DE102015207869A1 - Verfahren und System für die Unterdruckerzeugung - Google Patents

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Abstract

Es werden verschiedene Systeme und Verfahren zum Verringern des Antriebsdurchflusses durch einen Aspirator beschrieben. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Strömen von Einlassluft, die beim Durchgang durch einen Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems erwärmt wird, durch einen mit einer Kraftmaschinen-Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelten Aspirator, um den Antriebsmassendurchfluss bei dem Aspirator zu verringern, während die Abgastemperatur zunimmt. Auf der Grundlage des Antriebsdurchflusses von dem Aspirator kann eine Position der Einlassdrossel eingestellt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Verringern der Antriebsströmung durch einen Aspirator, der mit einem Kraftmaschineneinlass gekoppelt ist, um die Leerlaufdrehzahl-Luftsteuerung zu verbessern.
  • Fahrzeugsysteme können verschiedene Unterdruckverbrauchsvorrichtungen enthalten, die unter Verwendung eines Unterdrucks betätigt werden. Diese können z. B. einen Bremskraftverstärker enthalten. Der von diesen Vorrichtungen verwendete Unterdruck kann durch eine dedizierte Vakuumpumpe bereitgestellt werden. In nochmals anderen Ausführungsformen können ein oder mehrere Aspiratoren (hier alternativ als Ejektoren, Venturipumpen, Strahlpumpen und Dampfstrahlpumpen bezeichnet) mit dem Kraftmaschinensystem gekoppelt sein, welche die Kraftmaschinenluftströmung nutzen und zum Erzeugen eines Unterdrucks verwenden können. Zum Beispiel können Aspiratoren, wenn sie in ein Kraftmaschineneinlasssystem eingebaut sind, einen Unterdruck unter Verwendung von Energie erzeugen, die andernfalls an die Drosselung verlorenginge.
  • Da Aspiratoren passive Vorrichtungen sind, stellen sie eine preiswerte Unterdruckerzeugung bereit, wenn sie in Kraftmaschinensystemen genutzt werden. Eine Menge eines bei einem Aspirator erzeugten Unterdrucks kann durch Steuern des Antriebsluftdurchflusses durch den Aspirator gesteuert werden. Obwohl Aspiratoren einen Unterdruck im Vergleich zu elektrisch angetriebenen oder durch die Kraftmaschine angetriebenen Vakuumpumpen mit niedrigeren Kosten und mit verbesserter Effizienz erzeugen können, ist ihre Verwendung in Kraftmaschineneinlasssystemen herkömmlich sowohl durch den verfügbaren Einlasskrümmerunterdruck als auch durch die maximale Drosselüberleitungsströmung beschränkt. Einige Herangehensweisen zur Behandlung dieses Problems umfassen das Anordnen eines Ventils in Reihe mit einem Aspirator oder das Einbauen eines Ventils in die Struktur eines Aspirators. Solche Ventile können als Aspiratorabschaltventile (ASOVs) bezeichnet werden. Ein Öffnungsbetrag des Ventils wird in der Weise gesteuert, dass der Antriebsluftdurchfluss durch den Aspirator gesteuert wird und dass dadurch eine Menge des durch den Aspirator erzeugten Unterdrucks gesteuert wird sowie die Menge der über den Aspirator in den Einlasskrümmer strömenden Luft gesteuert wird.
  • Allerdings führt die Verwendung eines ASOV zu erhöhten Komponentenkosten und zu erhöhtem Gewicht. Außerdem kann es im Zusammenhang mit der Verwendung eines ASOV Zuverlässigkeitsprobleme geben. Um die ordnungsgemäße Funktionalität des ASOV zu bestätigen, ist ein periodisches Diagnostizieren des ASOV erforderlich, was zur Steuerkomplexität beiträgt. Nochmals weiter muss der Kraftmaschinencontroller in Kraftmaschinensystemen, die mit einem ASOV arbeiten, Kenntnis des Luftdurchflusses durch den ASOV haben, was dem System eine weitere Steuerbelastung auferlegt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Abhängigkeit von einem ASOV zum Steuern der Strömung durch den Aspirator ebenfalls verringert werden könnte, falls der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator ausreichend verringert würde. Zum Beispiel könnte das ASOV weggelassen werden. Ferner haben die Erfinder erkannt, dass der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator auf der Grundlage der Temperatur der durch den Aspirator strömenden Luftladung variieren kann. Somit wird in einem Beispiel ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Strömen von Einlassluft, die beim Durchgang durch einen Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems erwärmt wird, durch einen mit einer Kraftmaschinen-Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelten Aspirator, um den Antriebsmassendurchfluss bei dem Aspirator zu verringern, während die Abgastemperatur zunimmt. Auf diese Weise kann während Leerlaufbedingungen erwärmte Einlassluft verwendet werden, um einen Antriebsmassendurchfluss durch einen Einlassaspirator zu verringern, während außerdem Luftströmungsfehler über eine Einlassdrossel verringert werden.
  • Als ein Beispiel kann während eines Kraftmaschinenkaltstarts Einlassluft von der Einlassseite der Einlassdrosselklappe durch einen Zwischenraum eines Auslasskrümmers und daraufhin durch einen Aspirator strömen gelassen werden, bevor sie auf der Auslassseite der Einlassdrosselklappe an den Einlasskrümmer gefördert wird. Der Aspirator kann ventillos sein. Eine Position der Drosselklappe kann auf der Grundlage der Betriebsbedingungen wie etwa des Drehmomentbedarfs eingestellt werden. Außerdem kann die Drosselklappenposition mitgekoppelt eingestellt werden, um eine Aspiratorleckverlust-Massenströmung (d. h. Luft, die durch den Aspirator strömt) zu kompensieren. Somit kann diese als ein Leck um die Drosselklappe angesehen werden. Bei niedrigen Abgastemperaturbedingungen kann die Temperatur der durch den Aspirator strömenden Luft (der Antriebsströmung) niedriger sein und der Aspirator-Antriebsmassendurchfluss kann höher sein. Während solcher Bedingungen kann die Drossel in eine stärker geschlossene Position bewegt werden, um einen gewünschten Nettomassendurchfluss zu erzielen. Während die Abgastemperatur zunimmt, kann die über die Zwischenräume den Aspirator erreichende Einlassluft erwärmt werden. Während die Antriebsströmungstemperatur zunimmt, kann der Antriebsmassendurchfluss abnehmen. Somit kann die Drossel, wenn alles andere gleich ist, in eine weiter offene Position bewegt werden, während sich die Kraftmaschine erwärmt. Allerdings wird der Leerlaufluftmassen-Luftdurchfluss verringert, während sich die Kraftmaschine erwärmt, was dazu führt, dass ein größerer Anteil der Leerlaufluft vorteilhaft erwärmt wird. Dadurch, dass die Strömungsbedingungen in der Weise eingestellt werden, dass sich diese zwei Wirkungen im Wesentlichen kompensieren, könnte derselbe Drosselwinkel beide Bedingungen erfüllen und ein Drosselwinkel kann während der Luftströmungssteuerung aufrechterhalten werden. Die erwärmte, weniger dichte Luft würde hier dazu dienen, die erforderliche von einer erwärmten Leerlaufkraftmaschine benötigte niedrigere Nettomassenströmung zu geben. Außerdem kann die Drosselposition ebenfalls auf der Grundlage von Abweichungen zwischen der erwarteten Luftströmung und der tatsächlichen Luftströmung nach irgendeiner Leckverlustkompensation durch Rückkopplung eingestellt werden.
  • Auf diese Weise kann durch Erwärmen von über einen Aspirator zu der Kraftmaschine geförderter Luft ein Antriebsmassendurchfluss verringert werden, was den Massendurchfluss in die Kraftmaschine unter den verringert, den die Drossel nicht erreichen kann. Dadurch, dass ermöglicht wird, dass die Drossel während Leerlaufbedingungen geschlossen gehalten wird, wird der Fehlerzustand, dass bei Leerlauf eine zu hohe Luftmassenrate zugelassen ist, verringert und der Verlass auf die Zündfunkenverstellung nach spät für die Leerlaufdrehzahlsteuerung wird ebenfalls verringert. Auf diese Weise können Leerlaufdrehzahlen aufrechterhalten werden, während Unterdruck bei einem Aspirator angesaugt wird und ohne die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verringern. Außerdem kann die erwärmte Luft, die in den Einlasskrümmer entleert wird, das Vereisen der Luft und des Kurbelgehäuseleitungssystems während Kraftmaschinenkaltstarts verringern. Dadurch, dass Änderungen der Antriebsströmungstemperatur zum Steuern eines Antriebsmassendurchflusses verwendet werden, wird die Notwendigkeit eines dedizierten ASOV für die Antriebsströmungssteuerung verringert, was Komponenten- und Kostenverringerungsvorteile bereitstellt.
  • Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung gegeben worden, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der folgenden ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie soll keine Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzumfang durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen, beschränkt.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Kraftmaschine in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 stellt eine schematische Darstellung eines beispielhaften doppelwandigen Auslasskrümmers dar.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts des doppelwandigen Auslasskrümmers aus 2.
  • 4 repräsentiert eine schematische Darstellung der Einlasslufterwärmung über einen doppelwandigen Auslasskrümmer.
  • 5 zeigt einen Ablaufplan auf höherer Ebene eines Verfahrens zum Fördern erwärmter Einlassluft zu einem Einlasskrümmer über einen Aspirator, während Luftströmungsfehler kompensiert werden.
  • 6 zeigt einen Ablaufplan auf höherer Ebene für die Mitkopplungseinstellung einer Drosselposition auf der Grundlage einer Temperatur der Antriebsströmung durch einen Aspirator, um die Luftströmung durch den Aspirator zu kompensieren.
  • 7 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Abgastemperatur und dem Aspiratormassendurchfluss.
  • 8 zeigt eine beispielhafte Drosseleinstellung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
  • 9 zeigt einen Ablaufplan auf höherer Ebene zum Diagnostizieren des Verstopfens des innerhalb der doppelten Wände des Auslasssystems definierten Zwischenraums.
  • Es werden Verfahren und Systeme zum Verringern des Antriebsmassendurchflusses durch einen Aspirator unter Verwendung von Luft von einem Einlass einer Kraftmaschine wie etwa dem in 1 gezeigten Kraftmaschinensystem bereitgestellt. Wärme von Abgasen kann Einlassluft erwärmen, während sie durch einen Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems wie etwa des in 2–4 gezeigten Auslasssystems umgewälzt wird. Die Beziehung zwischen einem Massendurchfluss der Antriebsluftströmung durch den Aspirator und der Temperatur der Antriebsströmung (7) kann wirksam eingesetzt werden, um den Aspiratormassendurchfluss zu verringern. Ein Controller kann dafür konfiguriert sein, eine Routine wie etwa die beispielhafte Routine aus 5 auszuführen, um eine Position einer Einlassdrossel und eines Ladedruckregelventils so einzustellen, dass sich aus Änderungen der Antriebsluftströmung von dem Aspirator (5) ergebende Luftströmungsfehler kompensiert werden. Einstellungen der Drosselposition können auf einem geschätzten Massendurchfluss von dem Aspirator (6) beruhen. In alternativen Ausführungsformen wie etwa dort, wo kein zuverlässiger Massendurchfluss-Schätzwert bereitgestellt werden kann, können Drosseleinstellungen auf der Grundlage einer Kombination aus Druck, Temperatur und einer Apriori-Kenntnis dessen, wie sich der Massendurchfluss mit diesen Funktionen ändert, vorgenommen werden. Im Wesentlichen kann der Volumendurchfluss auf der Grundlage der Druckdifferenz allein vorhergesagt werden und der Massendurchfluss kann aus dem Volumendurchfluss berechnet werden, falls ein Temperaturschätzwert verfügbar ist. Eine beispielhafte Einstellung der Drossel ist in 8 gezeigt. Ferner kann der Controller dafür konfiguriert sein, eine Diagnoseroutine wie etwa die beispielhafte Routine aus 9 auszuführen, um die Erwärmung der Einlassluft über den Zwischenraum zu verwenden, um zu bestimmen, ob die Zwischenleitung verstopft ist.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine 10 zeigt, die in einem Vortriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugbetreiber 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines Proportionalpedalpositionssignals PP. Die Verbrennungskammer 30 (auch als Zylinder 30 bekannt) der Kraftmaschine 10 kann Verbrennungskammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem (nicht gezeigt) mit wenigstens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein Schwungrad (nicht gezeigt) mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
  • Die Verbrennungskammer 30 kann über den Einlasskanal 42 Einlassluft von dem Einlasskrümmer 44 empfangen und kann über den Auslasskrümmer 48 und den Auslasskanal 76 Verbrennungsgase entleeren. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskrümmer 48 können über ein Einlassventil 52 bzw. über ein Auslassventil 54 mit der Verbrennungskammer 30 wahlweise 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 über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 durch Nockenbetätigung gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können Nockenprofilschaltsysteme (CPS-Systeme) und/oder Systeme mit variabler Nockenzeiteinstellung (VCT-Systeme) und/oder Systeme mit variabler Ventilzeiteinstellung (VVT-Systeme) und/oder Systeme mit variablem Ventilhub (VVL-Systeme) nutzen und können durch den Controller 12 dazu betrieben werden, den Ventilbetrieb zu ändern. Die Positionen des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung einschließlich CPS- und/oder VCT-Systeme gesteuert wird, enthalten.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 ist direkt mit der Verbrennungskammer 30 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines von dem Controller 12 über den elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 etwas bereit, das als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann z. B. in der Seite der Verbrennungskammer oder in der Oberseite der Verbrennungskammer angebracht sein. Durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt), das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr enthält, kann Kraftstoff direkt an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 gefördert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 in einer Konfiguration, die etwas bereitstellt, das als Einzeleinspritzung von Kraftstoff in die Einlassöffnung auf der Einlassseite der Verbrennungskammer 30 bekannt ist, alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung enthalten, die in dem Einlasskrümmer 44 angeordnet ist.
  • Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 enthalten, die eine Drosselklappe 64 aufweist. In diesem besonderen Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64 durch den Controller 12 über ein Signal geändert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktuator, der bei der Drossel 62 enthalten ist, bereitgestellt wird, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselsteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 zum Ändern der für die Verbrennungskammer 30 bereitgestellten Einlassluft unter anderen Kraftmaschinenzylindern betrieben werden. Die Position der Drosselklappe 64 kann für den Controller 12 durch das Drosselpositionssignal TP bereitgestellt werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassenströmungssensor 120 und einen Krümmerluftdrucksensor 124 enthalten, um für den Controller 12 Signale MAF bzw. MAP bereitzustellen. In der gezeigten Ausführungsform ist der Sensor 124 ein TMAP-Sensor, der dafür konfiguriert ist, für den Controller 12 einen Schätzwert des MAP und der Einlasskrümmer-Luftladungstemperatur bereitzustellen.
  • In ausgewählten Betriebsarten kann das Zündungssystem 88 in Ansprechen auf ein Signal SA für die Verstellung des Zündfunkens nach früh von dem Controller 12 über die Zündkerze 92 der Verbrennungskammer 30 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können die Verbrennungskammer 30 oder eine oder mehrere andere Verbrennungskammern der Kraftmaschine 10 in einigen Ausführungsformen in einer Selbstzündungsbetriebsart mit einer oder ohne eine Zündkerze betrieben werden.
  • Der Abgassensor 126 ist auf der Einlassseite der Emissionssteuervorrichtung 70 mit dem Auslasskanal 76 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Eingabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-Sensor (universeller oder Weitbereichsabgassauerstoffsensor), ein Zweizustandssauerstoffsensor oder EGO-Sensor, ein HEGO-Sensor (beheizter EGO-Sensor), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor sein. Die Emissionssteuervorrichtung 70 ist entlang des Auslasskanals 76 auf der Auslassseite des Abgassensors 126 angeordnet gezeigt. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), ein NOx-Abscheider, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon sein. In einigen Ausführungsformen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 während des Betriebs der Kraftmaschine 10 durch Betreiben wenigstens eines Zylinders der Kraftmaschine innerhalb eines bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
  • Ferner kann die Kraftmaschine 10 eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa einen Turbolader oder einen Lader, der wenigstens einen entlang des Einlasskanals 42 angeordneten Kompressor 162 enthält, enthalten. Für einen Turbolader kann der Kompressor 162 wenigstens teilweise (z. B. über eine Welle) durch eine Turbine 164 angetrieben werden, die entlang des Auslasskanals 76 angeordnet ist. Für einen Lader kann der Kompressor 162 wenigstens teilweise durch die Kraftmaschine und/oder durch eine elektrische Arbeitsmaschine angetrieben werden und keine Turbine enthalten.
  • Somit kann die Menge der für einen oder für mehrere Zylinder der Kraftmaschine über einen Turbolader oder über einen Lader bereitgestellten Verdichtung durch den Controller 12 geändert werden. Ein Ladedruckregelventil 168 kann über die Turbine 164 gekoppelt sein. Genauer kann das Ladedruckregelventil 168 in einer zwischen einen Einlass und einen Auslass der Turbine 164 gekoppelten Umgehung 166 enthalten sein. Durch Einstellen einer Position des Ladedruckregelventils 168 kann eine Menge des durch die Turbine bereitgestellten Ladedrucks gesteuert werden.
  • Ferner zeigt 1 einen Auslasskrümmer 48, der eine doppelwandige Außenfläche 140 aufweist, die einen Zwischenraum 142 definiert, durch den Luft strömen kann. Der Zwischenraum kann ähnlich einem Flüssigkeitsraum hergestellt sein. Es ist eine Leitung 146 gezeigt, die den Zwischenraum 142 auf der Einlassseite des Kompressors 162 über ein Rückschlagventil 154 mit dem Einlasskanal 42 verbindet. Somit kann Einlassluft von dem Einlasskanal 42 über die Leitung 146 in den Zwischenraum 142 angesaugt werden, wo die Einlassluft über Wärmeübertragung von durch den Auslasskrümmer 48 strömenden Abgasen erwärmt werden kann. Das Rückschlagventil 154 verhindert die Strömung von Luft aus dem Zwischenraum 142 in den Einlasskanal 42. Ein optionaler Kanal 144 kann während aufgeladener Bedingungen Einlassluft von der Auslassseite des Kompressors 162 und des Ladeluftkühlers (nicht gezeigt) ansaugen. Der optionale Kanal 144 kann ein Rückschlagventil 156 enthalten, um eine unidirektionale Strömung von Einlassluft von dem Einlasskrümmer 44 zu dem Zwischenraum 142 sicherzustellen.
  • Über den Aspiratorkanal 148 kann erwärmte Luft aus dem Zwischenraum 142 austreten. Ein Aspirator 150 ist mit einem Aspiratorkanal 148 gekoppelt, wobei Unterdruck bei der Einschnürung des Aspirators 150 angesaugt werden kann und über ein in dem Kanal 56 gelegenes Rückschlagventil 152 an die Unterdruckverbrauchsvorrichtung 170 angelegt werden kann. Die Unterdruckverbrauchsvorrichtung 170 kann als nichteinschränkende Beispiele einen Bremskraftverstärker oder einen Kraftstoffkohlekanister oder ein durch Unterdruck betätigtes Ventil (wie etwa ein durch Unterdruck betätigtes Ladedruckregelventil) enthalten. Der Aspirator 150 ist ventillos und in dem Aspiratorkanal 148 ist kein Aspirator-Abschaltventil (ASOV) enthalten. Wie hier ausführlich dargelegt ist, wird die Antriebsströmung durch den Aspirator durch Ändern einer Temperatur der Antriebsströmung eingestellt. Durch Verringern der Notwendigkeit eines dedizierten ASOV zum Steuern der Antriebsströmung wird eine Komponenten- und Kostenverringerung erzielt. Allerdings kann in alternativen Ausführungsformen ein Aspirator-Abschaltventil enthalten sein.
  • Der Aspiratorkanal 148 ist auf der Auslassseite der Drossel 62 und auf der Einlassseite des Einlassventils 52 in den Einlasskrümmer 44 geöffnet. Somit kann ein Anteil der Einlassluft von der Einlassseite des Kompressors 162 und der Drosselklappe 62 durch den Zwischenraum 142 über den Aspirator 150 in den Einlasskrümmer 44 auf der Auslassseite der Drossel 62 strömen. Um eine Temperatur der von dem Einlasskanal 42 und von dem Aspiratorkanal 148 empfangenen Einlassluft zu messen, kann ein Temperatursensor 124 mit dem Einlasskrümmer 44 auf der Auslassseite des Aspiratorkanals 148 gekoppelt sein. Insbesondere kann der Temperatursensor eine Temperatur eines Gemischs von kühlerer Einlassluft, die über die Drossel empfangen wird, und wärmerer Einlassluft, die über den Aspirator empfangen wird, erfassen. Die Temperatur der Luftströmung in dem Einlasskrümmer kann auf der Grundlage des Anteils der Einlassluft, die durch den Zwischenraum an den Einlasskrümmer gefördert wird, variieren (wobei z. B. die Temperatur zunehmen kann, während der Anteil der über den Zwischenraum und dann über den Aspirator geleiteten Luft zunimmt). In anderen Ausführungsformen kann ein TMAP-Sensor (Temperatur-Krümmer-Absolutdruck-Sensor) verwendet werden, um sowohl eine Temperatur als auch einen Druck des von der Einlassdrossel 62 und von dem Aspirator 150 empfangenen Luftladungsgemischs zu messen. Wie in 9 dargestellt ist, können Abweichungen zwischen der geschätzten Einlassluftladungstemperatur und der erwarteten Temperatur ebenfalls zum Diagnostizieren einer Verstopfung der Leitung 146 verwendet werden. Wie in 9 dargestellt ist, wird keine erwärmte Luft empfangen, falls die Drosselladungstemperatur (TCT) im Wesentlichen gleich der Krümmerladungstemperatur (MCT) ist und falls der Drosselluftdurchfluss ähnlich dem Aspiratordurchfluss ist und falls der Auslasskrümmer heiß ist. Umformuliert zeigt die MCT, dass die Temperatur der kombinierten Strömung höher als die Temperatur der Drosselluft ist, falls der Drosselluftdurchfluss niedrig ist und der Auslasskrümmer heiß ist. Weitere Einzelheiten des doppelwandigen Systems und des Aspirators sind im Folgenden in der Beschreibung für 5 dargelegt.
  • Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Ports 104, ein elektronisches Ablagemedium (oder einen nicht vorübergehenden Speicher) für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem besonderen Beispiel als Nur-Lese-Speicherchip 106 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen Datenbus enthält. Zusätzlich zu den zuvor diskutierten Signalen kann der Controller 12 verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren, einschließlich einer Messung des angesaugten Luftmassendurchflusses (MAF) von dem Luftmassenströmungssensor 120; einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eines Profilzündungsabnahmesignals (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder von einem anderen Typ); einer Einlasslufttemperatur über den Temperatursensor 124 oder über einen TMAP-Sensor; und der Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor empfangen. Durch den Controller 12 kann aus dem Signal PIP ein Kraftmaschinendrehzahlsignal, RPM, erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen. Es wird angemerkt, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt verwendet werden können. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Kraftmaschinendrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl einen Schätzwert der in den Zylinder angesaugten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Hall-Effekt-Sensor 118, der ebenfalls als ein Kraftmaschinendrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl äquidistanter Impulse erzeugen.
  • Der Ablagemedium-Nur-Lese-Speicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen repräsentieren, die durch den Prozessor 102 ausführbar sind, um die im Folgenden wie etwa in 5 und 6 beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind, auszuführen.
  • Wie oben beschrieben wurde, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine, wobei jeder Zylinder ähnlich seine eigene Menge von Einlass-/Auslassventilen, seine eigene Kraftstoffeinspritzeinrichtung, seine eigene Zündkerze usw. enthalten kann.
  • Nun übergehend zu 2, zeigt sie einen beispielhaften Auslasskrümmer 200 mit einer doppelwandigen Außenfläche 202. 3 zeigt einen Querschnitt des Auslasskrümmers 200 aus 2, der den Zwischenraum 204 der doppelwandigen Außenfläche zeigt, durch den Einlassluft strömen kann. Es sollte gewürdigt werden, dass der Zwischenraum 204 verschieden von dem Innenhohlraum 206 des Auslasskrümmers 200 ist, durch den Abgas strömen kann. Somit kann die durch den Zwischenraum 204 strömende Einlassluft über Wärmeübertragung von innerhalb des Innenhohlraums 206 strömenden heißen Abgasen erwärmt werden.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Einlasslufterwärmung über einen doppelwandigen Auslasskrümmer 440 (der als ein Querschnitt gezeigt ist). In dem gezeigten Beispiel strömt üblicherweise ein größerer Anteil der Einlassfrischluft durch einen Kompressor 402 und durch einen Ladeluftkühler 404, bevor er über eine Drosselklappe 406 auf der Grundlage der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird und in einen Einlasskrümmer 408 strömt. Daraufhin wird die Einlassluft von dem Einlasskrümmer 408 zur Verbrennung mit Kraftstoff in die Zylinder 410 zugeführt. Daraufhin wird Abgas von der Verbrennung an den Auslasskrümmer 440 ausgegeben. Wie zuvor bei 2–3 dargelegt wurde, ist der Auslasskrümmer 440 aus einer doppelwandigen Außenfläche aufgebaut, die den Zwischenraum 416 definiert.
  • Ein kleinerer Anteil der Einlassfrischluft kann außerdem von der Einlassseite der Drossel 406 in die Leitung 420 strömen. Die Einlassluft kann von der Einlassseite des Kompressors 402 bei der Öffnung 418 über einen ersten Kanal 446 in die Leitung 420 angesaugt werden. Zusätzlich oder optional kann Einlassluft von einer Öffnung 412, die auf der Auslassseite des Ladeluftkühlers 404 positioniert ist, über einen zweiten Kanal 444 in die Leitung 420 angesaugt werden. Wenn die Aufladevorrichtung der Kraftmaschine z. B. nicht freigegeben ist und die Kraftmaschine unter nicht aufgeladenen Bedingungen arbeitet, kann der Einlasskrümmerdruck kleiner als der Umgebungsdruck sein. Somit kann Einlassluft über die Öffnung 418 in den ersten Kanal 446 und daraufhin von der Einlassseite des Kompressors 402 in die Leitung 420 strömen. In einem anderen Beispiel kann der Einlasskrümmerdruck höher als der Umgebungsdruck sein und Einlassluft kann über die Öffnung 412 auf der Auslassseite des Ladeluftkühlers 404 in den zweiten Kanal 444 und daraufhin in die Leitung 420 angesaugt werden, wenn die Aufladevorrichtung der Kraftmaschine freigegeben ist und die Kraftmaschine unter aufgeladenen Bedingungen arbeitet. Das Rückschlagventil 454 in dem ersten Kanal 446 und das Rückschlagventil 456 in dem zweiten Kanal 444 stellen sicher, dass die Luftströmung unidirektional ist und ununterbrochen von dem Einlasskanal in den Zwischenraum 416 des Auslasskrümmers 440 strömt.
  • Die in die Leitung 420 angesaugte Einlassluft kann in den Zwischenraum 416 strömen, wo sie, wie bei 424 angegeben ist, durch die Oberflächen des doppelwandigen Auslasskrümmers 440 über Wärmeübertragung von Abgasen erwärmt werden kann. Daraufhin kann die erwärmte Luft durch den Aspirator 450 in einer Richtung zu dem Einlasskrümmer 408 in die Leitung 414 strömen. Schließlich kann die erwärmte Luft bei 426 auf der Auslassseite der Drossel 406 in den Einlasskrümmer 408 eintreten. Somit wird die erwärmte Luft daraufhin in den Einlasskrümmer 408 gefördert. Es wird gewürdigt werden, dass der Aspirator 450 in dieser Ausführungsform ventillos ist und nicht mit einem Aspirator-Abschaltventil (ASOV) gekoppelt ist.
  • Somit wird der Antriebsmassendurchfluss durch einen Aspirator durch eine Temperatur der durch den Aspirator strömenden Luft beeinflusst. Insbesondere nimmt der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator ab, während die Antriebsströmungstemperatur zunimmt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator dadurch, dass Einlassluft verwendet wird, die beim Durchgang durch die Zwischenräume eines Auslasskrümmers erwärmt worden ist, erhöht werden kann, was den Antriebsmassendurchfluss verringert. Da die Einlassluft über Wärmeübertragung über den Zwischenraum des Auslasskrümmers erwärmt wird, kann die Antriebsströmungstemperatur und dadurch der Antriebsmassendurchfluss auf der Grundlage der Abgastemperatur gefolgert werden. Zum Beispiel kann die Antriebsströmungstemperatur ebenfalls zunehmen und der Antriebsdurchfluss durch den Aspirator dementsprechend abnehmen, während die Abgastemperatur zunimmt. Dadurch, dass der Antriebsdurchfluss über Einstellungen der Antriebsströmungstemperatur gesteuert wird, wird die Notwendigkeit eines dedizierten ASOV für die Antriebsströmungssteuerung verringert. Wie in der gezeigten Ausführungsform gezeigt ist, kann das ASOV z. B. beseitigt sein.
  • In einigen Beispielen kann es während aufgeladener Bedingungen erwünscht sein, dass in dem Einlass im Wesentlichen keine erwärmte Luft über den Zwischenraum des Auslasskrümmers empfangen wird. Somit ist der Aspiratorluftdurchfluss relativ zu der Gesamtluft klein, wenn das System aufgeladen wird; falls dagegen die gesamte Lufterwärmung über den Zwischenraum vermieden werden soll, kann Luft entlang des zweiten Kanals 444 zu einem Ort auf der Einlassseite des Venturieinlasses umgeleitet werden, während ein großer Teil des Zwischenraums umgangen wird.
  • Alternativ kann ein zweiter Kanal auf der Unterseite des Zwischenkühlers 404 mit einer Kondensatsammelwanne gekoppelt sein, um Kondensat in den Zwischenraum 416 zu leiten. Dies wandelt das Kondensat in Dampf um, der daraufhin von der Kraftmaschine aufgenommen werden kann.
  • Somit wird viel von der Aspiratoransaugleistung erhalten, da der Volumendurchfluss zum größten Teil erhalten wird, wenn der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator wegen Erwärmung der Antriebsströmung niedriger ist. Wenn die Kraftmaschine warm ist, ist ihr minimal erforderlicher Massendurchfluss gegenüber dem, wenn sie kalt ist, verringert. Somit ist es vorteilhaft, dass der Antriebsluftmassendurchfluss ebenfalls sinkt. Herkömmlich wurde ein ASOV verwendet, um den Massendurchfluss während der Bedingung minimalen Massendurchflusses zu begrenzen. Hier wird durch Erwärmen der Antriebsströmung durch die Venturieinrichtung eine alternative Möglichkeit zum Begrenzen der Massenströmung bereitgestellt. Ferner tritt wenig bis keine Begrenzung der Volumenströmung auf, obwohl die Massenströmung begrenzt wird, so dass viel von der Aspiratorsaugleistung erhalten wird. Somit kann der Aspiratormassendurchfluss durch Verringern der Aspiratorantriebsdurchflüsse unter Verwendung erwärmter Einlassluft ebenfalls verringert werden. Wie hier dargelegt ist, kann eine Einlassdrosselposition auf der Grundlage des geschätzten Luftmassendurchflusses von von dem Aspirator in den Einlasskrümmer eintretender Luft so eingestellt werden, dass Luftströmungsfehler während des Kraftmaschinenbetriebs verringert werden.
  • Durch den Aspirator 450 strömende Luft kann einen Unterdruck für eine Unterdruckverbrauchsvorrichtung wie etwa einen Bremskraftverstärker oder einen Kraftstoffaktivkohlebehälter oder ein durch Unterdruck betätigtes Ventil erzeugen. In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Aspirator 450 mit einem Bremskraftverstärker 470 gekoppelt, der mit Fahrzeugradbremsen (nicht gezeigt) gekoppelt ist. Der Bremskraftverstärker 470, der einen Bremskraftverstärker-Unterdruckvorratsbehälter 472 und eine Arbeitskammer 478 enthält, kann über ein Rückschlagventil 452 und den Aspirator 450 mit dem Einlasskrümmer 408 gekoppelt sein. Das Rückschlagventil 452 ermöglicht, dass Luft von dem Bremskraftverstärker 470 zu dem Einlasskrümmer 408 strömt, und begrenzt die Luftströmung von dem Einlasskrümmer 408 zu dem Bremskraftverstärker 470. Der Bremskraftverstärker 470 kann hinter einer Membran 476 des Bremskraftverstärkers einen Unterdruckvorratsbehälter 472 (oder Unterdruckhohlraum) enthalten, um eine durch einen Fahrzeugbetreiber 464 über ein Bremspedal 462 bereitgestellte Kraft zu verstärken, um sie an Fahrzeugradbremsen (nicht gezeigt) anzulegen. Durch den Drucksensor 474 kann eine Stärke des Unterdrucks bei dem Bremskraftverstärker 470 geschätzt werden. Der Bremskraftverstärker 470 arbeitet unter Verwendung einer Druckdifferenz über die Membran 476. Dadurch, dass ermöglicht wird, dass Atmosphärenluft in die Arbeitskammer 478 eintritt, kann über die Membran 476 eine Druckdifferenz gebildet werden und kann eine Kraft erzeugt werden, die die auf das Bremspedal 462 ausgeübte Kraft unterstützt.
  • Wie in 1 erwähnt ist, kann ein Temperatursensor 124 mit dem Einlasskrümmer 408 auf der Auslassseite des Aspirators 450 und der Drossel 406 gekoppelt sein. Der Temperatursensor 124 kann dafür konfiguriert sein, die Temperatur der in dem Einlasskrümmer von der Auslassseite des Aspirators 450 und der Drossel 406 empfangenen Einlassluft zu messen. In einigen Ausführungsformen kann der Temperatursensor 124 als ein TMAP-Sensor (Temperatur-Krümmerabsolutdruck-Sensor) konfiguriert sein, der sowohl einen Temperatur- als auch einen Druckschätzwert der in dem Einlasskrümmer empfangenen Luftladung bereitstellen kann. Somit kann eine Temperatur der in dem Einlasskrümmer empfangenen Luft auf der Grundlage des Anteils der über die Drossel empfangenen Einlassluft relativ zu der über den Aspirator (bei Durchgang durch den Zwischenraum) empfangenen Einlassluft variieren. Zum Beispiel kann eine durch den Temperatursensor geschätzte Temperatur der Einlassluftladung höher als die Drosselladungstemperatur sein, während die Menge der über den Aspirator empfangenen Luftströmung relativ zu der Drosselluft zunimmt. Da die über den Aspirator empfangene Einlassluft beim Durchgang durch den Zwischenraum erwärmt wird, nimmt außerdem die Temperatur der über den Aspirator empfangenen Einlassluft ebenfalls zu, während die Abgastemperatur zunimmt. Somit kann ein Kraftmaschinencontroller eine erwartete Einlasskrümmer-Luftladungstemperatur auf der Grundlage der Abgastemperatur und der Antriebsströmung durch den Aspirator vorhersagen. Wie hier in 9 dargelegt ist, kann ein Kraftmaschinencontroller außerdem auf der Grundlage einer Abweichung der geschätzten Einlassluftladungstemperatur von der erwarteten Temperatur ein Zusetzen oder eine Verstopfung des Zwischenraums 416 identifizieren.
  • Nunmehr übergehend zu 5, zeigt sie eine beispielhafte Routine 500 zum Einstellen einer Position der Einlassdrossel auf der Grundlage der Luftströmung von dem Aspirator. Genauer wird die Einlassdrosselposition auf der Grundlage eines Schätzwerts des Aspiratormassendurchflusses in den Einlasskrümmer eingestellt. Eine Ladedruckregelventilposition kann ebenfalls so eingestellt werden, dass Luftströmungsfehler kompensiert werden.
  • Bei 502 können Kraftmaschinenbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Es können beispielhafte Bedingungen wie etwa der Betreiberdrehmomentbedarf, die Pedalposition, die Kraftmaschinendrehzahl, der MAP, die MAF, die BP, die Stärke der Aufladung, die Stärke des Unterdrucks in einem mit einer Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelten Unterdruckvorratsbehälter usw. geschätzt werden. Bei 504 können die Anfangsdrosselposition und die Anfangs-Ladedruckregelventilposition auf der Grundlage der geschätzten Kraftmaschinenbedingungen bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Drossel auf eine weiter offene Position verschoben werden, während das Ladedruckregelventil auf eine stärker geschlossene Position verschoben wird, während der Betreiberdrehmomentbedarf zunimmt. Als ein weiteres Beispiel kann bei Kraftmaschinenleerlaufbedingungen die Drossel in eine stärker geschlossene Position (z. B. in eine vollständig geschlossene Position) verschoben werden, während das Ladedruckregelventil in eine stärker geschlossene Position (z. B. in eine vollständig offene Position) verschoben wird. Bei 506 können die Drossel und das Ladedruckregelventil auf die bestimmten Positionen angesteuert werden.
  • Bei 508 kann ein Anteil der Einlassluft in den Zwischenraum innerhalb des doppelwandigen Auslasssystems angesaugt werden, um durch Abgase erwärmt zu werden. In Abhängigkeit von der Stärke der Kraftmaschinenaufladung kann der Anteil der Einlassluft von der Einlassseite des Kompressors oder von der Auslassseite des Kompressors und des Ladedruckkühlers angesaugt werden. Zum Beispiel kann Einlassluft von der Auslassseite des Kompressors in den Zwischenraum angesaugt werden, wenn die Stärke der Kraftmaschinenaufladung höher ist (oder wenn die Kraftmaschine mit freigegebener Aufladung arbeitet). Im Vergleich kann Einlassluft von der Einlassseite des Kompressors in den Zwischenraum angesaugt werden, wenn die Stärke der Kraftmaschinenaufladung niedriger ist (oder wenn die Kraftmaschine mit deaktivierter Aufladung betrieben wird). Während die Einlassluft durch den Zwischenraum strömt, kann sie über Wärmeübertragung mit dem Auslasskrümmer erwärmt werden, wobei der Auslasskrümmer wegen der Strömung heißer Abgase erwärmt wird.
  • Bei 510 enthält das Verfahren das Strömen der beim Durchgang durch den Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems erwärmten Einlassluft durch einen Aspirator, um die Massenströmung durch den Aspirator zu verringern. Der Aspirator kann mit einer Kraftmaschinen-Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelt sein. Der Antriebsmassendurchfluss erwärmter Einlassluft durch den Aspirator ändert sich auf der Grundlage der Gasdichte, die von der Gastemperatur abhängt. Zum Beispiel kann Einlassluft bei einer höheren Temperatur eine niedrigere Dichte aufweisen und im Vergleich zur Einlassluft bei einer niedrigeren Temperatur und einer höheren Dichte zu einer niedrigeren Antriebsmassenrate führen. Der Volumendurchfluss kann im Wesentlichen unabhängig von der Gastemperatur sein.
  • Bei 512 kann die durch die Verengung innerhalb des Aspirators strömende Einlassluft einen Unterdruck erzeugen, der bei der Einschnürung des Aspirators angesaugt werden kann. Ferner kann der Unterdruck an die mit dem Aspirator gekoppelte Unterdruckverbrauchsvorrichtung angelegt werden. Zum Beispiel kann der bei dem Aspirator erzeugte Unterdruck wie in 4 gezeigt an den Unterdruckvorratsbehälter eines Bremskraftverstärkers angelegt werden.
  • Bei 514 können die Drossel- und die Ladedruckregelventilposition mitgekoppelt eingestellt werden, um den Massendurchfluss durch den Aspirator (oder den "Aspiratorleckverlust") zu kompensieren. In einem Beispiel kann die Drossel während eines Kraftmaschinenkaltstarts und wenn die Abgastemperatur niedriger ist auf eine stärker geschlossene Position mitgekoppelt eingestellt werden, um einen höheren Aspiratormassendurchfluss (wegen einer höheren Antriebsmassenrate der kühleren, dichteren Luft durch den Aspirator) zu kompensieren. Außerdem kann das Ladedruckregelventil mitgekoppelt auf eine weiter offene Position eingestellt werden. In einem anderen Beispiel kann die Drossel während einer Leerlaufbedingung, die auf einen Kraftmaschinenstart folgt, wenn die Abgastemperatur höher ist, mitgekoppelt auf eine weiter offene Position eingestellt werden, um einen niedrigeren Aspiratormassendurchfluss (wegen eines niedrigeren Antriebsmassendurchflusses der wärmeren, weniger dichten Luft durch den Aspirator) zu kompensieren. Außerdem kann das Ladedruckregelventil mitgekoppelt auf eine stärker geschlossene Position eingestellt werden.
  • Einstellungen der Drosselposition über die Mitkopplungssteuerung können auf einem Kompensationsfaktor beruhen, der aus einem geschätzten Luftmassendurchfluss von dem Aspirator gelernt wird. 6 zeigt eine Routine 600 zum Schätzen des Kompensationsfaktors und wird hier beschrieben.
  • Bei 516 können zusätzlich zu der Mitkopplungseinstellung der Drossel- und der Ladedruckregelventilposition Rückkopplungseinstellungen vorgenommen werden, um Zylinderluftladungsschätzfehler zu verringern. Genauer können auf der Grundlage von Abweichungen zwischen der tatsächlichen Einlassluftströmung (wie sie durch einen Luftströmungssensor geschätzt wird) und einer erwarteten Einlassluftströmung zusätzliche Einstellungen an der Drossel- und an der Ladedruckregelventilposition ausgeführt werden. Falls ein Luftdurchflussmesser vorhanden ist, wird der gesamte Kraftmaschinenluftdurchfluss unabhängig davon gemessen, ob er über die Drossel eintritt oder ob er über den Antriebsdurchfluss des Aspirators eintritt. Falls die Zylinderluftladung hauptsächlich über den Krümmerdruck gemessen wird, hängt der Luftladungsschätzwert nicht davon ab, ob die Luft von der Drossel oder von dem Antriebsströmungsweg des Aspirators eintritt. Somit ist die Antriebsströmungsmassenrate für die Drosselsteuerung wichtig. Die Drossel ermöglicht, dass die gewünschte Luft in den Einlasskrümmer eintritt. Hierfür muss ein Controller wissen, welche Luft von den Nicht-Drossel-Wegen wie etwa von der Kurbelgehäusebelüftung, von der Kraftstoffunterdruckspülung, von dem Aspiratorantriebsströmungsweg, von dem Aspirator-Ansaug/Umgehungs-Strömungsweg usw. eingetreten ist. Dadurch, dass wie hier beschrieben die Wirkung der Abgaserwärmung der Luft in dem Aspiratorantriebsströmungsweg erkannt wird, wird die Drosselluftströmungssteuerung verbessert.
  • Bei 518 können die Kraftstoffeinspritzung und/oder die Zündfunkenzeiteinstellung auf der Grundlage der Drosselposition eingestellt werden, um eine Kraftmaschinendrehzahlsteuerung bereitzustellen. Zum Beispiel können während Kraftmaschinenleerlaufbedingungen die Kraftstoff- und/oder die Zündfunkenzeiteinstellung auf der Grundlage der Drosselposition eingestellt werden, um die Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten. In einem Beispiel kann die Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahl durch Verstellen der Zündfunkenzeiteinstellung nach spät aufrechterhalten werden, falls die Drosselposition an einem Grenzwert ist, wie etwa, wenn die Drossel vollständig geschlossen ist. Somit können Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahlen zunehmen, falls die Zündfunkenzeiteinstellung nicht nach spät verstellt würde. Die Zündfunkenzeiteinstellung kann auf der Grundlage des Luftströmungsfehlers, der wiederum auf der Aspiratormassenströmungsmenge beruht, nach spät verstellt werden. Durch Verwendung erwärmter Einlassluft als Antriebsströmung durch den Aspirator wird die Luftströmung durch den Aspiratorleckverlust verringert, was ermöglicht Luftströmungsfehler zu kompensieren, während die Drossel weniger häufig geschlossen wird. Dadurch, dass die Häufigkeit des Drosselschließens während der Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahlsteuerung verringert wird, wird die Notwendigkeit der Verwendung einer Verstellung des Zündfunkens nach spät, um die Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten, verringert, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
  • Nun übergehend zu 6 ist ein beispielhaftes Verfahren 600 für die Mitkopplungseinstellung einer Drosselposition auf der Grundlage eines Antriebsmassendurchflusses durch einen Aspirator gezeigt. Da der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator auf der Antriebsströmungstemperatur beruht, ermöglicht das Verfahren somit eine Mitkopplungseinstellung der Drosselposition, um einen Aspiratorleckverlust zu kompensieren, damit er als eine Funktion der Antriebsströmungstemperatur geändert wird.
  • Bei 602 kann eine Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator auf der Grundlage der Abgastemperatur gefolgert werden. Da die Antriebsmassenströmung durch den Aspirator Einlassluft enthält, die beim Durchgang durch die Zwischenräume eines Auslasskrümmers erwärmt wird, ändert sich die Antriebsströmungstemperatur, während sich die Abgastemperatur ändert. Insbesondere kann bei höheren Abgastemperaturen mehr Wärme an die durch die Zwischenräume strömende Einlassluft übertragen werden, so dass die Antriebsströmungstemperatur höher sein kann. Somit kann die Antriebsströmungstemperatur auf der Grundlage der Abgastemperatur geschätzt werden. Die Abgastemperatur kann durch einen Abgastemperatursensor geschätzt werden. Alternativ kann die Abgastemperatur als Funktion von Kraftmaschinenbetriebsparametern wie etwa der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinenbelastung, des Betrags der Verstellung des Zündfunkens nach spät, des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und dergleichen geschätzt werden.
  • Bei 604 kann auf der Grundlage des Umgebungsdrucks oder barometrischen Drucks ein Aspiratormassendurchfluss geschätzt werden und bei 602 kann die Antriebsströmungstemperatur geschätzt werden. Der Aspiratormassendurchfluss kann zunehmen, während der barometrische Druck zunimmt (oder während die Höhe abnimmt). Da die Antriebsströmungstemperatur mit der Abgastemperatur zusammenhängt, kann der Aspiratormassendurchfluss auf der Grundlage der Abgastemperatur geschätzt werden. 7 veranschaulicht eine beispielhafte Beziehung zwischen Aspiratormassendurchfluss und Abgastemperatur. Genauer zeigt das Diagramm 700 die entlang der x-Achse aufgetragene Abgastemperatur und den Aspiratormassendurchfluss entlang der y-Ache. Die Graphik 702 zeigt, dass der Aspiratormassendurchfluss proportional abnimmt, während die Abgastemperatur steigt. Bei niedrigeren Abgastemperaturen kann die Einlassluft in dem Zwischenraum nicht auf höhere Temperaturen erwärmt werden. Kühlere Luft ist dichter, so dass der Antriebsmassendurchfluss durch den Aspirator höher ist. Während die Abgastemperatur zunimmt, wird die Einlassluft innerhalb des Zwischenraums auf höhere Temperaturen erwärmt. Wärmere Luft, die weniger dicht ist, weist einen niedrigeren Massendurchfluss auf. Somit ist der Aspiratormassendurchfluss bei höheren Abgastemperaturen niedriger.
  • Nun zurückkehrend zu der Routine 600 kann bei 606 auf der Grundlage des geschätzten Aspiratormassendurchflusses ein Drosselkompensationsfaktor bestimmt werden. Der Kompensationsfaktor kann einen Faktor enthalten, der die Drosselposition verringert, während der Aspiratormassendurchfluss zunimmt, um die zusätzliche von dem Aspirator hereinkommende Luft zu kompensieren. Bei 608 kann die Drosselposition auf der Grundlage des bestimmten Kompensationsfaktors mitgekoppelt eingestellt werden. Zum Beispiel kann der Kompensationsfaktor in der Weise eingestellt (z. B. erhöht) werden, dass die Drossel in eine weiter offene Position bewegt werden kann, während die Temperatur der Antriebsströmung zunimmt und eine geringere Menge Einlassluft in den Krümmer strömt. Andererseits kann der Kompensationsfaktor in der Weise eingestellt (z. B. verringert) werden, dass die Drossel in eine stärker geschlossene Position bewegt wird, falls die Temperatur der Antriebsluftströmung durch den Aspirator abnimmt, was zu einer höheren Luftströmung in den Krümmer führt. In einem Beispiel kann das Bewegen der Drossel in eine weiter offene Position das Erhöhen des Drosselwinkels enthalten, während das Bewegen der Drossel in eine stärker geschlossene Position das Verringern des Drosselwinkels enthalten kann. Somit kann die Drosselposition die Antriebsströmung von dem Aspirator in den Einlasskanal kompensieren, um eine zu starke Kraftstoffzufuhr, die sich aus Luftströmungsfehlern ergeben kann, zu verringern.
  • Auf diese Weise kann eine Drosselposition auf der Grundlage einer Menge der Luftströmung von dem Aspirator mitgekoppelt eingestellt werden. Die Menge der Luftströmung kann von der Temperatur der durch den Aspirator strömenden Antriebsluft abhängen, die wiederum von Abgastemperaturen abhängt. Zum Beispiel kann der Massendurchfluss durch den Aspirator in den Einlasskrümmer niedriger sein, falls die Antriebsströmungstemperatur bei Kraftmaschinenleerlaufbedingungen höher ist. Somit kann die Drossel weniger weit geschlossen gehalten werden, um die Kraftmaschinendrehzahl aufrechtzuerhalten. Durch Verwendung der erwärmten Antriebsströmung über einen weiteren Bereich von Betriebsbedingungen wird der Aspiratormassendurchfluss verringert und die Aspiratoreffizienz verbessert. Eine geringere Luftströmung von dem Aspirator verringert die Drosseleinstellungen, die erforderlich sind, um die Kraftmaschinen-Leerlaufluftsteuerung und die Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahlsteuerung aufrechtzuerhalten. Insbesondere ermöglicht die niedrigere Aspiratorluftströmung, dass die Drosselklappe für längere Dauer von einer vollständig geschlossenen Position weg betrieben wird. Durch Verringern der Häufigkeit des vollständigen Schließens der Drossel wird die Notwendigkeit von Zündfunkenzeiteinstellungen (wie etwa der Verwendung einer Zündfunkenverstellung nach spät) während der Leerlaufdrehzahlsteuerung verringert, und somit kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
  • In einer anderen Darstellung kann ein Kraftmaschinenverfahren das Ändern einer Mitkopplungseinstellung auf eine Drosselposition während des Kraftmaschinenleerlaufs auf der Grundlage einer Temperatur der in der Kraftmaschine auf der Auslassseite der Drossel über einen Aspirator empfangenen Antriebsströmung enthalten. Die Antriebsströmung kann hier beim Durchgang durch einen Zwischenraum eines Auslasskrümmers erwärmte Einlassluft enthalten, wobei die Antriebsströmungstemperatur auf der Grundlage der Abgastemperatur gefolgert werden kann. Die Einstellung kann die Mitkopplungseinstellung der Drosselklappe auf eine weiter offene Position, um während höherer Abgastemperaturen eine kleinere Menge der auf der Auslassseite der Drossel über den Aspirator empfangenen Luft zu kompensieren, und die Mitkopplungseinstellung der Drossel auf eine weniger weit offene Position, um während niedrigerer Abgastemperaturbedingungen eine größere Menge der auf der Auslassseite der Drossel über den Aspirator empfangenen Luft zu kompensieren, enthalten. Ferner kann das Verfahren die Mitkopplungseinstellung der Drosselposition während des Kraftmaschinenleerlaufs auf der Grundlage der Temperatur der Antriebsströmung, bis ein Drosselpositionsgrenzwert erreicht ist, enthalten. Nachdem der Grenzwert erreicht ist, kann daraufhin die Drosselposition bei dem Grenzwert gehalten werden, während die Zündfunkenzeiteinstellung auf der Grundlage des Antriebsdurchflusses nach spät verstellt wird. In einem Beispiel enthält der Drosselpositionsgrenzwert eine vollständig geschlossene Drosselposition.
  • Die Einlasslufterwärmung bietet noch weitere Vorteile. Zum Beispiel wird durch Verringern der Ansaugtakt-Pumparbeit über das Erhöhen der Einlasskrümmer-Ladungstemperatur die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine erhöht. Als ein nochmals anderes Beispiel wird insbesondere bei geringen Kraftmaschinenbelastungen die Kraftmaschinenverbrennungsstabilität verbessert, was Vorteile der verbesserten Abgasrückführung (EGR) und variablen Nockenzeiteinstellung (VCT) bietet. Außerdem verbessert die Erwärmung das Aufwärmen des Kraftmaschinenöls, verringert die Reibung und verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Nochmals weiter werden die Kohlenmonoxidemissionen (CO-Emissionen) der Kraftmaschine verbessert.
  • Anhand von 8 ist eine beispielhafte Drosseleinstellung gezeigt. Genauer zeigt das Diagramm 800 bei der Graphik 802 die Kraftmaschinendrehzahl, bei der Graphik 804 die Drosselposition, bei der Graphik 806 die Abgastemperatur, bei 808 die Antriebsströmungstemperatur, bei 810 den Massendurchfluss und bei der Graphik 812 die Zündfunkenverstellung nach spät. Der Massendurchfluss kann eine Kombination von Durchflüssen von Einlassluft von der Drossel und der Luftströmung von dem Aspirator sein. Das Diagramm 800 ist gegen die Zeit auf der X-Achse aufgetragen. Die Linie 809 repräsentiert den gewünschten Luftdurchfluss und die Linie 813 repräsentiert das maximale Bremsmoment (MBT).
  • Bei t0 kann die Kraftmaschinendrehzahl (Ne) bei einem unteren Drehzahlbereich, z. B. bei der Leerlaufdrehzahl, sein. Dementsprechend kann der gewünschte Luftdurchfluss ebenfalls niedrig sein. Im Ergebnis kann die Drossel auf einer stärker geschlossenen (z. B. auf einer vollständig geschlossenen) Position gehalten werden. Da die Abgastemperatur bei t0 niedrig ist, kann die Temperatur der über einen Zwischenraum des Auslasskrümmers bei einem Aspirator empfangenen Antriebsströmung ebenfalls niedrig sein. Somit kann die Abgastemperatur und somit die Antriebsströmungstemperatur zwischen t0 und t1 allmählich zunehmen, während der Kraftmaschinenbetrieb fortfährt, während sie unter einer Schwellentemperatur bleibt. Wegen der niedrigeren Antriebsströmungstemperatur wird zusätzliche Luft empfangen, wobei der tatsächliche Massendurchfluss höher als der gewünschte Massendurchfluss wird. Die von der kühleren und dichteren Aspiratorantriebsströmung empfangene zusätzliche Luft kann zu einem zusätzlichen Drehmoment führen. Allerdings kann der tatsächliche Luftmassendurchfluss über weitere Drosseleinstellungen nicht verringert werden, da die Drossel an ihrem Grenzwert der Bewegung (z. B. vollständig geschlossene Position) sein kann. Folglich kann das zusätzliche Drehmoment durch Verwendung der Verstellung des Zündfunkens nach spät kompensiert werden. Mit anderen Worten, die zusätzliche Luft von dem dichten und kühlen Antriebsdurchfluss wird durch Verstellung des Zündfunkens nach spät kompensiert.
  • Während zwischen t0 und t1 die Abgastemperatur zunimmt, kann die Antriebsströmungstemperatur ebenfalls zunehmen, was zu einer Verringerung des tatsächlichen Massendurchflusses in Richtung des gewünschten Luftdurchflusses führt (Linie 809). Während die Menge der wegen der kühlen und dichten Antriebsströmung empfangenen zusätzlichen Luft abnimmt, nimmt die Menge der erforderlichen Zündfunkenkompensation des Drehmoments ab und die Menge der angewendeten Zündfunkenverstellung nach spät kann allmählich verringert werden. Bei t1 kann die Zündfunkenzeiteinstellung bei oder um den MBT sein und kann die Kraftmaschine ohne Verstellung des Zündfunkens nach spät arbeiten.
  • Zwischen t1 und t2 kann die Kraftmaschinendrehzahl weiter bei einer konstanten unteren Drehzahl wie etwa bei der Leerlaufdrehzahl sein. Ferner können die Abgastemperatur und die Antriebsströmungstemperatur weiter ansteigen, während die Kraftmaschinenverbrennung fortschreitet. Die höhere Antriebsströmungstemperatur führt zu einem kleineren Fehler zwischen dem tatsächlichen Luftmassendurchfluss und dem gewünschten Luftmassendurchfluss. Wegen der verringerten Luftströmung durch den Aspirator kann die Drossel auf eine weiter offene Position eingestellt werden, um den Massendurchfluss auf einem gewünschten Luftdurchfluss zu halten. Die zusätzliche Luft von dem Antriebsdurchfluss wird hier durch eine Drosseleinstellung von einer anfangs stärker geschlossenen Position zu einer weiter offenen Position kompensiert. In Ansprechen auf die Steuerung der Luftströmung durch die Drossel kann die Zündfunkenzeiteinstellung in der Nähe des MBT gehalten werden und es ist keine Verstellung des Zündfunkens nach spät erforderlich. Dadurch, dass die Notwendigkeit einer Verstellung des Zündfunkens nach spät verringert ist, ist die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
  • Zwischen t2 und t3 kann die Kraftmaschinendrehzahl bei einer niedrigeren konstanten Drehzahl wie etwa bei einer Leerlaufdrehzahl bleiben. Die Abgastemperatur und die Antriebsströmungstemperatur können weiter zunehmen und können einen Schwellenwert übersteigen, was eine zusätzliche Verringerung des Massendurchflusses durch den Aspirator verursacht. Außerdem kann der gewünschte Luftdurchfluss, wenn die Kraftmaschine warm ist, niedriger sein als der gewünschte Luftdurchfluss, wenn die Kraftmaschine kalt ist. Somit kann der gewünschte Massendurchfluss zwischen t2 und t3 abnehmen, während die Abgastemperatur zunimmt. Diese Verringerung des gewünschten Luftdurchflusses, während sich die Kraftmaschine erwärmt, ist vorteilhaft bei der Erwärmung des Antriebsluftmassendurchflusses des Aspirators. Im Ergebnis der Verringerung kann die Drossel bei einer konstant mittleren offenen Position gehalten werden. Somit kann der Massendurchfluss zwischen t2 und t3 zusammen mit dem gewünschten Luftdurchfluss abnehmen und es kann im Wesentlichen keine Luftströmungsfehler geben. Die Luftströmungssteuerung wird hier über die erwärmte Aspiratorströmung und ohne zusätzliche Drossel- oder Zündfunkeneinstellungen zu erfordern erzielt.
  • Auf diese Weise können Drosseleinstellungen auf dem Aspiratormassendurchfluss beruhen, der auf der Grundlage der Antriebsströmungstemperatur genauer geschätzt wird. Unter Verwendung der erwärmten Einlassluft zum Bereitstellen einer Antriebsströmung durch einen Aspirator wird bei dem Aspirator ein Unterdruck erzeugt, während die Aspiratorluftströmung verringert wird und während außerdem die Notwendigkeit, die Drossel geschlossen zu halten, verringert wird. In einer anderen Darstellung kann das Kraftmaschinenverfahren das Bestimmen einer Mitkopplungsdrosselposition während des Kraftmaschinenleerlaufs auf der Grundlage einer Menge der Luftströmung durch den Aspirator enthalten, wobei die Menge der Luftströmung auf der Grundlage der Abgastemperatur während des Kraftmaschinenaufwärmens von der Umgebungstemperatur geschätzt wird. Daraufhin kann die Mitkopplungsdrosselposition für eine gegebene Gesamtluftströmung zu der Kraftmaschine bei niedrigeren Abgastemperaturen stärker geschlossen als bei höheren Abgastemperaturen eingestellt werden.
  • Nunmehr übergehend zu 9 ist eine beispielhafte Routine 900 zum Diagnostizieren einer Verstopfung des Zwischenraums in der doppelwandigen Außenfläche des Auslasssystems gezeigt. Genauer wird die Temperatur der in dem Einlasskrümmer von der Drossel und von dem Aspirator empfangenen Einlassluft mit einer erwarteten Temperatur der Luft verglichen, um eine Verstopfung des Zwischenraums zu detektieren.
  • Bei 904 können ein Aspiratormassendurchfluss und eine Temperatur geschätzt werden. Wie zuvor dargelegt wurde, können sowohl der Antriebsmassendurchfluss als auch die Antriebsströmungstemperatur durch den Aspirator auf der Grundlage der Abgastemperatur gefolgert werden. Insbesondere kann die Antriebsströmungstemperatur zunehmen und der Aspiratormassendurchfluss abnehmen, während die Abgastemperatur zunimmt und mehr Wärme von dem Auslasskrümmer an die durch den Zwischenraum des Auslasskrümmers strömende Einlassluft übertragen wird.
  • Bei 906 wird auf der Grundlage des Aspiratormassendurchflusses und ferner auf der Grundlage einer Einlassluftströmung durch die Drossel eine erwartete Krümmerluftladungstemperatur (MCT) geschätzt. Insbesondere kann der Controller eine Temperatur der in dem Einlasskrümmer empfangenen Luftladung schätzen, wobei die empfangene Luftladung ein Gemisch von über die Drossel empfangener Luft und von über den Aspirator von der Auslassseite der Drossel empfangener Luft enthält. Zum Beispiele wird erwartet, dass die MCT während des Kraftmaschinenleerlaufs, nachdem sich die Kraftmaschine aufgewärmt hat, wegen der über den betroffenen Aspirator empfangenen warmen Luft höher (z. B. höher als die Kühlmitteltemperatur TCT) ist.
  • Bei 908 enthält die Routine das Bestimmen der tatsächlichen Krümmerluftladungstemperatur auf der Grundlage der Ausgabe eines Einlasskrümmertemperatursensors. In einem Beispiel kann ein Temperatursensor wie etwa der TMAP-Sensor 124 aus 1 verwendet werden. Bei 910 wird die erwartete Krümmerladungstemperatur mit der geschätzten Krümmerladungstemperatur verglichen, um zu bestimmen, ob der Schätzwert niedriger als der erwartete Wert ist. In einem Beispiel kann bestimmt werden, ob die geschätzte Krümmerladungstemperatur um mehr als einen Schwellenbetrag niedriger als die erwartete Krümmerladungstemperatur ist.
  • Falls die geschätzte Krümmerladungstemperatur nicht niedriger als die erwartete Krümmerladungstemperatur ist, kann bei 912 bestimmt werden, dass der Zwischenraum des Auslasskrümmers frei (d. h. nicht zugesetzt oder verstopft) ist. Falls die geschätzte Krümmerladungstemperatur bei 914 andernfalls niedriger als die erwartete Krümmerladungstemperatur ist, kann angegeben werden, dass der Zwischenraum des Auslasskrümmers zugesetzt oder verstopft ist. Zum Beispiel kann ein Diagnosecode gesetzt werden, um die Verstopfung anzugeben. In einem Beispiel kann der Zwischenraum wegen Schmutz oder Verunreinigungen, die aus dem Einlassluftfilter entweichen, verstopft sein. Diese Verunreinigungen können die Wände des Zwischenraums beschichten, was die Übertragung von Wärme von Abgasen an die durch den Zwischenraum strömende Einlassluft verringert und die Temperatur der von dem Aspirator in den Einlasskrümmer abgeflossenen Luft verringert.
  • Auf diese Weise kann die Erwärmung der Antriebsströmung durch einen Einlassaspirator verwendet werden, um einen Antriebsmassendurchfluss zu steuern, ohne dass ein dediziertes Aspiratorabschaltventil erforderlich ist. Dadurch, dass eine Drosselposition (z. B. ein Drosselwinkel) auf der Grundlage eines geschätzten Durchflusses und einer geschätzten Temperatur der auf der Auslassseite der Drossel durch einen ventillosen Aspirator in einem Kraftmaschineneinlasskrümmer empfangenen Antriebsströmung kompensiert wird, kann ein Unterdruck angesaugt werden, während Luftströmungsfehler verringert werden. Dadurch, dass der Massendurchfluss der Antriebsluft durch den Aspirator über die erwärmte Antriebsluft verringert wird, kann die Drosselposition während eines weiteren Bereichs von Kraftmaschinenleerlaufbedingungen in einer leicht offenen Position anstatt in einer vollständig geschlossenen Position gehalten werden. Im Ergebnis können Kraftmaschinen-Leerlaufdrehzahlen mit weniger Stützen auf die Zündfunkenverstellung nach spät aufrechterhalten werden, wodurch die Kraftmaschinenkraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird. Dadurch, dass der Kraftmaschineneinlass durch Ansaugen von Luft in den Einlasskrümmer über den Zwischenraum des Auslasskrümmers und durch einen ventillosen Aspirator erwärmt wird, wird die Ansaugtaktpumparbeit verringert und die Kraftmaschinenverbrennungsstabilität wird verbessert. Darüber hinaus wird die Notwendigkeit von PCV-Wärme oder Drosselwärme verringert und außerdem werden Abgas-CO-Emissionen verringert.
  • Es wird angemerkt, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen repräsentieren. Somit können verschiedene dargestellte Tätigkeiten, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen sein. Gleichfalls ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern sie werden zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung gegeben. Je nach der besonderen verwendeten Strategie können eine oder mehrere der dargestellten Tätigkeiten oder Funktionen wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Tätigkeiten graphisch Code repräsentieren, der in das computerlesbare Speichermedium in dem Kraftmaschinensteuersystem programmiert werden soll.
  • Es wird gewürdigt werden, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend anzusehen sind, da zahlreiche Änderungen möglich sind. Die obige Technologie kann z. B. auf V6-, I4-, I6-, V12-, Gegenkolben-4-Kraftmaschinen und auf andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
  • Die folgenden Ansprüche weisen insbesondere auf bestimmte als neu und nicht offensichtlich angesehene Kombinationen und Teilkombinationen hin. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder auf "ein erstes" Element oder auf dessen Entsprechung beziehen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente enthalten, zwei oder mehr solcher Elemente aber weder erfordern noch ausschließen. Durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder in einer verwandten Anmeldung können andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften beansprucht werden. Solche Ansprüche, gleich, ob sie einen umfassenderen, eingeschränkteren, den gleichen oder einen anderen Schutzumfang als die ursprünglichen Ansprüche aufweisen, werden ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.

Claims (20)

  1. Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Strömen von Einlassluft, die beim Durchgang durch einen Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems erwärmt wird, durch einen mit einer Kraftmaschinen-Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelten Aspirator, um den Antriebsmassendurchfluss bei dem Aspirator zu verringern, während die Abgastemperatur zunimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aspirator nicht mit einem Aspiratorabschaltventil gekoppelt ist und wobei die erwärmte Einlassluft auf dem Weg von dem Zwischenraum zu einer Kraftmaschineneinlassluft auf der Auslassseite einer Drossel durch den Aspirator strömt, ohne durch irgendwelche anderen Vorrichtungen und Kanäle zwischen dem Zwischenraum und dem Kraftmaschineneinlass zu strömen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ansaugen eines Unterdrucks bei einer Einschnürung des Aspirators und das Anlegen des abgesaugten Unterdrucks an die Unterdruckverbrauchsvorrichtung umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Unterdruckverbrauchsvorrichtung einen Bremskraftverstärker enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strömen das Strömen von der Einlassseite einer Einlassdrossel zu einem Einlasskrümmer auf der Auslassseite der Einlassdrossel über den Aspirator enthält.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Strömen von der Einlassseite der Einlassdrossel das Strömen von der Einlassseite eines Einlasskompressors, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen wird, oder von der Auslassseite eines Ladeluftkühlers, wenn die Kraftmaschine aufgeladen wird, enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner die Mitkopplungseinstellung der Einlassdrossel auf der Grundlage einer Menge des Aspiratormassendurchflusses während des Kraftmaschinenleerlaufs umfasst, wobei der Aspiratormassendurchfluss auf einer Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator beruht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator auf der Grundlage der Abgastemperatur gefolgert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einstellen das Bewegen der Drossel in Richtung einer stärker geschlossenen Position, während die Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator abnimmt, und das Bewegen der Drossel in Richtung einer weiter offenen Position, während die Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator zunimmt, enthält.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Verstellen der Zündfunkenzeiteinstellung nach spät in Ansprechen auf die Menge der Aspiratorleckverlustströmung, während die Drossel in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, nachdem die Drossel eine vollständig geschlossene Position erreicht hat, umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Rückkopplungseinstellen der Einlassdrossel auf der Grundlage einer erwarteten Einlassluftströmung relativ zu einer geschätzten Einlassluftströmung umfasst.
  12. Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Strömen von Einlassluft durch einen Zwischenraum eines doppelwandigen Auslasssystems und daraufhin durch einen Aspirator, bevor die Luft zu einem Einlasskrümmer gefördert wird; und Mitkopplungseinstellen einer Einlassdrossel auf eine weiter offene Position während des Strömens während einer ersten Leerlaufbedingung, wenn die Abgastemperatur höher ist; und Mitkopplungseinstellen der Einlassdrossel auf eine stärker geschlossene Position während des Strömens während einer zweiten Leerlaufbedingung, wenn die Abgastemperatur niedriger ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator während der ersten Bedingung höher ist und wobei die Temperatur der Antriebsströmung durch den Aspirator während der zweiten Bedingung niedriger ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Aspiratormassendurchfluss während der ersten Bedingung niedriger ist und wobei der Aspiratormassendurchfluss während der zweiten Bedingung höher ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Aspirator ein ventilloser Aspirator ist, wobei das Verfahren ferner während beider Bedingungen das Ansaugen eines Unterdrucks bei einer Einschnürung des Aspirators und das Anlegen des angesaugten Unterdrucks an eine Unterdruckverbrauchsvorrichtung umfasst, wobei die Unterdruckverbrauchsvorrichtung einen Bremskraftverstärker oder einen Kraftstoffaktivkohlebehälter oder ein durch Unterdruck betätigtes Ventil enthält.
  16. System für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: einen Kraftmaschineneinlasskrümmer; eine Einlassdrossel; eine Aufladevorrichtung; ein Auslasssystem, das eine doppelwandige Außenfläche aufweist, die einen Zwischenraum definiert; eine Leitung, die den Zwischenraum auf der Auslassseite der Aufladevorrichtung und der Einlassdrossel mit dem Einlasskrümmer koppelt; einen ventillosen Aspirator, der in der Leitung positioniert ist, wobei der Aspirator mit einer Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelt ist; und einen Controller, der mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht vorübergehenden Speicher gespeichert sind, um während eines Kraftmaschinenkaltstarts Folgendes auszuführen: Ansaugen von Einlassluft in den Zwischenraum von der Einlassseite der Einlassdrossel; Strömen von beim Durchgang durch den Zwischenraum durch den Aspirator erwärmter Einlassluft; Ansaugen eines Unterdrucks bei dem Aspirator; und Einstellen einer Position der Einlassdrossel auf der Grundlage einer Menge der Luftströmung durch den Aspirator, wobei die Menge der Luftströmung auf der Grundlage der Abgastemperatur während des Kraftmaschinenkaltstarts geschätzt wird.
  17. System nach Anspruch 16, wobei das Einstellen das Bewegen der Einlassdrossel in Richtung einer weiter offenen Position, während die Menge der Luftströmung abnimmt, enthält, wobei die Menge der Luftströmung abnimmt, während die Abgastemperatur zunimmt.
  18. System nach Anspruch 16, wobei der Controller ferner Anweisungen enthält, um den bei dem Aspirator angesaugten Unterdruck an die Unterdruckverbrauchsvorrichtung anzulegen, wobei die Unterdruckverbrauchsvorrichtung einen Bremskraftverstärker enthält.
  19. System nach Anspruch 18, wobei das System ferner einen auf der Auslassseite der Einlassdrossel mit dem Einlasskrümmer gekoppelten Temperatursensor enthält und wobei der Controller ferner Anweisungen für Folgendes enthält: Vergleichen einer tatsächlichen Temperatur der Krümmerluftladung mit einer erwarteten Temperatur; und Angeben einer Verstopfung des Zwischenraums auf der Grundlage des Vergleichs.
  20. System nach Anspruch 19, wobei die tatsächliche Temperatur auf einer Ausgabe des Temperatursensors beruht, wobei die erwartete Temperatur auf einem Aspiratormassendurchfluss beruht und wobei das Angeben das Angeben, dass der Zwischenraum verstopft ist, in Ansprechen darauf, dass die tatsächliche Temperatur um mehr als einen Schwellenbetrag niedriger als die erwartete Temperatur ist, enthält.
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