Controller bei t3 den Merker setzt, um einen niedrigen Unterdruck in dem Unterdruckbehälter anzugeben, wenn sich der Behälterunterdruck unter dem ersten Schwellenwert, dem Schwellenwert_P (die Linie 607), befindet, kann der Controller bei t4 außerdem den Befehl für den Unterdruckaktuator verhindern.
Zwischen t4 und t5 kann das Fahrzeug verlangsamen, wobei folglich die Motordrehzahl zusammen mit der Motorlast abnehmen kann. Ferner können bei t5 die Leerlaufbedingungen wiederaufgenommen werden, so dass sich die Motordrehzahl auf der Leerlaufdrehzahl befindet und die Motorlast nominell ist. Beispielsweise kann sich das Fahrzeug an einer roten Ampel im Leerlauf befinden. Als Reaktion auf die Leerlaufbedingungen kann die Einlassdrosselklappe geschlossen werden, was zu einer Zunahme des Krümmerunterdrucks führt. Zwischen t5 und t6 nimmt der Krümmerunterdruck signifikant über den Schwellenwert_V zu, wobei der Einlasskrümmer dem Unterdruckbehälter Unterdruck zuführt, was einen Anstieg des Behälterunterdrucks höher als der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P (die Linie 607), ermöglicht. Bei t6 kann der Behälterunterdruck im Wesentlichen der gleiche wie der Krümmerunterdruck sein. Bei t6 können die Motordrehzahl und die Motorlast abermals zunehmen. Als Reaktion auf die Zunahme der Motordrehzahl kann sich der Krümmerunterdruck beträchtlich verringern. Ferner kann bei t6 befohlen werden, dass der Unterdruckaktuator die CMCVs schließt (oder aktiviert). Als Reaktion auf diesen Befehl kann der Unterdruck von dem Unterdruckbehälter den Unterdruckaktuatoren zugeführt werden, was zu einer Abnahme des Behälterunterdrucks führt. Die Positionssensoren geben bei t6 die Änderung der Position der CMCVs an.
Bei t7 kann ein weiteres Pedaldruckereignis stattfinden, woraufhin die Einlassdrosselklappe weit geöffnet werden kann, was zu einer signifikanten Verringerung des Krümmerunterdrucks führt. Hier kann der Krümmerunterdruck unter den Schwellenwert_V (die Linie 609) abnehmen. Gleichzeitig können die CMCV-Aktuatoren aktiviert werden, um die CMCVs in ihre offene Position einzustellen. Bei t8 nehmen die Motordrehzahl und -last ab, da das Pedaldruckereignis enden kann und sich das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit bewegen kann. Um eine verbesserte Brenngeschwindigkeit zu ermöglichen, kann den CMCV-Aktuatoren befohlen werden, die CMCVs zu schließen. Die Positionssensoren geben jedoch bei t8 als Reaktion auf den Befehl keine Änderung der Position an. Die Schätzung des Behälterunterdrucks gibt an, dass der Behälterunterdruck einen ausreichenden Unterdruck aufweist (der höher als der Schwellenwert_P, die Linie 607, ist). Folglich gibt der Controller als Reaktion auf den Mangel an Ansprechempfindlichkeit des unterdruckbetätigten Ventils und den Pegel der Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter, der höher als der erste Schwellenwert, der Schwellenwert_P, ist, einen verschlissenen Aktuator (oder ein blockiertes CMCV) an (die graphische Darstellung 602).
Wie erkannt wird, enthalten die obigen Beispiele das Diagnostizieren der Verschleißes der Unterdruckaktuatoren, wie z. B. der CMCV-Aktuatoren, und/oder der unterdruckbetätigten Ventile, wie z. B. der CMCVs. Die hier beschriebenen Verfahren und Routinen können außerdem für andere Unterdruckaktuatoren und/oder unterdruckbetätigte Ventile verwendet werden.
Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren das Schätzen eines Gesamtbetrags des Pegels der Unterdruckfüllung in einem Unterdruckbehälter in einem Motor, das Betätigen eines unterdruckbetätigten Ventils, und, falls sich das unterdruckbetätigte Ventil als Reaktion auf die Betätigung nicht bewegt, das Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils, wenn der Pegel der Unterdruckfüllung höher als ein Schwellenwert ist, und das Nicht-Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils, wenn geschätzt wird, dass der Pegel der Unterdruckfüllung niedriger als der Schwellenwert ist, umfassen. Das Verfahren kann ferner das Setzen eines ersten Diagnosecodes als Reaktion auf das Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils umfassen. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Pegel der Unterdruckfüllung niedriger als der Schwellenwert ist, kann das Verfahren außerdem das Deaktivieren des unterdruckbetätigten Ventils, bis der Pegel der Unterdruckfüllung zu dem Schwellenwert zunimmt, enthalten. Das unterdruckbetätigte Ventil kann in einem Beispiel stromabwärts einer Einlassdrosselklappe in einem Einlasskanal des Motors positioniert sein. Ferner kann der Pegel der Unterdruckfüllung auf der Basis einer Luftströmung in den und aus dem Unterdruckbehälter als Reaktion auf eine Betätigung des unterdruckbetätigten Ventils und/oder eine Undichtigkeit während der Betätigung und/oder eine Saugströmung einer Saugvorrichtung geschätzt werden. Die Luftströmung in den Unterdruckbehälter kann auf einer Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungen des Aktuators und einer Undichtigkeit während jeder Betätigung des Aktuators basieren, wobei die Ausströmung von Luft aus dem Unterdruckbehälter durch eine Ansaugvorrichtung aus dem Unterdruckbehälter gezogene Luft enthalten kann.
Auf diese Weise kann ein Verschleiß eines Unterdruckaktuators zuverlässiger bestimmt werden. Die Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter, der dem Unterdruckaktuator den Unterdruck zuführt, kann in einer einfachen Weise durch das Schätzen der Strömung in den und aus dem Unterdruckbehälter während bestimmter Bedingungen überwacht werden. Durch das Schätzen des Unterdrucks in dem Unterdruckbehälter können falsche Angaben bezüglich eines Verschleißes des Unterdruckaktuators oder des unterdruckbetätigten Ventils verringert werden. Ein Mangel der Bewegung des unterdruckbetätigten Ventils oder des Unterdruckaktuators kann daher einer ungenügenden Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter zugeschrieben werden. Durch das Verringern einer Wahrscheinlichkeit falscher Angaben bezüglich des Verschleißes können außerdem überflüssige und teure Diagnosen der Unterdruckaktuatoren vermieden werden. Insgesamt können die Wartungskosten verringert werden und kann die Kundenzufriedenheit verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Motor- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem einschließlich des Controllers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und der anderen Motor-Hardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Daher können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen einen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motor-Steuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch das Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Komponenten der Motor-Hardware in Kombination mit dem elektronischen Controller enthält.
Es ist erkennbar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren, umfassend: Angeben eines Verschleißes eines Unterdruckaktuators auf der Basis einer Schätzung der Luftströmung in einen und aus einem Unterdruckbehälter, wobei die Schätzung auf einer Luftströmung basiert, die sowohl über eine Ansaugvorrichtung in einem Einlasssystem, eine Betätigung des Unterdruckaktuators als auch eine Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Verschleiß des Unterdruckaktuators angegeben wird, wenn eine auf der Schätzung der Luftströmung basierende Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter höher als ein erster Schwellenwert ist und wenn sich eine Position des Unterdruckaktuators nicht ändert, wenn er betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, keinen Verschleiß des Unterdruckaktuators anzugeben, wenn die auf der Schätzung der Luftströmung basierende Unterdruckfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als der erste Schwellenwert ist und wenn sich die Position des Unterdruckaktuators nicht ändert, wenn er betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Unterdruckbehälter ein Steuerbehälter des Einlasskrümmer-Ansaugkanals ist und wobei der Unterdruckaktuator ein Ladungsbewegungs-Steuerventil betätigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ansaugvorrichtung Luft aus dem Unterdruckbehälter zieht, die Betätigung des Unterdruckaktuators Luft in den Unterdruckbehälter strömen lässt und die Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators Luft in den Unterdruckbehälter strömen lässt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Luftströmung über die Betätigung des Unterdruckaktuators auf einem geeichten Wert basiert, wobei der geeichte Wert ein erster Anteil von in den Unterdruckbehälter pro Betätigung des Unterdruckaktuators strömender Luft ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Luftströmung über die Undichtigkeit während der Betätigung des Unterdruckaktuators auf einer Undichtigkeitsrate basiert, wobei die Undichtigkeitsrate durch das Berechnen eines zweiten Anteils der während einer gegebenen Dauer während einer anhaltenden Betätigung des Unterdruckaktuators in den Unterdruckbehälter strömenden Luft bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die über die Ansaugvorrichtung erzeugte Luftströmung eine Funktion sowohl des Krümmerunterdrucks als auch des durch eine oder mehrere Unterdruck verbrauchende Vorrichtungen außer dem Unterdruckaktuator verbrauchten Unterdrucks ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Unterdruck verbrauchenden Vorrichtungen einen Bremskraftverstärker und/oder einen Kraftstoffdampfbehälter enthalten.
Verfahren, umfassend: Schätzen eines Betrags des Pegels der Unterdruckfüllung in einem Unterdruckbehälter in einem Motor; Betätigen eines unterdruckbetätigten Ventils; und, falls sich das unterdruckbetätigte Ventil als Reaktion auf das Betätigen nicht bewegt, Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils, wenn die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung höher als ein Schwellenwert ist; und Nicht-Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils, wenn geschätzt wird, dass die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung niedriger als der Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Setzen eines ersten Diagnosecodes als Reaktion auf das Angeben eines Verschleißes des unterdruckbetätigten Ventils umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung niedriger als der Schwellenwert ist, das Deaktivieren des unterdruckbetätigten Ventils, bis die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung zu dem Schwellenwert zunimmt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das unterdruckbetätigte Ventil stromabwärts einer Einlassdrosselklappe in einem Einlasskanal des Motors positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Höhe des Pegels der Unterdruckfüllung auf der Basis einer Luftströmung in den und aus dem Unterdruckbehälter als Reaktion auf eine Betätigung des unterdruckbetätigten Ventils und/oder eine Undichtigkeit während der Betätigung und/oder eine Saugströmung einer Saugvorrichtung geschätzt wird.
System, das Folgendes umfasst: einen Motor mit einem Zylinder, wobei der Zylinder über einen Einlasskrümmer fluidtechnisch mit einem Einlasskanal in Verbindung steht; ein Ladungsbewegungs-Steuerventil, das im Einlasskanal stromabwärts einer Einlassdrosselklappe positioniert ist; einen Aktuator, der das Ladungsbewegungs-Steuerventil zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position betätigt; einen Unterdruckbehälter, der sowohl mit dem Aktuator, einer Ansaugvorrichtung als auch dem Einlasskrümmer fluidtechnisch in Verbindung steht; und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Betätigen des Ladungsbewegungs-Steuerventils über den Aktuator; und Angeben eines Verschleißes des Aktuators, falls das Ladungsbewegungs-Steuerventil als Reaktion auf das Betätigen bewegungslos bleibt, wenn ein Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter niedriger als ein Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 15, wobei der Controller ferner Anweisungen zum Sperren des Aktuators und des Ladungsbewegungs-Steuerventils bei der Angabe des Verschleißes enthält.
System nach Anspruch 15, wobei der Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter basierend auf einer Einströmung und einer Ausströmung von Luft in den bzw. aus dem Unterdruckbehälter geschätzt wird.
System nach Anspruch 17, wobei die Einströmung von Luft in den Unterdruckbehälter auf einer Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungen des Aktuators und einer Undichtigkeit während jeder Betätigung des Aktuators basiert und wobei die Ausströmung von Luft aus dem Unterdruckbehälter durch die Ansaugvorrichtung aus dem Unterdruckbehälter gezogene Luft enthält.
System nach Anspruch 15, wobei der Controller ferner Anweisungen zum Angeben eines niedrigen Unterdrucks in dem Unterdruckbehälter enthält, wenn geschätzt wird, dass der Betrag der Luftfüllung in dem Unterdruckbehälter höher als der Schwellenwert ist.