DE102016102621A1

DE102016102621A1 - Verfahren zum Verringern eines Luftstroms in einer Kraftmaschine im Leerlauf

Info

Publication number: DE102016102621A1
Application number: DE102016102621.2A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull; Eric Luehrsen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2016-08-25
Also published as: RU2016105180A; US20160245199A1; US9657659B2; RU2016105180A3; CN105909392B; CN105909392A; RU2717199C2

Abstract

Verfahren und Systeme zum Steuern einer Luftaufnahme in einer Kraftmaschine unter Leerlaufbedingungen sind bereitgestellt. Ein beispielhafter Ansatz umfasst ein Anpassen einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils mittels eines elektronischen Controllers, wobei das gemeinsame Absperrventil jeweils einen Antriebsstrom durch eine Ansaugvorrichtung und einen Kurbelgehäuseentlüftungsstrom (CV-Strom) aus einem Kurbelgehäuse reguliert. An sich kann das gemeinsame Absperrventil von dem elektronischen Controller bei Kraftmaschinenleerlauf geschlossen werden, um jeweils den Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung und den CV-Strom aus dem Kurbelgehäuse zu beenden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Verfahren zum Steuern eines Luftstroms in einer Brennkraftmaschine bei Kraftmaschinenleerlauf.
Hintergrund und Zusammenfassung
Kraftmaschinensysteme in Fahrzeugen können dazu ausgelegt sein, unter Leerlaufbedingungen kleinere Mengen an Kraftstoff zu nutzen. Diese kleineren Mengen an Kraftstoff können durch umsichtiges Verwalten elektrischer Lasten während des Leerlaufs sowie durch Verwenden von Generatoren mit höherer Effizienz weiter reduziert werden. Durch Erzeugen von elektrischer Energie aus Nutzbremsungen statt durch Verbrennen von Kraftstoff zum Betreiben eines kraftmaschinenbetriebenen elektrischen Generators können Kraftstoffmengen während des Leerlaufs zusätzlich noch weiter verringert werden.
Da der Kraftstoffverbrauch während des Leerlaufs verringert ist, kann eine entsprechende Verringerung des Einlassluftstroms erwünscht sein. Daher kann der Einlassluftstromim Leerlauf über eine elektronische Drossel in einem Kraftmaschineneinlass aktiv geregelt werden. Jedoch können auch passive Vorrichtungen in dem Kraftmaschinensystem den Kraftmaschinenluftstrom im Leerlauf beeinflussen. Zum Beispiel können Fahrzeugsysteme eine oder mehrere Ansaugvorrichtungen umfassen, die in dem Kraftmaschinensystem eingekoppelt sind, um den Kraftmaschinenluftstrom zum Erzeugen von Unterdruck nutzbar zu machen. Ein Antriebsstrom durch die eine oder die mehreren Ansaugvorrichtungen kann die elektronische Drossel umgehen und in den Kraftmaschineneinlass strömen. In einem weiteren Beispiel können Durchblasgase in einem Kurbelgehäuse in dem Kraftmaschineneinlass während des Leerlaufs über ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem (CV-System) mit einem passiven Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) empfangen werden. Insbesondere können Durchblasgase durch eine kleinere ringförmige Öffnung (z. B. eine Öffnung mit niedrigem Durchfluss) in dem CV-Ventil strömen, obwohl das CV-Ventil im Leerlauf im Wesentlichen geschlossen ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben das oben genannte Problem erkannt und einen Ansatz identifiziert, um das Problem zumindest teilweise anzugehen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine ein Anpassen einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV) basierend auf Kraftmaschinenleerlaufbedingungen und jeweils eines Antriebsstroms durch eine Ansaugvorrichtung und eines Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus einem Kurbelgehäuse mittels eines elektronischen Controllers, wobei der Antriebsstrom und der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom miteinander kombiniert werden und durch das CSOV strömen, wenn das CSOV offen ist. Auf diese Weise kann der Luftstrom aus passiven Vorrichtungen wie dem CV-Ventil und der Ansaugvorrichtung während des Kraftmaschinenleerlaufs deutlich reduziert werden.
Zum Beispiel kann ein aufgeladenes Kraftmaschinensystem einen Verdichter, der in einem Einlasskanal eingekoppelt ist, und eine Ansaugvorrichtung, die in einem Umgehungskanal eingekoppelt ist, umfassen. Der Umgehungskanal kann an einem ersten Ende dem Verdichter vorgeschaltet mit dem Einlasskanal fluidisch gekoppelt sein. Ferner kann ein zweites Ende des Umgehungskanals mit einem Einlasskrümmer der aufgeladenen Kraftmaschine über ein gemeinsames Absperrventil (CSOV) fluidisch gekoppelt sein. Ein Kurbelgehäuse des aufgeladenen Kraftmaschinensystems kann mit dem Einlasskrümmer über eine Leitung fluidisch gekoppelt sein. Die Leitung kann ein Ablassen der Durchblasgase über ein passives Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) ermöglichen. Die Leitung, die CV-Gase führt, und der Umgehungskanal, der einen Ansaugvorrichtungsluftstrom führt, können sich dem CSOV vorgeschaltet kreuzen. An sich können der Antriebsluftstrom, der über die Ansaugvorrichtung empfangen wird, und die Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse miteinander kombiniert werden und eine Mischung aus dem Antriebsluftstrom und den Durchblasgasen kann durch das CSOV in den Einlasskrümmer strömen, wenn das CSOV geöffnet ist. Ferner kann das CSOV den Luftstrom von jeweils der Ansaugvorrichtung und dem Kurbelgehäuse in den Einlasskrümmer abwandeln. Ein Kraftmaschinencontroller kann dazu ausgelegt sein, eine Stellung des CSOV basierend auf Kraftmaschinenbedingungen anzupassen. Insbesondere kann das CSOV so angepasst werden, dass es sich schließt (beispielsweise vollständig schließt), wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Durch Schließen des CSOV können der Luftstrom aus der Ansaugvorrichtung und die Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse in den Einlasskrümmer gleichzeitig gestoppt werden.
Auf diese Weise kann die Kraftmaschinenluftaufnahme unter Leerlaufbedingungen reduziert werden. Insbesondere kann eine Luftaufnahme von passiven Vorrichtungen wie einem CV-Ventil und/oder einer Ansaugvorrichtung kann während des Kraftmaschinenleerlaufs wesentlich reduziert werden, was eine deutliche Abnahme der Kraftstoffverbrauchsrate ermöglicht. Durch Verwenden eines gemeinsamen Absperrventils, um sowohl einen aus der Ansaugvorrichtung empfangenen Luftstrom als auch Durchblasgase aus dem CV-Ventil zu regulieren, kann ein einfacherer Steueralgorithmus für das Absperrventil eingesetzt werden. Ein günstiger Vorteil des Verwendens des gemeinsamen Absperrventils kann ein Einsetzen von Ansaugvorrichtungen mit höheren Antriebsstromdurchflussraten für eine erhöhte Unterdruckerzeugung umfassen. Ferner kann das Vorhandensein des CSOV auch eine Erhöhung der Größe einer Öffnung mit niedrigem Durchfluss in dem CV-Ventil ermöglichen. Durch Vergrößern der Öffnung mit niedrigem Durchfluss kann eine höhere Ablassrate der Durchblasgase erreicht werden, wenn das gemeinsame Absperrventil geöffnet ist und der Krümmerunterdruck tiefer liegt. Insgesamt kann das Kraftmaschinenleistungsvermögen bei gleichzeitiger Senkung der Betriebskosten aufgrund der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs verbessert werden.
Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der folgenden ausführlichen Beschreibung näher beschrieben sind. Sie soll keine Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines aufgeladenen Kraftmaschinensystems dar, das ein gemeinsames Absperrventil (CSOV) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
2 zeigt eine schematische Anordnung des aufgeladenen Kraftmaschinensystems von 1.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform des aufgeladenen Kraftmaschinensystems von 1.
4 zeigt eine schematische Abbildung eines Luftstroms durch das CSOV dann, wenn die aufgeladene Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist und wenn ein Krümmerdruck niedriger als ein Atmosphärendruck ist.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftstroms durch das CSOV dann, wenn die aufgeladene Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist und wenn ein Krümmerdruck höher als ein Atmosphärendruck ist.
6 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm zum Steuern des Luftflusses durch das CSOV unter verschiedenen Kraftmaschinenbedingungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
7 zeigt einen beispielhaften Betrieb des CSOV basierend auf Kraftmaschinenbedingungen.
8 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm zum Bestimmen einer Verschlechterung des CSOV.
Genaue Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Reduzieren eines Luftstroms in einem aufgeladenen Kraftmaschinensystem wie etwa dem Kraftmaschinensystem von 1 und 2 unter Leerlaufbedingungen. Das Kraftmaschinensystem kann Luft aus verschiedenen Quellen (ausgenommen Einlassluftstrom) wie etwa einer Unterdruckerzeugungs-Ansaugvorrichtung, einem Kurbelgehäuse, einem Kraftstoffdampfbehälter usw. aufnehmen. Ein gemeinsames Absperrventil (CSOV) kann in einem gemeinsamen Kanal enthalten sein, wobei das CSOV in der Lage ist, den Durchfluss durch jeweils den gemeinsamen Kanal, die Ansaugvorrichtung und ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) zu regulieren. Der gemeinsame Kanal kann einen Luftstrom jeweils aus einer Ansaugvorrichtung und aus dem CV-Ventil basierend auf Kraftmaschinenbedingungen in einen Einlasskrümmer des aufgeladenen Kraftmaschinensystems leiten. Das CSOV kann von einem Controller als Antwort auf Leerlaufbedingungen in dem aufgeladenen Kraftmaschinensystem (6) in eine vollständig geschlossene Stellung verstellt werden und ein Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung kann zusammen mit einem CV-Strom beendet werden. Wenn die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist und der Druck in dem Einlasskrümmer niedriger als der Atmosphärendruck ist, kann eine Öffnung des CSOV erhöht werden, um einen Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung zu ermöglichen und Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse (4) in den Einlasskrümmer zu leiten. Wenn der Druck in dem Einlasskrümmer höher als der Atmosphärendruck ist und das CSOV unter Nicht-Leerlaufbedingungen geöffnet ist, kann der CV-Strom einschließlich der Durchblasgase, nicht in den Einlasskrümmer strömen. Ferner kann ein umgekehrter Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung erfolgen. Insbesondere kann Luft aus dem Einlasskrümmer durch die Ansaugvorrichtung an eine Stelle, die dem Verdichter vorgeschaltet ist, strömen (5). Eine alternative Ausführungsform des aufgeladenen Kraftmaschinensystems, die in 3 gezeigt ist, ermöglicht den umgekehrten Strom durch die Ansaugvorrichtung möglicherweise nicht. Ein beispielhafter Betrieb des CSOV und der daraus resultierende Luftstrom sind in 7 gezeigt. Der Controller kann auch dazu ausgelegt sein, eine Steuerroutine wie beispielsweise die Routine von 8 durchzuführen, um zu bestimmen, ob das CSOV verschlechtert ist. Auf diese Weise kann ein übermäßiger Luftstrom aus passiven Vorrichtungen in den Einlasskrümmer der Kraftmaschine während des Kraftmaschinenleerlaufs vermindert werden.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung einer Fremdzündungs-Brennkraftmaschine 10 gezeigt. Die Kraftmaschine 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem (wie beispielsweise ein Steuersystem 15 von 2), das den Controller 12 umfasst, und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP.
Eine Kraftstoffkammer 30 (auch als Zylinder 30 bezeichnet) der Kraftmaschine 10 kann Kraftstoffkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 umfassen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 so gekoppelt sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein dazwischenliegendes Getriebesystem (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Weiter kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad (nicht gezeigt) mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Startvorgang der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen. Die Kurbelwelle 40 ist wie gezeigt in ein Kurbelwellengehäuse 144, das auch Schmieröl 78 enthält, eingebettet.
Unverbrannter Kraftstoff und andere Verbrennungsprodukte können aus einem Kolben 36 in das Kurbelgehäuse 144 entweichen. Die entstehenden Gase in dem Kurbelgehäuse, die oft als " Durchblasgase" bezeichnet werden, können zur Bildung von Schlamm in der Kraftmaschinenölversorgung beitragen. Ferner können die Durchblasgase das Kurbelgehäuse 144 übermäßig unter Druck setzen, was zu einer unerwünschten Undichtheit einer Ölwannendichtung und von Kurbelgehäuseabdichtungen führt.
Um diese Probleme zu verringern, kann die Kraftmaschine 10 ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem (CV-System) umfassen, das mit dem Einlass gekoppelt ist und zum Entlüften von Durchblasgasen aus dem Kurbelgehäuse 144 in den Einlasskrümmer 44 dient. Das CV-System kann ein CV-Ventil 26 zwischen dem Kurbelgehäuse 144 und dem Einlasskrümmer 44 umfassen, um den Durchfluss von Durchblasgasen aus dem Kurbelgehäuse zu dem Einlasskrümmer zu regulieren. Wie gezeigt ist das CV-Ventil 26 mit einer Leitung 84 fluidisch gekoppelt und die Leitung 84 ist wiederum über einen Ölabscheider 82 mit dem Kurbelgehäuse 144 fluidisch gekoppelt. Die Leitung 84 ist ebenfalls mit dem Einlasskrümmer 44 über einen Kanal 76 und ein gemeinsames Absperrventil 24 fluidisch gekoppelt. Weiterhin kann die Leitung 84 mit einem Umgehungskanal 75 fluidisch kommunizieren, wie es hier beschrieben wird. In den Durchblasgasen vorhandene Ölteilchen (auch als Kurbelgehäusedämpfe bezeichnet) können selektiv über den Ölabscheider 82 gefiltert werden, bevor diese Kurbelgehäusedämpfe dem Einlasskrümmer 44 zugeführt werden. In einem Beispiel kann das Kurbelgehäuseentlüftungssystem fortlaufend betrieben werden. In einem weiteren Beispiel kann das Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit Unterbrechungen betrieben werden.
Eine Brennkammer 30 kann Einlassluft aus dem Einlasskrümmer 44 über einen Einlasskanal 42 empfangen und kann Verbrennungsgase über einen Auslasskrümmer 48 und einen Auslasskanal 19 ablassen. Der Einlasskanal 42 umfasst einen Luftreiniger 41 zum Filtern von Einlassluft vor der Ausgabe an den Zylinder 30. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskrümmer 48 können über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehrere Auslassventile umfassen.
In dem Beispiel von 1 können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 mittels jeweiliger Nockentätigungssysteme 51 und 53 durch Nockenbetätigung gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken umfassen und können Systeme mit Nockenprofilschaltung (CPS), veränderlicher Nockenzeitvorgabe (VCT), veränderlicher Ventilzeitvorgabe (VVT) und/oder veränderlichem Ventilhub (VVL) nutzen, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Stellungen des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch Stellungssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungen kann das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein mittels Nockenbetätigung, darunter CPS- und/oder VCT-Systeme, gesteuertes Auslassventil umfassen.
Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 mit der Brennkammer 30 direkt gekoppelt ist, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines Signals FPW, das von dem Controller 12 beispielsweise über einen elektronischen Treiber 99 empfangen wird, direkt einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 die sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann beispielsweise in der Seite der Brennkammer oder auf der Oberseite der Brennkammer angebracht sein. Kraftstoff kann von einem Kraftstoffsystem (nicht gezeigt), das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleiste umfasst, der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfassen, die in dem Lufteinlasskrümmer 44 in einer Anordnung angeordnet ist, die das bereitstellt, was als Kanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlassanschluss, der der Brennkammer 30 vorgeschaltet ist, bekannt ist.
Ein Zündsystem 88 kann unter ausgewählten Betriebsarten als Antwort auf ein Zündvoraussignal SA von dem Controller 12 über eine Zündkerze 91 einen Zündfunken an die Brennkammer 30 liefern. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können in einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern der Kraftmaschine 10 in einem Selbstzündungsmodus betrieben werden, mit oder ohne einen Zündfunken.
Die Kraftmaschine 10 kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung wie beispielsweise einen Turbolader oder mechanischen Lader umfassen, der mindestens einen entlang des Einlasskanals 42 angeordneten Verdichter 94 umfasst. Bei einem Turbolader kann der Verdichter 94 zumindest teilweise durch eine Abgasturbine 92 (z. B. mittels einer Welle), die entlang des Auslasskanals 19 angeordnet ist, angetrieben werden. Der Verdichter 94 saugt Luft aus dem Einlasskanal 42, um eine Aufladekammer 46 zu versorgen. Die Abgase drehen die Abgasturbine 92, die über die Welle 96 mit dem Verdichter 94 gekoppelt ist. Bei einem mechanischen Lader kann der Verdichter 94 zumindest teilweise durch die Kraftmaschine und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und könnte keine Abgasturbine umfassen. Somit kann der an einem oder mehreren Zylindern der Kraftmaschine mittels eines Turboladers oder mechanischen Laders gelieferte Verdichtungsgrad durch den Controller 12 variiert werden. Ein Ladedrucksensor 122 kann mit der Aufladekammer 46 dem Verdichter 94 nachgeschaltet gekoppelt sein, um ein Signal "Boost" an den Controller 12 zu liefern.
Eine Ladedruckregelungsvorrichtung 69 kann in einem Turbolader über die Abgasturbine 92 hinweg gekoppelt sein. Insbesondere kann die Ladedruckregelungsvorrichtung 69 in einem Umgehungskanal 67, der zwischen einem Einlass und einem Auslass der Abgasturbine 92 eingekoppelt ist, enthalten sein. Durch Anpassen einer Stellung der Ladedruckregelvorrichtung 69 mittels des Controllers 12 kann eine Menge an Schub, die von der Abgasturbine bereitgestellt wird, gesteuert werden.
Es ist gezeigt, dass der Einlasskrümmer 44 mit einer Drossel 62, die eine Drosselklappe 64 aufweist, kommuniziert. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselplatte 64 durch den Controller 12 über ein Signal variiert werden, das einem elektrischen Motor oder Aktor (nicht in 1 gezeigt), der in der Drossel 62 enthalten ist, zugeführt wird, wobei diese Anordnung gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Die Drosselstellung kann durch den Elektromotor über eine Welle variiert werden. Die Drossel 62 kann den Luftstrom aus der Einlassaufladekammer 46 zu dem Einlasskrümmer 44 und der Brennkammer 30 (und andere Kraftmaschinenzylinder) steuern. Die Stellung der Drosselplatte 64 kann dem Controller 12 durch das Drosselklappenstellungssignal TP aus dem Drosselstellungssensor 58 zugeführt werden.
Es ist gezeigt, dass eine Ansaugvorrichtung 22 in einem Umgehungskanal 75 über jeweils die Einlassdrossel 62 und den Verdichter 94 hinweg eingekoppelt ist. Der Umgehungskanal 75 umfasst einen ersten Kanal 72 und einen zweiten Kanal 74, wobei die Ansaugvorrichtung 22 den ersten Kanal 72 mit dem zweiten Kanal 74 fluidisch koppelt. Der Umgehungskanal 75 kann einen Teil der Einlassluft von einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, über die Ansaugvorrichtung 22 zu dem Einlasskrümmer 44 umleiten. Der Teil der Luft, der von der Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, umgeleitet wird, kann durch die Ansaugvorrichtung 22 in das erste Ende 27 des Umgehungskanals 75 strömen und kann der Einlassdrosselklappe 62 vorgeschaltet über die Öffnung 29 in den Einlasskrümmer 44 austreten. Der Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 erzeugt einen Niederdruckbereich innerhalb der Ansaugvorrichtung 22, wodurch eine Unterdruckquelle für Unterdruckreservoirs und Unterdruckverbrauchsvorrichtungen wie etwa Kraftstoffdampfbehälter, Bremskraftverstärker usw. bereitgestellt wird. Ansaugvorrichtungen (die alternativ auch als Ejektoren, Venturi-Strahlpumpen und Eduktoren bezeichnet werden können) sind deshalb passive Unterdruckerzeugungsvorrichtungen, die dann, wenn sie in Kraftmaschinensystemen verwendet werden, eine preiswerte Unterdruckerzeugung zur Verfügung stellen können. Die Menge an Unterdruck, die erzeugt wird, kann von einer Antriebsluftdurchflussrate durch die Ansaugvorrichtung 22 abhängig sein. Die Antriebsluftdurchflussrate durch die Ansaugvorrichtung 22 kann von einer Größe der Ansaugvorrichtung 22, einem Krümmerdruck in dem Einlasskrümmer 44 sowie einer Stellung eines gemeinsamen Absperrventils 24 abhängen.
In alternativen Ausführungsformen kann der Umgehungskanal 75 einen Teil der verdichteten Luft von einer Stelle, die dem Verdichter 94 nachgeschaltet ist, zu der Ansaugvorrichtung 22 umleiten. Somit kann die Ansaugvorrichtung 22 Druckluft als Antriebstrom anstelle von Luft von einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, empfangen.
In der dargestellten Ausführungsform ist eine Ansaugöffnung (nicht dargestellt) der Ansaugvorrichtung 22 fluidisch mit einem Bremskraftverstärker 160 gekoppelt, der wiederum mit Fahrzeugradbremsen (nicht dargestellt) gekoppelt sein kann. Insbesondere ist der Bremskraftverstärker 160 mit der Ansaugvorrichtung 22 über eine Leitung 87 fluidisch gekoppelt. Der Bremskraftverstärker 160, der ein Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 und eine Arbeitskammer 164 umfasst, kann mit dem Einlasskrümmer 44 (und / oder dem Einlasskanal 42) über ein Rückschlagventil 123 und die Ansaugvorrichtung 22 gekoppelt sein. Das Rückschlagventil 123, das in der Leitung 87 eingekoppelt ist, ermöglicht, dass Luft aus dem Bremskraftverstärker 160 in Richtung der Ansaugvorrichtung 22 strömt, und beschränkt den Luftstrom von der Ansaugvorrichtung 22 zu dem Bremskraftverstärker 160. Der Bremskraftverstärker 160 kann ein Unterdruckreservoir 162 (oder einen Unterdruckhohlraum) hinter einer Membran 166 des Bremskraftverstärkers umfassen, um eine Kraft zu verstärken, die durch einen Fahrzeugführer 132 über ein Bremspedal 168 zum Anwenden der Fahrzeugradbremsen (nicht gezeigt) geliefert wird. Ein Unterdruckpegel in dem Bremskraftverstärker 160 kann durch den Drucksensor 125 geschätzt werden. Der Bremskraftverstärker 160 arbeitet unter Verwendung eines Druckunterschieds über die Membran 166 hinweg. Indem ermöglicht wird, dass Umgebungsluft in die Arbeitskammer 164 eintritt, kann ein Differenzdruck über die Membran 166 hinweg ausgebildet werden und eine Kraft erzeugt werden, um die auf das Bremspedal 168 ausgeübte Kraft zu unterstützen. Obwohl die dargestellte Ausführungsform nur den Bremskraftverstärker 160 als den Unterdruckverbraucher, der mit der Ansaugvorrichtung 22 gekoppelt ist, zeigt, können andere Unterdruckverbraucher wie beispielsweise ein Kraftstoffdampfbehälter, ein getrennter Unterdruckbehälter usw. ebenfalls Unterdruck aus der Ansaugvorrichtung 22 erhalten.
Weiterhin kann der Bremskraftverstärker 160, obwohl es nicht in 1 gezeigt ist, auch Unterdruck aus dem Einlasskrümmer 44 durch eine separate Leitung erhalten.
Es ist gezeigt, dass der zweite Kanal 74 des Umgehungskanals 75 mit der Leitung 84 aus dem Kurbelgehäuse 144 an dem Anschlusspunkt 98 fluidisch gekoppelt ist. Somit mündet der Umgehungskanal 75 an dem Anschlusspunkt 98 in die Leitung 84 ein. Mit anderen Worten vereinigt sich der Teil der Luft, der von der Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, durch die Ansaugvorrichtung 22 über den Umgehungskanal 75 umgeleitet wird, mit den Durchblasgasen aus dem Kurbelgehäuse 144 an dem Anschlusspunkt 98. Das kombinierte Gemisch aus dem Teil der Luft und den Kurbelgehäusedämpfen strömt dann durch einen Kanal 76, um über die Öffnung 29 in den Einlasskrümmer 44 auszutreten.
Der Kanal 76 umfasst ein gemeinsames Absperrventil 24 (oder CSOV 24), das fluidisch innerhalb des Kanals 76 eingekoppelt ist. Das CSOV 24 kann aktiv durch den Controller 12 gesteuert werden, um einen Durchfluss des kombinierten Gemisches aus dem Luftstrom aus der Ansaugvorrichtung 22 und den Durchblasdämpfen aus dem Kurbelgehäuse 144 zu ermöglichen/verhindern. Somit kann durch Anpassen einer Öffnung des CSOV 24 ein Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 variiert werden und eine Menge an Unterdruck, die an dem Ansaugvorrichtungshals angesaugt wird, kann abgewandelt werden, um Kraftmaschinenunterdruckanforderungen zu erfüllen. Weiterhin kann durch Anpassen der Öffnung des CSOV 24 ein Kurbelgehäuseentlüftungstrom (CV-Strom), der Durchblasgase enthält, durch das CV-Ventil 26 in den Einlasskrümmer 44 abgewandelt werden. Das CV-Ventil 26 kann ein passives Ventil sein, das nicht von dem Controller 12 gesteuert wird. Zusätzlich kann die Öffnung des CSOV basierend auf Kraftmaschinenbedingungen, insbesondere Kraftmaschinenleerlaufbedingungen, variiert werden, um die Kraftmaschinenluftaufnahme von jeweils der Ansaugvorrichtung 22 und dem CV-Ventil 26 zu verringern oder zu erhöhen.
Das CSOV 24 kann ein elektrisch betätigtes Ventil sein und sein Zustand kann durch den Controller 12 basierend auf den Kraftmaschinenleerlaufbedingungen gesteuert werden. Ferner kann das CSOV 24 entweder ein binäres Ventil (z. B. ein Zwei-Wege-Ventil) oder ein stufenlos verstellbares Ventil sein. Binäre Ventile können so gesteuert werden, dass sie entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sind, so dass eine vollständig geöffnete Stellung eines binären Ventil eine Stellung ist, in der das Ventil keine Durchflussbeschränkung ausübt, und eine vollständig geschlossene Stellung eines binären Ventil eine Stellung ist, in der das Ventil den gesamten Durchfluss sperrt, so dass kein Durchfluss durch das Ventil gelangen kann. Im Gegensatz dazu können stufenlos verstellbare Ventile in unterschiedlichem Maß teilweise geöffnet sein. Ausführungsformen mit einem stufenlosen CSOV können eine größere Flexibilität bei der Steuerung des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung bereitstellen, mit dem Nachteil, dass die stufenlos verstellbaren Ventile kostspieliger als binäre Ventile sein können. In noch weiteren Beispielen kann das CSOV 24 ein Schieberventil, ein Schwenkplattenventil, ein Tellerventil oder eine andere geeignete Art von Ventil sein. Der Controller 12 kann betriebstechnisch mit dem CSOV 24 gekoppelt sein, um das CSOV 24 zwischen einer offenen oder geschlossenen Stellung zu betätigen (oder für ein stufenlos verstellbares Ventil irgendeine Stellung dazwischen anzunehmen). Beispielsweise kann der Controller das CSOV basierend auf den Kraftmaschinenleerlaufbedingungen betätigen. Als Beispiel kann das CSOV in eine vollständig offene Stellung (von einer vollständig geschlossenen Stellung) verstellt werden, wenn die Kraftmaschine 10 nicht im Leerlauf ist. Die Kraftmaschine kann vielleicht nicht im Leerlauf sein, wenn sich die Kraftmaschine dreht und das Fahrpedal 130 niedergedrückt ist (z. B. nicht vollständig freigegeben ist). In einem weiteren Beispiel kann der Controller das CSOV als Antwort darauf, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, in die vollständig geschlossene Stellung (von der vollständig geöffneten Stellung) ändern. Es kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wenn die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl liegt, während das Fahrpedal vollständig freigegeben ist. Alternativ kann davon ausgegangen werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wenn die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl liegt (z. B. die Kraftmaschine sich dreht) und die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist (beispielsweise das Fahrzeug in Ruhe ist).
In noch einem weiteren Beispiel kann das CSOV auf Basis einer gewünschten Kraftmaschinenluftaufnahme gesteuert werden. Genauer gesagt kann das CSOV geschlossen werden, wenn eine Luftdurchflussrate in den Einlasskrümmer größer als erwünscht ist, was dazu führen kann, dass zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, wie beispielsweise unter Leerlaufbedingungen. Wenn sich beispielsweise ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe im Leerlauf befindet und das Fahrzeug in Ruhe ist (beispielsweise das Bremspedal betätigt wird, während das Fahrpedal freigegeben ist), kann sich die Kraftstoffdurchflussrate in die Kraftmaschine basierend darauf, ob die Kraftmaschine mit dem Getriebe auf Neutral im Leerlauf ist oder der Gang eingelegt ist, unterscheiden. An sich kann die Kraftmaschine dann, wenn das Fahrzeug während des Leerlaufs im Ruhezustand ist und das Getriebe in einem Gang ist (z. B. das Getriebe nicht auf Neutral eingestellt ist), im Vergleich eine höhere Kraftstoffmenge verbrauchen als dann, wenn das Getriebe während des Leerlaufs auf Neutral eingestellt ist. Dementsprechend kann die Kraftmaschine eine geringere Luftmenge im Leerlauf dann aufnehmen, wenn das Getriebe auf Neutral eingestellt ist, als im Leerlauf dann aufnehmen, wenn bei dem Getriebe ein Gang eingelegt ist.
An sich kann das CSOV geschlossen werden, wenn eine gewünschte Drosselstellung kleiner als eine minimal zulässige Drosselstellung ist. Mit anderen Worten kann das CSOV dann, wenn ein gewünschter Luftdurchfluss (oder eine gewünschte Kraftmaschinenluftaufnahme) niedriger als eine Luftdurchflussrate ist, die von einer vollständig geschlossenen Einlassdrossel erzielbar ist, in eine vollständig geschlossene Stellung verstellt werden. Hierbei kann der Unterdruck in dem Einlasskrümmer tiefer sein und der Bremskraftverstärker kann Unterdruck aus dem Ansaugkrümmer erhalten. Somit kann ein von der Ansaugvorrichtung erzeugter Unterdruck nicht gewünscht sein.
Ferner kann der Wunsch nach einem niedrigeren Einlassluftdurchfluss (oder einer niedrigeren Kraftmaschinenluftaufnahme) wichtiger als eine Entlüftung des Kurbelgehäuses sein. Wenn die Kraftmaschine warmgelaufen ist, kann die Kurbelgehäuseentlüftung während des Leerlaufs für kurze Zeitspannen deaktiviert werden. Durch Verringern des Kurbelgehäuseentlüftungsdurchflusses und des Ansaugvorrichtungs-Antriebsstroms in den Einlasskrümmer kann die Kraftmaschine näher an einem maximalen Bremsmoment (MBT) arbeiten. Ferner kann der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf verbessert werden.
Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 der Emissionsregelvorrichtung 70 vorgeschaltet mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zur Bereitstellung einer Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases sein, wie beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweizustandssauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionsregelvorrichtung 70 ist in der Darstellung entlang dem Auslasskanal 19 dem Abgassensor 126 und der Abgasturbine 92 nachgeschaltet angeordnet. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionsregelvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrorechner gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 104, einen Nur-Lese-Speicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus umfasst. Der Controller 12 befehligt verschiedene Aktoren, wie beispielsweise die Drosselklappe 64, das CSOV 24, die Ladedruckregelungsvorrichtung 69, die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 und dergleichen. Es ist gezeigt, dass der Controller 12 verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 angeschlossenen Sensoren empfängt, zusätzlich zu denjenigen Signalen, die zuvor erörtert wurden, einschließlich der folgenden: der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 angeschlossenen Temperatursensor 112; einem an ein Fahrpedal 130 angeschlossenen Stellungssensor 134 zum Erfassen der durch den Fahrzeugführer 132 eingestellten Fahrpedalstellung; einer Stellung eines Bremspedals 168; einer Messung des Kraftmaschinenkrümmerdrucks (MAP) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; einer Messung des Ladedrucks von einem an die Aufladekammer 46 gekoppelten Drucksensor 122; einem Zündungsprofil-Aufnahmesignal (PIP) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ); einer Messung der in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse von einem Luftmassendurchflusssensor 120; einer Messung des Unterdruckpegels in dem Bremskraftverstärker 160 über den Sensor 125; und einer Messung der Drosselstellung von dem Sensor 58. Der Atmosphärendruck kann zum Verarbeiten durch den Controller 12 ebenfalls erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung kann der Kurbelwellensensor 118, der als ein Kraftmaschinendrehzahlsensor verwendet werden kann, eine vorbestimmte Anzahl von gleich beabstandeten Impulsen für jede Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen, aus der die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann. Solche Impulse können wie oben erwähnt an den Controller 12 als ein Zündungsprofil-Aufnahmesignal (PIP) vermittelt werden.
Wie oben beschrieben zeigt 1 lediglich einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine und jeder Zylinder weist seinen eigenen Satz an Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zündkerzen etc. auf. In den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Kraftmaschine zudem mit einem Anlassermotor (nicht gezeigt) zum Anlassen der Kraftmaschine gekoppelt sein. Der Anlassermotor kann eingeschaltet werden, wenn der Fahrer zum Beispiel einen Schlüssel im Zündschloss an der Lenksäule dreht. Der Anlasser wird nach dem Starten der Kraftmaschine abgeschaltet, beispielsweise durch Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl durch die Kraftmaschine 10 nach einer vorbestimmten Zeit.
Es versteht sich auch, dass, obwohl die Kraftmaschinenausführungsform, die in 1 gezeigt ist, eine aufgeladene Kraftmaschine ist, ein zusätzlicher Luftstrom aus passiven Vorrichtungen bei einer selbstsaugenden Kraftmaschine über ein CSOV, das jeweils mit einer Ansaugvorrichtung und einem CV-Ventil gekoppelt ist, in ähnlicher Weise gesteuert werden kann. Hierbei kann die Ansaugvorrichtung über die Einlassdrossel hinweg in einem Einlassumgehungskanal eingekoppelt sein, wobei ein Teil der Luft von einer Stelle, die der Einlassdrossel vorgeschaltet ist, durch die Ansaugvorrichtung und in den Einlasskrümmer geleitet wird. Ferner kann dann, wenn das CSOV geöffnet ist, eine Antriebsluftdurchflussrate durch die Ansaugvorrichtung von der Größe der Ansaugvorrichtung sowie dem Einlasskrümmerdruck abhängen. Zum Beispiel kann ein niedrigerer Druck in dem Ansaugkrümmer relativ zu dem Atmosphärendruck eine höhere Antriebsluftdurchflussrate durch die Ansaugvorrichtung ermöglichen, wenn das CSOV geöffnet ist (oder wenn die Öffnung des CSOV erhöht ist).
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein schematischer Entwurf der Kraftmaschine 10 von 1 abgebildet. An sich sind Komponenten, die zuvor in 1 eingeführt worden sind, in 2 in ähnlicher Weise nummeriert und werden nicht wieder eingeführt.
Die Kraftmaschine 10 ist wie in 2 gezeigt eine Mehrzylinderkraftmaschine. Insbesondere ist die Kraftmaschine 10 in diesem Beispiel mit einer 4-Zylinder-Reihenanordnung dargestellt, bei der jeder der vier Zylinder (Zylinder 30) Kraftstoff über eine entsprechende Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 empfängt. Obwohl gezeigt ist, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 mit nur einem Zylinder gekoppelt ist, kann jeder der vier Zylinder Kraftstoff über eine zugehörige Kraftstoffeinspritzvorrichtung erhalten. Die Einlassluft tritt in den Einlasskanal 42 ein und strömt durch den Luftreiniger 41 in den Verdichter 94. Ein Zwischenkühler 143 kann dem Verdichter 94 nachgeschaltet angeordnet sein, um die austretende verdichtete Luft des Verdichters zu kühlen. Die Einlassdrossel 62 ist fluidisch mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelt. Wie zuvor in Bezug auf 1 beschrieben kann die Drosselklappe 64 der Einlassdrossel 62 durch den Controller 12 verändert werden, um eine Menge an Einlassluft, die dem Einlasskrümmer 44 und den mehreren Zylindern darin bereitgestellt wird, zu variieren.
Ein Atmosphärendrucksensor (nicht gezeigt) kann an einem Einlass des Einlasskanals 42 zum Bereitstellen eines Signals bezüglich des Atmosphärendrucks (BP) eingekoppelt sein. Es ist gezeigt, dass der Luftmassenstromsensor (MAF-Sensor) 120 in Richtung des Einlasses des Einlasskanals 42 eingekoppelt ist, um eine Luftdurchflussrate an den Controller 12 (der im Steuersystem 15 enthalten ist) zu übermitteln. Ein Verdichtereinlassdruck (CIP) kann durch den Drucksensor 129, der mit dem Einlasskanal 42 dem Verdichter 94 vorgeschaltet fluidisch gekoppelt ist, an einem Einlass des Verdichters 94 gemessen werden. Der Ladedruck (auch als Drosseleinlassdruck TIP bezeichnet) kann von dem Drucksensor 122 bestimmt werden, der mit der Aufladekammer 46 der Einlassdrossel 62 vorgeschaltet und jeweils dem Verdichter 94 und dem Ladeluftkühler 143 nachgeschaltet fluidisch gekoppelt ist. Der Drucksensor 121 kann mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelt sein, um ein Signal bezüglich des Krümmerabsolutdrucks (MAP) an den Controller 12 zu liefern.
Der Einlasskrümmer 44 ist dazu ausgelegt, Einlassluft oder ein Luft-Kraftstoffgemisch an die mehreren Brennkammern 30 der Kraftmaschine 10 zu liefern. Die Brennkammern 30 können über einem mit Schmiermittel gefüllten Kurbelgehäuse 144 angeordnet sein, in dem sich hin und her bewegende Kolben der Brennkammern eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) drehen. Das Kurbelwellengehäuse 144 enthält Schmieröl 78 und einen Messstab 146 zum Messen eines Pegels des Öls 78 innerhalb des Kurbelgehäuses 144. Das Kurbelgehäuse 144 kommuniziert wie zuvor beschrieben fluidisch über die Leitung 84 (auch als Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 bezeichnet), das CV-Ventil 26, den Kanal 76 und das CSOV 24 mit dem Einlasskrümmer 44. Das Kurbelgehäuse 144 ist ebenfalls mit dem Einlasskanal 42 über die Leitung 86 (auch als Altluftweg 86 bezeichnet) fluidisch gekoppelt.
Unter aufgeladenen Bedingungen, wenn der Einlasskrümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist, können Kurbelgehäusedämpfe, die Durchblasgase enthalten, über die Leitung 86 entlang des Einlasskanals 42 in Richtung eines Knoten 90 strömen. Insbesondere können Kurbelgehäusedämpfe das Kurbelgehäuse 144 durch einen Ölabscheider 202 verlassen und durch die Leitung 86 strömen, um an dem Anschlusspunkt 90 in dem Einlasskanal 42 mit Frischluft zusammengeführt zu werden. Es ist zu beachten, dass der Anschlusspunkt 90 dem Luftreiniger 41 nachgeschaltet angeordnet ist. Somit können die Kurbelgehäusedämpfe, die über den Altluftweg 86 strömen, dem Luftreiniger 41 nachgeschaltet und dem Verdichter 94 vorgeschaltet an dem Anschlusspunkt 90 mit frischer Einlassluft zusammenkommen. Der CV-Strom über die Leitung 86 kann als Altluft-CV-Strom bezeichnet werden, da Kurbelgehäusedämpfe ohne Anwesenheit von Frischluft in den Einlasskanal 42 gesaugt werden. Umgekehrt gelangt dann, wenn der CV-Strom über das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 erfolgt, Frischluft von dem Einlasskanal 42 über die Leitung 86 in das Kurbelgehäuse 144, so dass der CV-Strom durch das CV-Ventil 26 eine Mischung aus Frischluft und Kurbelgehäusedämpfen enthält.
Das CV-Ventil 26 ist schematisch als ein passives Ventil dargestellt, das zwischen einer Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 und einer Öffnung mit höherem Durchfluss 156 umschaltet. Ein Ventil 154, das einer Öffnung mit höherem Durchfluss 156 vorgeschaltet in einem sekundären Kanal 148 angeordnet ist, ist lediglich von schematischer Natur. Der sekundäre Kanal 148 ist parallel zu der Leitung 84 dargestellt, so dass die Öffnung mit höherem Durchfluss 156 parallel zu der Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 ist. An sich stellt diese parallele Anordnung einen gleichzeitigen Strom von Kurbelgehäusedämpfen durch jeweils die Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 und die Öffnung mit höherem Durchfluss 156 dar, wenn das Ventil 154 geöffnet ist. Es ist zu beachten, dass das Ventil 154 (und das CV-Ventil 26) nicht durch den Controller 12 gesteuert wird. Stattdessen kann das Ventil 154 durch den Unterdruckpegel in dem Einlasskrümmer 44 gesteuert werden. Das CV-Ventil 26 umfasst ferner ein Rückschlagventil 152. Das Rückschlagventil 152 ist in der Leitung 84 angeordnet, um den Durchfluss von Kurbelgehäusedämpfen, die Durchblasgase umfassen, von dem Kurbelgehäuse 144 zu dem Einlasskrümmer 44 zu ermöglichen. Das Rückschlagventil 152 blockiert den Luftstrom von dem Einlasskrümmer 44 und der Ansaugvorrichtung 22 zu dem Kurbelgehäuse 144. Das Rückschlagventil 152 kann ebenfalls von schematischer Natur sein, da das CV-Ventil 26 als Rückschlagventil fungieren kann und den Strom von verdichteter Luft von dem Einlasskrümmer 44 in Richtung des Kurbelgehäuses 144 unter aufgeladenen Bedingungen sperren kann. Ein beispielhaftes CV-Ventil beschränkt den Durchfluss mit einer kleineren Öffnung (z. B. der Öffnung mit niedrigem Durchfluss), wenn ein tiefer Einlasskrümmerunterdruck vorhanden ist, und beschränkt den Durchfluss weniger (z. B. Öffnung mit höherem Durchfluss), wenn ein flacher Einlasskrümmerunterdruck vorhanden ist. Ein erstes Beispiel der CV-Ventilkonfiguration kann ein im Wesentlichen kegelförmiges Element (auch als Konus bezeichnet) umfassen, das in einem Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei der Konus innerhalb des Ventilgehäuses so ausgerichtet ist, dass sein verjüngtes Ende einem Ende des Ventilgehäuses zugewandt ist, das mit dem Einlasskrümmer kommuniziert. Wenn kein Unterdruck in dem Einlasskrümmer vorhanden ist, beispielsweise unter Kraftmaschine-Aus-Bedingungen, hält eine Feder die Basis des Konus gegen das Ende des Ventilgehäuses, das mit dem Kurbelgehäuse kommuniziert, so fest, dass das CV-Ventil vollständig geschlossen ist.
Wenn ein hoher Unterdruckpegel in dem Einlasskrümmer vorliegt (z. B. ein Unterdruck tiefer als 50 kPa), wie beispielsweise unter Kraftmaschinenleerlauf- oder Verzögerungsbedingungen, bewegt sich der Konus innerhalb des Ventilgehäuses infolge der deutlichen Erhöhung des Einlasskrümmerunterdrucks in Richtung des Einlasskrümmerendes des Ventilgehäuses. Zu diesem Zeitpunkt wird das CV-Ventil im Wesentlichen geschlossen und Kurbelgehäusedämpfe bewegen sich durch eine kleine ringförmige Öffnung (z. B. die Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158) zwischen dem Konus und dem Ventilgehäuse. Um dies unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung des CV-Ventils 26 in 2 näher auszuführen, kann das Ventil 154 während des Kraftmaschinenleerlaufs geschlossen sein, aber ein nominaler Durchfluss von Kurbelgehäusedämpfen kann durch die Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 erfolgen. Hierbei können die Kurbelgehäusedämpfe nicht durch die Öffnung mit höherem Durchfluss 156 strömen. Da minimale Durchblasgase unter Kraftmaschinenleerlauf- oder Verzögerungsbedingungen erzeugt werden, kann die kleinere ringförmige Öffnung, die als Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 in 2 dargestellt ist, für die Kurbelgehäuseentlüftung ausreichend sein. Die Öffnung mit niedrigem Durchfluss kann so bemessen sein, dass sie bei Leerlaufbedingungen eine niedrigere Luftdurchflussrate in die Kraftmaschine aufrechterhält.
Wenn der Einlasskrümmerunterdruck niedriger bzw. bei einem flacheren Pegel (beispielsweise 15 bis 50 kPa) liegt, wie beispielsweise im Teillastbetrieb, bewegt sich der Konus näher an das Kurbelgehäuseende des Ventilgehäuses und der CV-Strom bewegt sich durch eine größere ringförmige Öffnung zwischen dem Konus und dem Ventilgehäuse. Zu diesem Zeitpunkt wird das CV-Ventil teilweise geöffnet. Schematisch kann dies durch ein fortschreitendes Öffnen des Ventils 154 und eine Zunahme des CV-Stroms über die Öffnung mit höherem Durchfluss dargestellt werden. Bei Teillastbetrieb kann es zu einer erhöhten Menge an Durchblasgasen in dem Kurbelgehäuse im Vergleich zu Kraftmaschinenleerlauf- oder Verzögerungsbedingungen kommen und somit kann die größere ringförmige Öffnung für die Kurbelgehäuseentlüftung angemessen sein.
Schließlich bewegt eine weitere Abnahme des Einlasskrümmerunterdrucks (z. B. 0 bis 15 kPa), beispielsweise unter Kraftmaschinenbedingungen mit höherer Last, den Kegel beträchtlich näher an das Kurbelgehäuseende des Ventilgehäuses und der CV-Strom bewegt sich durch eine noch größere ringförmige Öffnung zwischen dem Konus und dem Ventilgehäuse. Schematisch kann dies dadurch dargestellt werden, dass das Ventil 154 vollständig geöffnet ist, was einen höheren Durchfluss von Kurbelgehäusedämpfen durch die Öffnung mit höherem Durchfluss 156 ermöglicht. Zu dieser Zeit wird das CV-Ventil (z. B. das CV-Ventil 26) als vollständig geöffnet betrachtet, so dass der CV-Strom durch das Ventil maximiert ist. Der vollständig geöffnete Zustand des CV-Ventils ist gut für Kraftmaschinenbedingungen mit höherer Last geeignet, da unter diesen Bedingungen eine erhöhte Menge an Durchblasgasen erzeugt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann sich eine dritte Öffnung (nicht dargestellt), die sich von der Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 und der Öffnung mit höherem Durchfluss 156 unterscheidet, durch die Länge des Konus erstrecken, die ermöglicht, dass eine feste Menge an CV-Strom durch das CV-Ventil selbst dann abgegeben wird, wenn das CV-Ventil vollständig geschlossen ist. Die dritte Öffnung kann als zweckmäßiges oder vorsätzliches Leck in dem CV-Ventils 26 ermöglicht werden, so dass unter aufgeladenen Kraftmaschinenbedingungen, wenn der Druck in dem Einlasskrümmer höher als der Atmosphärendruck (und/oder der CIP) ist, die längsgerichtete dritte Öffnung, die sich durch die Länge des Konus erstreckt, eine kleinere Menge frischer, aufgeladener Luft aus dem Einlasskrümmer in Richtung des Kurbelgehäuses abgibt, was ermöglicht, dass der Altluftweg 86 als Frischluftweg fungiert. Genauer gesagt können Durchblasgase, die das Kurbelgehäuse 144 über die Leitung 86 in Richtung des Einlasskanals 42 verlassen, unter den aufgeladenen Bedingungen nun mit einer geringeren Menge an frischer aufgeladener Luft kombiniert werden, die von dem Einlasskrümmer 44 über die längsgerichtete dritte Öffnung empfangen wird, die sich über die Länge des Konus des CV-Ventils 26 erstreckt. Wenn die längsgerichtete dritte Öffnung, die sich durch das kegelförmige Element erstreckt, enthalten ist, kann die minimale CV-Ventil-Durchflussrate auf den Abmessungen der längsgerichteten dritten Öffnung in dem konischen Element basieren, da der CV Strom durch diese längsgerichtete dritte Öffnung innerhalb des Konus abgegeben wird, wenn das CV-Ventil in der vollständig geschlossenen Stellung z. B. als ein Rückschlagventil fungiert.
Auf diese Weise wird der Öffnungszustand des CV-Ventils durch den Krümmerunterdruck beeinflusst und ist die Durchflussrate des CV-Ventils proportional zu dem Krümmerunterdruck. Da der Druckabfall über das CV-Ventil abnimmt, nimmt die Fläche der Öffnung in dem CV-Ventil zu, um einen erhöhten CV-Strom zu ermöglichen. Die minimale Durchflussrate des CV-Ventils ist durch die Abmessungen der Öffnung mit niedrigem Durchfluss bestimmt. Unter Bedingungen, unter denen der Einlasskrümmerdruck den Kurbelgehäusedruck (und/oder den Atmosphärendruck) übersteigt, ist das CV-Ventil dazu ausgelegt, einen Rückstrom über das Rückschlagventil 152 zu verhindern.
Ein zweites Beispiel der CV-Ventilkonfiguration, wie sie durch das CSOV in der vorliegenden Offenbarung ermöglicht wird, kann eine größere Öffnung im Verhältnis zu der Größe der Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 aufweisen. Die Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 kann wie oben in Bezug auf die erste beispielhafte Konfiguration des CV-Ventils erwähnt so bemessen sein, dass sie eine kleinere Luftdurchflussrate in die Kraftmaschine bei Leerlaufbedingungen bereitstellt. Da das CSOV 24 als Antwort auf Kraftmaschinenleerlaufbedingungen durch den Controller 12 betätigt werden kann, um sich zu schließen (beispielsweise vollständig zu schließen), kann der CV-Strom über die Öffnung mit niedrigem Durchfluss 158 beendet werden, wenn das CSOV 24 vollständig geschlossen ist. Dementsprechend kann die zweite beispielhafte CV-Ventilkonfiguration eine größere Öffnung mit niedrigem Durchfluss als die in dem ersten Beispiel umfassen, um einen höheren CV-Strom zu ermöglichen, wenn das CSOV offen (beispielsweise vollständig geöffnet) ist und ein tieferer Krümmerunterdruck in dem Einlasskrümmer 44 unter Nicht-Leerlaufbedingungen vorliegt. Mit anderen Worten kann die Öffnung mit niedrigem Durchfluss vergrößert werden, um einen höheren Kurbelgehäuseentlüftungsstrom bei tieferen Unterdruckpegeln in dem Einlasskrümmer zu ermöglichen. Ferner kann unter Kraftmaschinenleerlaufbedingungen das CSOV in die vollständig geschlossene Stellung verstellt werden, um den Kurbelgehäuseentlüftungsstrom aus der vergrößerten Öffnung mit niedrigem Durchfluss zu reduzieren.
Das zweite Beispiel der CV-Ventilkonfiguration kann für Kraftmaschinenausführungsformen geeignet sein, die eine höhere Kurbelgehäuseentlüftungsrate fordern. Beispielsweise kann ein Kraftmaschinensystem mit Kraftstoffdirekteinspritzung eine höhere Kraftstoffansammlung in dem Kurbelgehäuse bei Kaltstarts, kürzere Fahrzyklen etc. erfahren. Somit muss das Kurbelgehäuse vielleicht häufig die Durchblasgase, die aus übermäßigen Kraftstoffdämpfen in dem Kurbelgehäuse resultieren, ablassen. In diesem Fall kann die Verwendung der zweiten beispielhaften CV-Ventilkonfiguration eine schnelle Entfernung von Kurbelgehäusedämpfen selbst dann ermöglichen, wenn die Kraftmaschine einen tieferen Pegel des Krümmerunterdrucks aufweist (beispielsweise tiefer als 50 kPa).
Die Ansaugvorrichtung 22 umfasst einen Einlass 65 und einen Auslass 68. Wie gezeigt koppelt ein erster Kanal 72 des Umgehungskanals 75 den Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22 mit dem Einlasskanal 42 an dem ersten Ende 27 fluidisch, während der zweite Kanal 74 des Umgehungskanals 75 den Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 mit dem Kanal 76 an dem Anschlusspunkt 98 fluidisch koppelt. Das erste Ende 27 des Umgehungskanals 75 ist mit dem Einlasskanal 42 dem Verdichter 94 vorgeschaltet gekoppelt. Unterdessen ist der Umgehungskanal 75 mit dem Einlasskrümmer 44 über den Kanal 76 an der Öffnung 29 fluidisch gekoppelt.
Der Unterdruck, der von der Ansaugvorrichtung 22 erzeugt wird, wird an den Bremskraftverstärker 160 über die Leitung 87 geliefert, wie zuvor in Bezug auf 1 beschrieben ist. An sich kann das Rückschlagventil 123, das in der Leitung 87 eingekoppelt ist, einen Luftstrom von dem Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 zu der Ansaugvorrichtung 22 ermöglichen und kann einen Luftstrom aus der Ansaugvorrichtung 22 in Richtung des Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoirs 162 blockieren. Zusätzlich zu dem Ansaugvorrichtungsunterdruck kann der Bremskraftverstärker 160 auch Unterdruck aus dem Einlasskrümmer 44 entlang der Leitung 287 erhalten. Genauer gesagt, kann Luft aus dem Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 heraus entlang der Leitung 87 vorbei an dem Knoten 268 in die Leitung 287 strömen. Ferner kann Luft aus dem Bremsverstärker-Unterdruckreservoir 162 durch das Rückschlagventil 223, das mit der Leitung 287 gekoppelt ist, strömen und kann an der Öffnung 252 in den Einlasskrümmer 44 eintreten. Das Rückschlagventil 223, das in die Leitung 287 eingekoppelt ist, kann einen Luftstrom aus dem Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 zu dem Einlasskrümmer 44 ermöglichen und kann einen Luftstrom aus dem Einlasskrümmer 44 in Richtung des Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoirs 162 hemmen. Der Unterdruck kann sich aus dem Einlasskrümmer 44 in die dem Luftstrom entgegengesetzte Richtung bewegen. Hierbei kann der Einlasskrümmerunterdruck über die Leitung 287 und die Leitung 87 an das Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 geliefert werden. Genauer koppelt die Leitung 287 das Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 (über die Leitung 87 und über den Knoten 268) und den Einlasskrümmer 44 (über die Öffnung 252) fluidisch. Das Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoir 162 kann Unterdruck aus dem Einlasskrümmer 44 erhalten, wenn der Einlasskrümmerunterdruck tiefer (z. B. höher) als der Ansaugvorrichtungsunterdruck ist.
Wenn somit das CSOV 24 unter Nicht-Leerlaufbedingungen offen (beispielsweise vollständig geöffnet) gehalten wird und der Einlasskrümmerdruck niedriger als der Verdichtereinlassdruck (CIP) ist, kann die Antriebsluft durch die Ansaugvorrichtung 22 von dem Einlass 65 zu dem Auslass 68 strömen. Der Antriebsluftstrom ermöglicht die Unterdruckerzeugung an der Ansaugvorrichtung 22, der dann über die Leitung 87 an den Bremskraftverstärker 160 übertragen werden kann.
Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 15 Informationen von mehreren Sensoren 16 (verschiedene Beispiele davon sind hier beschrieben) empfängt und Steuersignale an mehrere Aktoren 81 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen TIP-Sensor 122, einen MAP-Sensor 121 und einen CIP-Sensor 129 umfassen. Als weiteres Beispiel können die Aktoren 81 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, ein CSOV 24 und eine Einlassdrossel 62 umfassen. Andere Aktoren wie beispielsweise eine Vielzahl von zusätzlichen Ventilen und Drosseln können an verschiedenen Stellen in dem Kraftmaschinensystem 10 eingekoppelt sein. Wie bereits erwähnt ist das CV-Ventil 26 nicht betriebstechnisch mit dem Steuersystem 15 (oder dem Controller 12) gekoppelt und kann vielleicht nicht (in irgendeiner Weise) von dem Controller 12 betätigt werden. Das CV-Ventil 26 reagiert hauptsächlich auf einen Druck in dem Einlasskrümmer 44 und einen Druckabfall über das CV-Ventil. Der Controller 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Antwort auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Befehlen oder Code, die darin einprogrammiert sind und einer oder mehreren Routinen entsprechen, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hier unter Bezug auf 6 und 8 beschrieben.
Es ist zu beachten, dass der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom (CV-Strom) einen Strom von Kurbelgehäusedämpfen (z. B. Durchblasgasen) entweder über den Altluftweg 86 oder das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 umfassen kann.
3 zeigt einen schematischen Entwurf einer Kraftmaschine 11, die wie die Kraftmaschine 10 eine Mehrzylinderkraftmaschine ist. Viele Funktionen und Komponenten der Kraftmaschine 11 sind ähnlich denen der Kraftmaschine 10 von 2 und daher wird die folgende Beschreibung von 3 in erster Linie Komponenten beschreiben, die exklusiv zu der Kraftmaschine 11 gehören. An sich sind Komponenten, die zuvor in 2 eingeführt worden sind, in 3 in ähnlicher Weise nummeriert und werden nicht wieder eingeführt.
Die Kraftmaschine 11 umfasst eine Ansaugvorrichtung 322, die in einem Umgehungskanal 375 eingekoppelt ist. Der Umgehungskanal 375 umfasst einen ersten Abschnitt 372, der einen Einlass 365 der Ansaugvorrichtung 322 mit dem Einlasskanal 42 dem Verdichter 94 nachgeschaltet fluidisch koppelt. Genauer gesagt ist ein erstes Ende 327 des Umgehungskanals 375 mit der Aufladekammer 46 jeweils dem Verdichter 94 und dem Zwischenkühler 143 nachgeschaltet und der Einlassdrossel 62 vorgeschaltet fluidisch gekoppelt. In einigen Ausführungsformen kann das erste Ende 327 des Umgehungskanals 375 mit der Aufladekammer 46 dem Verdichter 94 nachgeschaltet, aber dem Ladeluftkühler 143 vorgeschaltet fluidisch gekoppelt sein. Der Auslass 368 der Ansaugvorrichtung 322 ist mit dem Kanal 76 über den zweiten Abschnitt 374 des Umgehungskanals 375 fluidisch gekoppelt. Insbesondere ermöglicht der Umgehungskanal 375 eine Fluidkommunikation zwischen der Ansaugvorrichtung 322 und dem Einlasskrümmer 44 über den Kanal 76 und das CSOV 24.
In dem dargestellten Beispiel von 3 wird ein Teil der Luft von vor der Einlassdrossel 62 und hinter dem Verdichter 94 in die Ansaugvorrichtung 322 umgeleitet. Somit erhält die Ansaugvorrichtung 322 verdichtete Luft als Antriebsluftstrom. Der Teil der verdichteten Luft, der durch die Ansaugvorrichtung 322 strömt, wird über den Kanal 76 durch das CSOV 24 zu dem Einlasskrümmer 44 gelenkt, wenn das CSOV 24 offen gehalten wird. Ähnlich wie die Ansaugvorrichtung 22 von 1 und 2 erzeugt die Ansaugvorrichtung 322 den Unterdruck aufgrund des Antriebsstroms aus verdichteter Luft. Dieser Unterdruck kann an eine oder mehrere Unterdruckverbrauchsvorrichtungen geliefert werden. Im Beispiel von 3 wird der Unterdruck von der Ansaugvorrichtung 322 über die Leitung 87 an den Bremskraftverstärker 160 geliefert.
Da die Ansaugvorrichtung 322 mit der Aufladekammer 46 fluidisch gekoppelt ist, kann der Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung fortwährend in Vorwärtsrichtung sein: von der Aufladekammer 46 zu dem Einlasskrümmer 44. Ein umgekehrter Antriebsstrom wie etwa ein Antriebsstrom aus dem Einlasskrümmer 44 zu dem Einlass der Einlassdrossel 62 kann nicht durch die Ansaugvorrichtung 322 erfolgen. An sich kann der Krümmerdruck (MAP) den Drosseleinlassdruck (TIP) oder Ladedruck auch unter aufgeladenen Bedingungen nicht überschreiten. Ferner kann der MAP gleich dem Ladedruck oder niedriger als der Ladedruck sein, kann aber nicht höher als der Ladedruck sein. Dementsprechend kann der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 322 nur von dem Einlass 365 zu dem Auslass 368 auftreten und der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 322 kann nicht aus dem Auslass 368 zu dem Einlass 365 auftreten. Da der TIP höher sein kann als sowohl der MAP als auch der BP, wenn der Verdichter 94 in Betrieb ist, kann das Leistungsvermögen der Ansaugvorrichtung 322 relativ zu der Ansaugvorrichtung 22 von 2 weiter verbessert sein. An sich kann eine höhere Druckdifferenz über die Ansaugvorrichtung 322 hinweg im Vergleich zu derjenigen über die Ansaugvorrichtung 22 von 2 hinweg vorhanden sein.
Umgekehrt kann der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 in 1 und 2 sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung auftreten. Der Antriebsstrom in der Vorwärtsrichtung kann einen Luftstrom von vor dem Verdichter 94, durch den Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22 und aus dem Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 in Richtung des Einlasskrümmers 44 über den Kanal 76 und das CSOV 24 umfassen. Ein Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 in der Rückwärtsrichtung kann einen Luftstrom von dem Einlasskrümmer 44 durch das CSOV 24 über den Kanal 76 und den Anschlusspunkt 98, in den zweiten Kanal 74 des Umgehungskanals 75 und darauf in den Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 in Richtung des Einlasses 65 der Ansaugvorrichtung 22 und weiterhin in den Einlasskanal 42 dem Verdichter 94 vorgeschaltet über das erste Ende 27 des Umgehungskanals 75 umfassen. Der Antriebsstrom in der Vorwärtsrichtung kann dann auftreten, wenn der Krümmerdruck niedriger als der Verdichtereinlassdruck ist. Der Antriebsstrom in der Rückwärtsrichtung kann dann auftreten, wenn der Krümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist, beispielsweise unter aufgeladenen Bedingungen. Der Verdichtereinlassdruck (CIP) kann im Wesentlichen äquivalent zu dem Atmosphärendruck an dem Einlass des Einlasskanals 42 sein.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine schematische Darstellung der Kraftmaschinenluftaufnahme unter Nicht-Leerlaufbedingungen in der Kraftmaschine 10 gezeigt. Hierbei kann der Druck in dem Einlasskrümmer 44 niedriger als der Atmosphärendruck (beispielsweise unter nicht aufgeladenen Bedingungen) sein. Insbesondere kann der Einlasskrümmerdruck niedriger als der CIP sein. Der Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 wird durch dunkle durchgezogene Linien (408) dargestellt, während der CV-Strom der Durchblasgase durch kleine gestrichelte Linien (404) angegeben ist. Die Richtung des Luftstroms ist durch Pfeile dargestellt. Der kombinierte Strom aus Kurbelgehäusedämpfen und Antriebsstrom aus der Ansaugvorrichtung 22 ist durch eine Linie mit größeren Strichen zwischen dem Anschlusspunkt 98 und dem Einlasskrümmer 44 angegeben. Es ist zu beachten, dass die Leitung 287, die das Bremsverstärker-Unterdruckreservoir 162 und den Einlasskrümmer 44 koppelt, nicht in 4 und 5 einbezogen ist, um eine klare Darstellung des Antriebsluftstroms durch die Ansaugvorrichtung 22 und des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms zu ermöglichen. Mit anderen Worten sind die Ausführungsformen von 4 und 5 die gleichen wie die Ausführungsform von 2 und können die Leitung 287 zum Versorgen des Bremskraftverstärker-Unterdruckreservoirs 162 mit Unterdruck enthalten, obwohl dies nicht speziell dargestellt ist.
Bei einem Kraftmaschinenbetrieb, bei dem die Kraftmaschinendrehzahl nicht bei der Leerlaufdrehzahl (beispielsweise höher als die Leerlaufdrehzahl) liegt, kann das CSOV 24 elektronisch durch den Controller 12 nach offen betätigt werden (z. B. von der geschlossenen Stellung bei Kraftmaschinenleerlauf). An sich kann das CSOV 24 in dem Beispiel eines binären Ventils in einer vollständig offenen Stellung sein. Wenn das CSOV 24 ein stufenlos verstellbares Ventil ist, kann das CSOV 24 in eine Stellung zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen verstellt werden, falls gewünscht. Zum Beispiel kann das CSOV 24 in eine weitgehend offene Stellung betätigt werden, was einen höheren Luftstrom durch das CSOV ermöglicht als den im geschlossenen Zustand.
Wenn der Druck in dem Einlasskrümmer 44 (MAP) niedriger als der CIP ist, kann der Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 in der Vorwärtsrichtung auftreten: von dem Einlass 65 zu dem Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22. Somit kann der Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom 408 (wie durch die dunklen durchgezogenen Linien gezeigt) von dem Einlasskanal 42 in das erste Ende 27 des Umgehungskanals 75, durch den Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22, über den Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 hinweg und über den zweiten Kanal 74 des Umgehungskanals 75 in den Kanal 76 strömen. Daher kann der Antriebsstrom von einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, in den Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22 gesaugt werden. Der Antriebsstrom aus der Ansaugvorrichtung 22 kann ferner an dem Anschlusspunkt 98 in den Kanal 76 gelangen und kann mit dem CV-Strom 404 (wie durch kleine Striche dargestellt) aus dem Kurbelgehäuse 144 kombiniert werden.
Es ist gezeigt, dass der CV-Strom 404 das Kurbelgehäuse 144 über den Ölabscheider 82 in das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 verlässt. Da der CIP höher als der MAP oder der Atmosphärendruck höher als der MAP ist, kann Frischluft von einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, über die Leitung 86 auch in das Kurbelgehäuse 144 gesaugt werden. Diese Frischluft kann zusammen mit den Kurbelgehäusedämpfen als der CV-Strom 404 aus dem Kurbelgehäuse 144 gesaugt werden. Die Kurbelgehäusedämpfe und die Frischluft, die über die Leitung 86 empfangen werden, können das Kurbelgehäuse 144 über den Ölabscheider 82 in das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 verlassen und durch das CV-Ventil 26 strömen. Basierend auf dem Pegel des Unterdrucks in dem Einlasskrümmer kann der CV-Strom durch eine größere Öffnung oder eine relativ kleine Öffnung strömen. Insbesondere kann ein größerer CV-Strom bei Krümmerunterdruckpegeln von 0–15 kPa auftreten, wenn das CV-Ventil 26 vollständig geöffnet ist, und ein relativ kleiner CV-Strom kann bei tieferen Unterdruckpegeln in dem Einlasskrümmer durch das CV-Ventil 26 strömen. Der CV-Strom 404 kann das CV-Ventil 26 verlassen und sich mit dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom 408 aus dem zweiten Kanal 74 des Umgehungskanals 75 an dem Anschlusspunkt 98 vereinen.
Das kombinierte Gemisch aus dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom 408 und dem CV-Strom 404 kann durch Mischluft 410 (lange Striche) dargestellt sein. Somit kann die Mischluft 410 von dem Anschlusspunkt 98 zu der Öffnung 29 über das CSOV 24 in den Einlasskrümmer 44 strömen. Es versteht sich, dass unter nicht aufgeladenen Bedingungen dann, wenn das CSOV vollständig geöffnet gehalten wird, das kombinierte Gemisch aus dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom und dem CV-Strom aus dem CV-Ventil gemeinsam durch das CSOV strömen kann. Ferner kann kein anderer Strom außer dem Antriebsstrom und dem Kurbelgehäuseentlüftungsstrom aus dem CV-Ventil 26 durch das CSOV strömen.
Auf diese Weise kann die Kraftmaschine 10 sowohl einen Luftstrom, der über die Einlassdrossel 62 erhalten wird, als auch die Mischluft 410 einschließlich des Teils der Luft, der in die Ansaugvorrichtung 22 umgeleitet worden ist (wie den Antriebsstrom 408), sowie den CV-Strom 404 aus dem Kurbelgehäuse 144 aufnehmen. Genauer können der CV-Strom 404 und der Antriebsstrom 408 zusammen als ein kombiniertes Gemisch in dem Einlasskrümmer 44 über den Kanal 76 und durch das CSOV 24 erhalten werden. Der Einlasskrümmer 44 kann gleichzeitig einen Luftstrom über die Einlassdrossel 62 erhalten.
5 zeigt eine beispielhafte Kraftmaschinenluftaufnahme in der Kraftmaschine 10, wenn der Druck in dem Einlasskrümmer höher als der Atmosphärendruck (oder der CIP) ist. Somit wird ein Luftstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 und das Kurbelgehäuse 144 unter aufgeladenen Bedingungen in 5 dargestellt. Der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 ist durch dunkle, durchgezogene Linien (508) gezeigt, während die Kurbelgehäusedämpfe durch gestrichelte Linien (504) gezeigt sind. Die Richtung des Luftstroms ist durch Pfeile angedeutet.
Wenn die Kraftmaschine wie beispielsweise die Kraftmaschine 10 aufgeladen ist, kann der Druck in dem Einlasskrümmer 44 höher als der Atmosphärendruck sein. Insbesondere kann der Einlasskrümmerdruck wesentlich höher als der CIP sein. Da die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, kann der CSOV 24 durch den Controller 12 offen gehalten werden. An sich kann sich das CSOV in einer vollständig offenen Stellung befinden. Wenn das CSOV alternativ ein stufenlos verstellbares Ventil ist, kann die Öffnung des CSOV von der vollständig geschlossenen erhöht werden. Ferner kann das CSOV in eine Stellung zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen verstellt werden, falls gewünscht.
Da der MAP höher als der CIP ist, tritt der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 in der Rückwärtsrichtung auf. Die Antriebsluft 508 fließt von dem Einlasskrümmer 44 über die Öffnung 29 durch das CSOV 24 vorbei an dem Anschlusspunkt 98 in den zweiten Kanal 74 des Umgehungskanals 75. Ferner tritt die Antriebsluft 508 in den Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 ein und strömt durch, um aus dem Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22 auszutreten. Die Antriebsluft 508 wird dann über den ersten Kanal 72 in den Verdichtereinlass gesaugt. Speziell strömt die Antriebsluft 508, die bei der Saugvorrichtung 22 an dem Einlass 65 vorhanden ist, durch den Umgehungskanal 75 und vermischt sich mit frischer Einlassluft in dem Einlasskanal 42 über ein erstes Ende 27 des Umgehungskanals 75. Die Antriebsluft 508 vereint sich mit der Frischluft in dem Einlasskanal 42 an einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet und dem Luftreiniger 41 nachgeschaltet ist. Ferner kann sich die Antriebsluft 508 mit der Frischluft in dem Einlasskanal 42 an einem Punkt vereinen, der dem Anschlusspunkt 90 des Altluftwegs 86 nachgeschaltet ist.
Weiterhin kann das CV-Ventil 26 unter aufgeladenen Bedingungen vollständig geschlossen sein. An sich kann die Basis des Konus in dem CV-Ventil gegen das Ende des Ventilgehäuses, das mit dem Kurbelgehäuse kommuniziert, so positioniert sein, dass das CV-Ventil vollständig geschlossen ist. Diese Blockade des Rückwärtsluftstroms durch das CV-Ventil 26 kann durch das Rückschlagventil 152 dargestellt werden, das den Luftstrom von dem Einlasskrümmer 44 in Richtung des Kurbelwellengehäuses 144 behindert.
In der alternativen Ausführungsform des CV-Ventils, die die längsgerichtete dritte Öffnung enthält, die sich über die Länge des Konus in dem CV-Ventil erstreckt, kann eine kleinere Menge an Ladeluft durch diese längsgerichtete dritte Öffnung in Richtung des Kurbelgehäuses selbst dann abgegeben werden, wenn das CV-Ventil völlig geschlossen ist.
Da der Luftstrom aus dem Einlasskrümmer durch das Rückschlagventil 152 verhindert wird, können die Kurbelgehäusedämpfe das Kurbelgehäuse über die Leitung 86 verlassen. Wenn der Kurbelgehäusedruck höher als der Atmosphärendruck ist, können die Kurbelgehäusedämpfe 504 an sich aus dem Kurbelgehäuse 144 durch den Ölabscheider 202 in den Altluftweg 86 strömen. Diese Kurbelgehäusedämpfe 504 können nicht mit Frischluft gemischt werden. Wie in 5 gezeigt können die Kurbelgehäusedämpfe 504 an dem Anschlusspunkt 90, der dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, und dem ersten Ende 27 des Umgehungskanals 75 vorgeschaltet in den Einlasskanal 42 gesaugt werden. Ferner können sich die Kurbelgehäusedämpfe 504 in dem Einlasskanal 42 an dem Anschlusspunkt 90, der dem Luftreiniger 41 nachgeschaltet angeordnet ist, mit Frischluft vereinen.
Somit können dann, wenn der MAP höher als der CIP ist, die Antriebsluft 508 aus der Ansaugvorrichtung 22 und die Kurbelgehäusedämpfe 504 nicht miteinander kombiniert werden, bevor sie wie in dem in 4 gezeigten Luftstrom in den Einlasskrümmer 44 geliefert werden. In dem Beispiel von 5 können sich die Antriebsluft 508 und die Kurbelgehäusedämpfe 504 separat mit der Frischluft in dem Einlasskanal 42 vereinen, bevor sie in den Einlass des Verdichters 94 strömen. Ferner werden weder die Antriebsluft 508 aus der Ansaugvorrichtung 22 noch die Kurbelgehäusedämpfe 504 direkt in dem Einlasskrümmer 44 aufgenommen. Hierbei können der Antriebsluftstrom und die Kurbelgehäusedämpfe jeweils zusammen mit Frischluft über den Einlasskanal nach der Einlassdrossel in dem Einlasskrümmer aufgenommen werden. Es ist zu beachten, dass unter aufgeladenen Bedingungen nur Luftstrom in Richtung der Ansaugvorrichtung 22 durch das CSOV strömt. Unter anderen Kraftmaschinenbedingungen (z. B. nicht im Leerlauf und nicht aufgeladen), wenn das CSOV geöffnet ist, kann der Strom durch das CSOV einen Antriebsstrom aus der Ansaugvorrichtung und einen CV-Strom aus dem CV-Ventil 26 umfassen.
Der Controller 12 kann Befehle zum Schließen des CSOV 24 dann, wenn bestimmt wird, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, umfassen. An sich kann das CSOV unter Bedingungen mit wesentlich niedrigerer Einlassluftdurchflussrate wie etwa bei Getriebe im Leerlauf, niedrigster Kraftmaschinendrehzahl, Aufwärmbedingungen, einer Abwesenheit von Kraftmaschinenlasten wie beispielsweise der Klimaanlage, geringeren Anforderungen an eine Lichtmaschine usw. geschlossen sein.
Das CSOV 24 kann nach dem Bestätigen von Kraftmaschinenleerlaufbedingungen von einer vollständig offenen Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung verstellt werden. Wie bereits erwähnt kann in einem Beispiel der Kraftmaschinenleerlauf durch Bestimmen, dass eine Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl liegt, während das Fahrpedal vollständig freigegeben ist, bestätigt werden. Da das CSOV 24 jeweils den Antriebsluftstrom über die Ansaugvorrichtung 22 und den CV-Strom über das CV-Ventil 26 reguliert, kann der Controller 12 jeweils den Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom sowie den CV-Strom durch Anpassen des CSOV 24 regulieren. Durch Schließen des CSOV 24 während des Kraftmaschinenleerlaufs kann gleichzeitig eine Kraftmaschinenluftaufnahme von Quellen wie der Ansaugvorrichtung 22 und /oder dem Kurbelgehäuse über den CV-Strom beendet werden. Zusätzlich können durch Beenden der Luftaufnahme von anderen Quellen als der Einlassdrossel wesentlich kleinere Mengen an Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt werden, um den Kraftmaschinenleerlauf aufrechtzuerhalten. Dabei kann der Luftstrom in die Kraftmaschine vor allem durch die Einlassdrossel 62 gesteuert werden und passive Quellen von zusätzlichem Luftstrom können durch Schließen des CSOV ausgeschlossen werden. Dementsprechend kann der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf erheblich reduziert werden, was eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Kraftstoffeffizienz ermöglicht.
Somit kann ein Beispielsystem für eine Kraftmaschine Folgendes umfassen: einen Kraftmaschineneinlasskrümmer, ein Kurbelgehäuse, das über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) und ein gemeinsames Absperrventil mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer fluidisch gekoppelt ist, eine Einlassdrossel, eine Aufladevorrichtung, die einen Verdichter umfasst, der in einem Einlasskanal der Einlassdrossel vorgeschaltet angeordnet ist, eine Ansaugvorrichtung, die jeweils über den Verdichter und die Einlassdrossel hinweg angeordnet ist, wobei die Ansaugvorrichtung mit einer Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelt ist, einen Antriebsfluideinlass der Ansaugvorrichtung, der fluidisch mit dem Einlasskanal dem Verdichter vorgeschaltet gekoppelt ist, einen Antriebsfluidauslass der Ansaugvorrichtung der mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer der Einlassdrossel nachgeschaltet über das gemeinsame Absperrventil fluidisch gekoppelt ist, und einen Controller, der mit computerlesbaren Befehlen ausgebildet ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um das CSOV als Antwort auf den Kraftmaschinenleerlauf in eine vollständig geschlossene Stellung zu verstellen und jeweils den Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung und den CV-Strom durch das CV-Ventil gleichzeitig zu unterbrechen.
Der Controller kann weitere Befehle enthalten, um das CSOV in eine vollständig geöffnete Stellung zu verstellen, wenn die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist. Hierbei können jeweils der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung und der CV-Strom durch das CV-Ventil zusammen (als kombiniertes Gemisch) in dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine empfangen werden, wenn der Druck in dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine niedriger als ein Druck an dem Einlass des Verdichters ist. Der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung kann einen Luftstrom von einem Einlass des Verdichters zu dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine umfassen, wobei der CV-Strom durch das CV-Ventil Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse enthält. Wenn der Druck in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer höher als der Druck an dem Einlass des Verdichters ist, beispielsweise unter aufgeladenen Bedingungen, kann der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung einen Luftstrom von dem Kraftmaschineneinlasskrümmer zu dem Einlass des Verdichters umfassen, der als Rückwärtstrom bezeichnet wird. Ferner kann unter aufgeladenen Bedingungen wie etwa dann, wenn der Druck in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer höher als der Druck an dem Einlass des Verdichters ist, der CV-Strom durch das CV-Ventil beendet werden. Insbesondere können die Kurbelgehäusedämpfe das Kurbelgehäuse durch den Altluftweg 86 verlassen, aber möglicherweise nicht unter aufgeladenen Bedingungen durch das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 über das CV-Ventil 26 in den Einlasskrümmer 44 strömen.
Es versteht sich, dass eine Ansaugvorrichtung mit höherem Durchfluss in den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Diese vergrößerten Ansaugvorrichtungen können eine höhere Antriebsluftdurchflussrate ermöglichen, die zu einer erhöhten Unterdruckerzeugung für den Einsatz in Unterdruckverbrauchsvorrichtungen wie etwa Bremskraftverstärkern führen. Durch Koppeln der Ansaugvorrichtung zwischen den Einlasskrümmer und eine Stelle, die dem Verdichter vorgeschaltet ist (oder der Einlassdrossel vorgeschaltet und dem Verdichter nachgeschaltet ist, wie in 3 gezeigt), ist eine ausreichende Möglichkeit für einen durchgehenden Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung bereitgestellt. Da das CSOV insbesondere unter allen Kraftmaschinenbedingungen außer dem Leerlauf der Kraftmaschine in die vollständig geöffnete Stellung verstellt wird, kann der Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung unter aufgeladenen sowie nicht aufgeladenen Bedingungen auftreten.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine Routine 600 dargestellt, die einen Steuerbetrieb des gemeinsamen Absperrventils (CSOV) wie etwa des CSOV 24 von 1 und 2 zeigt. Insbesondere kann ein Controller in der Kraftmaschine 10 das CSOV betätigen, um es zu öffnen (z. B. Erhöhen der Öffnung des CSOV), wenn die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist. Ferner kann der Controller 12 das CSOV 24 elektronisch betätigen, um es zu schließen (beispielsweise ein Verringern der Öffnung des CSOV), wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist.
Bei 602 kann die Routine 600 Kraftmaschinenbedingungen wie eine Kraftmaschinendrehzahl (Ne), eine Kraftmaschinenlast, einen Krümmerdruck, einen Verdichtereinlassdruck, eine Einlassdrosselstellung und eine Pedalstellung (z. B. eines Fahrpedals, eines Bremspedals etc.) schätzen und/oder messen. Bei 604 kann die Routine 600 bestätigen, ob die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Leerlaufbedingungen können in einem Beispiel bestimmt werden, wenn die Kraftmaschinendrehzahl im Wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl ist. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftmaschine im Leerlauf sein, wenn ein Fuß eines Fahrzeugführers von dem Fahrpedal weg ist (z. B. das Fahrpedal vollständig freigegeben ist) und die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl ist. In noch einem weiteren Beispiel kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wenn das Fahrpedal vollständig freigegeben ist, das Bremspedal zumindest teilweise niedergedrückt ist und die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl ist.
Andere Parameter können ebenfalls ausgewählt werden, um zu bestimmen, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Zum Beispiel kann die Drosselstellung verwendet werden, um zu bestätigen, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. An sich kann die Drosselklappenstellung elektronisch basierend auf einer gewünschten Leerlaufdrehzahl gesteuert werden. Der Controller kann die Drosselstellung basierend auf einer Differenz zwischen einer gemessenen Leerlaufdrehzahl und der gewünschten Leerlaufdrehzahl variieren. In einem weiteren Beispiel kann eine Zündzeitvorgabe verwendet werden, um zu bestimmen, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Zum Beispiel kann eine Kraftmaschine im Leerlauf eine verzögerte Zeitvorgabe relativ zu der Zeitvorgabe des maximalen Bremsmoments (MBT) aufweisen.
Wie bereits erwähnt, kann das CSOV geschlossen werden, wenn der Kraftmaschinenluftaufnahme-Bedarf geringer als der ist, der bei einer vollständig geschlossenen Einlassdrossel erzielt wird. Genauer kann die Einlassdrossel vollständig geschlossen sein, aber die Kraftmaschine einen höheren Luftdurchfluss erhalten als erwünscht. In dieser Situation kann das CSOV vollständig geschlossen werden, um jeweils den Antriebsluftstrom aus der Ansaugvorrichtung und den Kurbelgehäuseentlüftungsstrom zu beenden. Wenn Leerlaufbedingungen nicht bestätigt werden, schreitet die Routine 600 zu 606 fort, um das CSOV zu öffnen. Hierbei kann eine Öffnung des CSOV als Antwort auf die Nicht-Leerlaufbedingungen erhöht werden. Als Beispiel kann das CSOV von einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vollständig offene Stellung verstellt werden. Wenn das CSOV ein stufenlos verstellbares Ventil ist, kann das CSOV in einem weiteren Beispiel aus einer weitgehend geschlossenen Stellung in die vollständig offene Stellung verschoben werden. Durch Erhöhen der Öffnung des CSOV kann der Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom ermöglicht werden. Ferner können basierend auf Kraftmaschinenbedingungen auch Kurbelgehäusedämpfe durch das CV-Ventil in das CSOV und darauf in den Einlasskrümmer strömen.
Als nächstes bestimmt die Routine 600 bei 608, ob der Druck in dem Einlasskrümmer (MAP) niedriger als ein Druck an einem Einlass des Verdichters (CIP) ist. An sich kann der CIP im Wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck BP sein. Unter aufgeladenen Bedingungen kann der MAP nicht niedriger als der CIP sein, während bei nicht aufgeladenen Bedingungen der MAP niedriger als der CIP sein kann. Wenn bestimmt wird, dass der MAP höher als der CIP ist, schreitet die Routine 600 zu 610 fort, wobei der Antriebsstrom von der Ansaugvorrichtung an dem Verdichtereinlass empfangen wird (z. B. der Antriebsstrom 508 in 5). Hierbei kann aufgrund der aufgeladenen Bedingung in der Kraftmaschine ein Rückwärtsluftstrom in der Ansaugvorrichtung auftreten. Wie bereits in Bezug auf 5 beschrieben enthält der Rückwärtsantriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung Luft, die aus dem Einlasskrümmer durch das CSOV in den Umgehungskanal 75 strömt, um als Antriebsstrom in den Auslass 68 der Ansaugvorrichtung 22 zu gelangen. Dieser Antriebsstrom tritt dann aus der Ansaugvorrichtung 22 über ihren Einlass 65 aus und strömt in Richtung des Verdichtereinlasses, um sich mit frischer Einlassluft in dem Einlasskanal 42 über das erste Ende 27 des Umgehungskanals 75 zu vereinen. In diesem Zustand (wenn der MAP höher als der CIP ist) kann der Luftstrom in Richtung der Ansaugvorrichtung 22 (Antriebsstrom) der einzige Strom sein, der durch das CSOV 24 strömt.
Bei 612 kann aufgrund der aufgeladenen Bedingungen der CV-Strom über das CV-Ventil vielleicht nicht direkt in dem Einlasskrümmer empfangen werden. Stattdessen können Kurbelgehäusedämpfe (z. B. die Kurbelgehäusedämpfe 504 von 5) aus dem Kurbelgehäuse in Richtung des Einlasskanals über den Altluftweg (z. B. die Leitung 86) zu einer Stelle, die dem Verdichter vorgeschaltet ist, strömen. Ferner kann die Routine 600 bei 614 die Kraftstoffeinspritzung basierend auf der Luft, die von der Kraftmaschine über die Einlassdrossel aufgenommen wird, und der Luft, die von dem Einlasskrümmer in Richtung der Ansaugvorrichtung 22 umgeleitet wird, sowie Kurbelgehäusedämpfen, die in dem Einlasskanal über den Altluftweg empfangen werden, anpassen. Als Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzzeitvorgabe angepasst werden. Alternativ kann die Kraftstoffeinspritzmenge geändert werden. Zusätzlich zu der Variation der Kraftstoffeinspritzung kann die Drosselstellung auf der Grundlage eines gewünschten Drehmoments abgewandelt werden. Des Weiteren kann auch eine Zündzeitvorgabe angepasst werden.
Wenn zurück bei 608 bestimmt wird, dass der MAP geringer als der CIP ist, schreitet die Routine 600 zu 616 fort, wobei die Antriebsluft aus der Ansaugvorrichtung und der CV-Strom über das CV-Ventil in dem Einlasskrümmer empfangen werden können. Wie zuvor in Bezug auf 4 beschrieben ermöglicht der niedrigere Druck in dem Einlasskrümmer einen Vorwärtsantriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung (beispielsweise 408 von 4). Genauer wird ein Teil der Luft von einer Stelle, die dem Verdichter 94 vorgeschaltet ist, (von dem Verdichtereinlass) in dem Einlasskanal über die Ansaugvorrichtung 22 umgeleitet. Dieser Teil der Luft gelangt in den Einlass 65 der Ansaugvorrichtung 22 als Antriebsluft und tritt aus der Ansaugvorrichtung über den Auslass 68 aus. Ferner kann diese Antriebsluft in Richtung des Kanals 76 fortschreiten, um sich mit den Kurbelgehäusedämpfen, die als CV-Strom über das CV-Ventil erhalten werden, zu vereinen. An sich kann das CV-Ventil aufgrund des niedrigeren Drucks in dem Einlasskrümmer einen CV-Strom über das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 84 ermöglichen. Die Kurbelgehäusedämpfe (z. B. 404 in 4) können aus dem Kurbelgehäuse zusammen mit der Frischluft durch das CV-Ventil 26 in den Kanal 76 strömen. Hierbei können die Kurbelgehäusedämpfe sowie die Frischluft, die über die Leitung 86 empfangen wird, als CV-Strom bezeichnet werden. Der CV-Strom kann mit dem Antriebsluftstrom aus der Ansaugvorrichtung an dem Anschlusspunkt 98 dem CSOV 24 vorgeschaltet kombiniert werden. Danach kann das kombinierte Gemisch aus dem CV-Strom und dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsluftstrom entlang des Kanals 76 und über das CSOV 24 in den Einlasskrümmer 44 strömen. An sich können keine anderen Ströme durch das CSOV strömen, wenn das CSOV geöffnet ist und wenn der Krümmerdruck niedriger als der CIP ist.
Als nächstes können bei 618 Kraftmaschinenparameter als Antwort auf das Gemisch aus dem CV-Strom und dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsluftstrom, das in den Einlasskrümmer gelangt, angepasst werden. Beispielsweise können die Kraftstoffeinspritzungszeitvorgabe und/oder die Kraftstoffeinspritzungsmenge als Antwort auf die Durchblasgase in dem CV-Strom und die zusätzliche Luft aus der Ansaugvorrichtung angepasst werden. In einem weiteren Beispiel kann die Drosselstellung angepasst werden, um die von der Ansaugvorrichtung und dem Kurbelgehäuse empfangene zusätzliche Luft zu kompensieren.
Wenn zurück bei 604 bestätigt wird, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, schreitet die Routine 600 zu 622 fort. Hierbei kann das CSOV von dem Controller betätigt werden, um es zu schließen. Insbesondere kann das CSOV in die vollständig geschlossene Stellung verstellt werden. Zum Beispiel kann das CSOV aus einer vollständig offenen Stellung (die zuvor unter Nicht-Leerlaufbedingungen verwendet wird) in die vollständig geschlossene Stellung bewegt werden. Ferner kann bei 624 der CV-Strom sowie der Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom gleichzeitig durch Schließen des CSOV beendet werden. An sich kann der elektronische Controller vielleicht keine anderen Ventile abwandeln, um den Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom und den CV-Strom zu beenden. Dementsprechend kann der Einlasskrümmer zusätzliche Luft weder von der Ansaugvorrichtung noch dem Kurbelgehäuse empfangen. Weiterhin können als Antwort auf das Schließen des CSOV verschiedene Kraftmaschinenparameter angepasst werden. Zum Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzung bei 626 nur auf Grundlage des über die Einlassdrossel empfangenen Luftstroms angepasst werden. Als Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzmenge reduziert werden. In einem weiteren Beispiel kann die Zündzeitvorgabe bezüglich der MBT verzögert werden, wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist.
Es versteht sich, dass das CSOV 24 unabhängig von zusätzlicher Kraftmaschinenluftaufnahme geöffnet werden kann, wenn der Bremskraftverstärker-Unterdruck flacher als ein Schwellenbetrag ist und eine Unterdruckauffüllung erwünscht ist. An sich kann das CSOV bei allen Kraftmaschinenbedingungen geöffnet sein, wenn sich der zusätzliche Luftstrom durch das CSOV 24 nicht nachteilig auf den Kraftmaschinenbetrieb auswirkt. Ein günstiger Vorteil des Ortes des CSOV 24 in der Leitung 84 ist wie in 2 und 3 gezeigt eine Schmierung der Gleitelemente innerhalb des CSOV 24 durch einen Restölnebel innerhalb des Kurbelgehäusebelüftungsstroms. Der Restölnebel wird möglicherweise nicht durch den Ölabscheider 82 entfernt.
Es ist zu beachten, dass in alternativen Beispielen das CSOV 24 von 2 geschlossen werden kann, wenn der MAP größer als der CIP ist. Hierbei kann der Rückwärtsantriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung 22 möglicherweise nicht zugelassen werden.
Ein beispielhaftes Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine kann Folgendes umfassen: unter einer ersten Bedingung, Erhöhen einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV), Leiten von Antriebsluft durch eine Ansaugvorrichtung aus einem Verdichtereinlass über das CSOV zu einem Einlassverteiler und Saugen von Durchblasgasen aus einem Kurbelgehäuse über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) und das CSOV in den Einlasskrümmer, und, unter einer zweiten Bedingung, Verringern der Öffnung des CSOV, Unterbrechen des Antriebsluftstroms durch die Ansaugvorrichtung und Beenden des Saugens der Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse über das CV-Ventil und das CSOV in den Einlasskrümmer. Die erste Bedingung kann umfassen, dass ein Einlasskrümmerdruck niedriger als ein Verdichtereinlassdruck ist und ein Nicht-Leerlaufzustand der aufgeladenen Kraftmaschine vorhanden ist. Ferner kann die zweite Bedingung eine Kraftmaschinenleerlaufbedingung umfassen. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: unter einer dritten Bedingung, Erhöhen der Öffnung des CSOV, Leiten von Antriebsluft durch die Ansaugvorrichtung aus dem Einlasskrümmer zu dem Verdichtereinlass und kein Empfangen von Durchblasgasen aus dem Kurbelgehäuse durch das CV-Ventil und das CSOV in dem Einlassverteiler. Die dritte Bedingung kann umfassen, dass der Einlasskrümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist und der Nicht-Leerlaufzustand der aufgeladenen Kraftmaschine vorhanden ist. Das Verfahren kann ferner ein Erzeugen eines Unterdrucks in der Ansaugvorrichtung aufgrund des Antriebsstroms unter jeweils der ersten Bedingung und der dritten Bedingung und ein Anwenden des Unterdrucks auf eine Unterdruckverbrauchsvorrichtung umfassen, wobei die Unterdruckverbrauchsvorrichtung einen Bremskraftverstärker, einen Kraftstoffdampfbehälter und/oder ein Unterdruckreservoir umfasst.
Ein beispielhafter Betrieb des CSOV, das in einer Kraftmaschine wie beispielsweise Kraftmaschine 10 enthalten ist, ist in 7 gezeigt. Eine Abbildung 700 in 7 zeigt eine Kraftmaschinendrehzahl in Graph 702, eine Fahrpedalstellung in Graph 704, einen Krümmerdruck (MAP) in Graph 706, einen Zustand des CSOV in Graph 708, einen Ansaugvorrichtungsstrom bei 710 und einen CV-Strom durch das CV-Ventil in Graph 712. Alle oben genannten Variablen sind gegen die Zeit auf der x-Achse aufgetragen. Ferner nimmt die Zeit von der linken Seite der x-Achse zu der rechten Seite der x-Achse hin zu. Die Abbildung 700 umfasst auch eine Linie 707, die den Atmosphärendruck (BP) darstellt. An sich kann ein Verdichtereinlassdruck im Wesentlichen gleich dem BP sein. Deshalb ist dann, wenn der MAP niedriger als der BP ist, auch der MAP niedriger als der CIP.
Zwischen t0 und t1 liegt die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl und die Fahrpedalstellung ist vollständig freigegeben. Somit kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Zusätzlich zu den obigen Ausführungen kann auf Grundlage davon, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen null ist, und/oder auf Grundlage einer verzögerten Zündzeitvorgabe im Leerlauf bestimmt werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Im Leerlauf ist der Krümmerdruck erheblich niedriger als der BP. Wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist, kann das CSOV von dem Controller vollständig geschlossen sein, um die Kraftmaschinenluftaufnahme aus dem Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom und/oder dem CV-Strom über das CV-Ventil zu reduzieren. Da das CSOV vollständig geschlossen ist, gibt es keinen Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom (Graph 710) und keinen CV-Strom durch das CV-Ventil (Graph 712).
Bei t1 kann ein Fahrzeugführer das Fahrpedal niederdrücken, um die Fahrzeuggeschwindigkeit stark zu erhöhen (nicht gezeigt). Zum Beispiel kann der Fahrzeugführer beschleunigen, um sich auf einer Autobahn einzureihen und das Fahrpedal ganz durchdrücken. Als Antwort auf die Fahrpedalbetätigung steigt die Kraftmaschinendrehzahl rasch, während ein gewünschtes Drehmoment erzeugt wird. Daher kann die Kraftmaschine nun aufgeladen sein, um das gewünschte Drehmoment zu liefern. Daher ist der MAP zwischen t1 und t2 deutlich höher als der BP (Linie 707).
Da die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, kann das CSOV von dem Controller in eine vollständig offene Stellung betätigt werden, was einen Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung ermöglicht. Da der MAP höher als der BP ist, kann ähnlich wie in Bezug auf 5 beschrieben ein Rückwärts-Ansaugvorrichtungsstrom auftreten. Luft kann von dem Einlasskrümmer in Richtung des Verdichtereinlass durch die Ansaugvorrichtung über das CSOV und den Umgehungskanal, der die Ansaugvorrichtung enthält, strömen. Da ferner die Kraftmaschine aufgeladen ist, kann das CV-Ventil vollständig geschlossen werden, was den Luftstrom aus dem Einlassverteiler in Richtung des Kurbelgehäuses beschränkt. Somit gibt es zwischen t1 und t2 keinen CV-Strom durch das CV-Ventil. Jedoch können wie in 5 gezeigt Kurbelgehäusedämpfe in dem Einlasskanal dem Verdichter vorgeschaltet (z. B. am Verdichtereinlass) über den Altluftweg durch die Leitung 86 empfangen werden.
Zwischen t1 und t2 kann die Pedalstellung leicht zurückgenommen werden, so dass sich die Kraftmaschinendrehzahl bis t2 in Richtung einer stationären Drehzahl stabilisieren kann. Da die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, bleibt das CSOV weiterhin in seiner vollständig offenen Stellung. Ferner kann bei t2 der MAP unter den BP sinken. Als ein Beispiel kann der MAP niedriger als der BP sein, wenn die Kraftmaschinenlast niedriger ist. Wenn der MAP unter den BP fällt, kann der CV-Strom über das CV-Ventil in dem Einlasskrümmer empfangen werden (Graph 712). Ferner kann ein Vorwärtsrichtungsstrom durch die Ansaugvorrichtung erfolgen. Hierbei kann aufgrund dessen, dass der CIP höher als der MAP ist, ein Teil der Luft aus dem Verdichtereinlass zu dem Einlasskrümmer über die Ansaugvorrichtung umgeleitet werden. An sich kann der Teil der Luft in der Vorwärtsrichtung von dem Einlass der Ansaugvorrichtung In Richtung des Auslasses der Ansaugvorrichtung als Antriebsstrom strömen. Ferner kann sich dieser Antriebsstrom mit dem CV-Strom durch das CV-Ventil dem CSOV vorgeschaltet vereinen und das kombinierte Gemisch aus dem Antriebsstrom und dem CV-Strom kann zur gleichen Zeit über das vollständig geöffnete CSOV in den Einlasskrümmer strömen.
Bei t3 kann die Kraftmaschinendrehzahl als Antwort darauf, dass das Fahrpedal vollständig freigegeben wird, fallen. Daher kehrt die Kraftmaschinendrehzahl zwischen t3 und t4 im Wesentlichen wieder zu der Leerlaufdrehzahl zurück. Da das Fahrpedal vollständig freigegeben ist, kann der Controller bestimmen, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Als Antwort auf die Bestimmung des Kraftmaschinenleerlaufs kann das CSOV von dem Controller zu dem Zeitpunkt t3 in seine vollständig geschlossene Stellung betätigt werden. Dementsprechend können der CV-Strom über das CV-Ventil und der Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom parallel zu dem Zeitpunkt t3 beendet werden. Ferner werden möglicherweise keine anderen Ventile durch den Controller betätigt, um jeweils den CV-Strom über das CV-Ventil und den Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom zu beenden. Da die Kraftmaschine im Leerlauf ist, kann der MAP deutlich niedriger als der BP sein, wenn die Einlassdrossel als Antwort auf Kraftmaschinenleerlaufbedingungen geschlossen wird.
Dementsprechend wird, während die Kraftmaschine im Leerlauf läuft, das CSOV geschlossen, was jeweils den Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom und den CV-Strom über das CV-Ventil zwischen t3 und t4 beendet. Der Luftstrom in die Kraftmaschine kann jetzt weitgehend durch die Einlassdrossel gesteuert werden. Der zusätzliche Luftstrom aus passiven Vorrichtungen wie der Ansaugvorrichtung und/oder dem CV-Ventil kann im Leerlauf beendet werden.
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine beispielhafte Routine 800 zum Diagnostizieren der Verschlechterung des CSOV wie etwa des CSOV 24 der Kraftmaschine 10 gezeigt. Insbesondere unter Leerlaufbedingungen kann der Controller wie beispielsweise der Controller 12 eine Stellung des CSOV zwischen vollständig geschlossen und vollständig offen abwechseln. Ferner können resultierende Änderungen des Luftstroms und/oder des Unterdruckpegels in dem Bremskraftverstärker eingesetzt werden, um die CSOV-Verschlechterung zu bestimmen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, können Änderungen in der Kraftmaschinendrehzahl als Antwort auf ein Variieren der Stellung des CSOV ebenfalls überwacht werden, um die Verschlechterung des CSOV zu bestimmen.
Bei 802 kann die Routine 800 bestehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen einschließlich Fahrzeugbedingungen wie Fahrzeuggeschwindigkeit schätzen und/oder messen. Kraftmaschinenbedingungen können eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Zündzeitvorgabe, ein Kraftstoff/Luft-Verhältnis, eine Fahrpedalstellung, eine Kraftmaschinenlast, einen MAP usw. umfassen. Als nächstes kann bei 804 die Routine 800 bestätigen, ob die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Wie zuvor in Bezug auf 604 der Routine 600 beschrieben ist, können Leerlaufbedingungen auf der Grundlage davon, dass die Kraftmaschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl liegt, eines vollständig freigegebenen Fahrpedals, eines niedergedrückten Bremspedals, einer verzögerten Zündzeitvorgabe, einer Drosselstellung und/oder von Ähnlichem bestimmt werden. Zum Beispiel kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wenn die Kraftmaschinendrehzahl im Wesentlichen die gleiche wie eine gewünschte Leerlaufdrehzahl ist und das Fahrpedal vollständig freigegeben ist. In einem weiteren Beispiel kann der Kraftmaschinenleerlauf dadurch, dass die Kraftmaschinendrehzahl im Leerlauf ist, zusammen mit einer verzögerten Zündzeitvorgabe und einem Fahrpedal in der vollständig freigegebenen Stellung, bestimmt werden.
Wenn bei 804 bestätigt wird, dass Leerlaufbedingungen vorhanden sind, schreitet die Routine 800 zu 806 fort, wo die Diagnose für das CSOV nicht aktiviert wird. Ferner kann die Routine 800 enden. Wenn jedoch bei 804 bestimmt wird, dass die Kraftmaschine im Leerlauf ist, schreitet die Routine 800 zu 808 fort, wo das CSOV von einer vollständig geöffneten Stellung als Antwort auf die Leerlaufbedingungen in eine vollständig geschlossene Stellung verstellt wird. Die Diagnose der Verschlechterung kann dann durch Überwachen einer entsprechenden Änderung der Luftdurchflussrate durchgeführt werden. An sich können Luftstromdurchflussratenänderungen basierend auf einer Stellung der Einlassdrossel, dem TIP, dem MAP und einer Drosselladungstemperatur (TCT) geschätzt werden. Zusätzlich können Messwerte von einem MAF-Sensor auch Informationen über Änderungen der Luftdurchflussrate als Antwort auf das Schließen des CSOV liefern. Durch Durchführen der Diagnose unter Leerlaufbedingungen, unter denen die Luftdurchflussrate niedriger ist, können Änderungen der Luftdurchflussrate aufgrund des Schließens des CSOV relativ leicht festgestellt werden.
Als nächstes bestimmt die Routine 800 bei 810, ob die Änderung der Luftdurchflussrate im Wesentlichen gleich einer erwarteten Änderung der Luftdurchflussrate ist. Beispielsweise kann das Schließen des CSOV den in dem Einlasskrümmer empfangenen Luftstrom verringern. Hierbei kann erwartet werden, dass der MAP beim Schließen des CSOV weiter sinkt. Ferner kann die Einlassdrosselstellung angepasst werden, um den Luftstrom in den Einlasskrümmer als Antwort auf das Schließen des CSOV zu erhöhen. Wenn die Änderung der Luftdurchflussrate nicht im Wesentlichen gleich der erwarteten Änderung ist, schreitet die Routine 800 zu 812 fort, um zu diagnostizieren, dass das CSOV offen blockiert ist. Zum Beispiel kann sich vielleicht die Stellung der Einlassdrossel nicht wie erwartet ändern. In dem Beispiel der Änderung des MAP kann diagnostiziert werden, dass das CSOV offen blockiert ist, wenn der MAP nicht wie zu erwarten sinkt.
Wenn diagnostiziert wird, dass das CSOV offen blockiert ist, kann die Routine 800 bei 814 verschiedene Kraftmaschinenparameter anpassen, um bei 814 ein gewünschtes Kraftmaschinendrehmoment bereitzustellen. Zum Beispiel können während des Leerlaufs, während die Drosselstellung in eine vollständig geschlossene Stellung verstellt wird, die Zündzeitvorgabe und die Kraftstoffeinspritzzeitvorgabe und/oder die Kraftstoffeinspritzmenge abgewandelt werden, um das Kraftmaschinendrehmoment zu reduzieren.
Der offen blockierte Verschlechterungszustand des CSOV kann auch durch Überwachen von Änderungen in dem Unterdruckpegel in dem Bremskraftverstärker oder anderen Unterdruckreservoirs, die von der Ansaugvorrichtung Unterdruck empfangen, bestimmt werden. Zum Beispiel können dann, wenn das CSOV vollständig geschlossen ist, auch die Unterdruckpegel in dem Unterdruckreservoir nicht steigen. Dementsprechend kann dann, wenn nach dem Schließen des CSOV eine Erhöhung der Unterdruckpegel beobachtet wird, diagnostiziert werden, dass das CSOV verschlechtert ist, beispielsweise offen blockiert ist.
Wenn zurück bei 810 bestimmt wird, dass die Änderung der Luftdurchflussrate im Wesentlichen gleich der erwarteten Änderung der Luftdurchflussrate ist, schreitet die Routine 800 zu 816 fort, um das CSOV bei Kraftmaschinenleerlauf vorübergehend zu öffnen. Hierbei wird das CSOV in einem Beispiel von einer vollständig geschlossenen Stellung in die vollständig geöffnete Stellung verstellt. An sich kann das CSOV für eine vorbestimmte Zeitdauer vollständig offen gehalten werden und das CSOV kann nach Beendigung der vorbestimmten Zeitdauer geschlossen werden. Zum Beispiel kann das CSOV für 30 Sekunden in seine vollständig offene Stellung betätigt werden. In einem weiteren Beispiel kann das CSOV für 60 Sekunden offen gehalten werden. Durch Offenhalten der CSOV für die vorbestimmte Zeitdauer kann die Antriebsluft durch die Ansaugvorrichtung in der Vorwärtsrichtung strömen, da der MAP deutlich niedriger als der BP ist. Dieser Antriebsluftstrom durch die Ansaugvorrichtung kann einen Unterdruck erzeugen, der an ein Unterdruckreservoir wie beispielsweise das Reservoir in dem Bremskraftverstärker überführt werden kann. Weiterhin kann eine Verschlechterung des CSOV durch Messen der Unterdruckpegel in dem Unterdruckreservoir während der vorbestimmten Zeitdauer, über die das CSOV offen gehalten wird, beurteilt werden. Somit kann die Routine 800 bei 816 die Unterdruckpegel in dem Unterdruckreservoir (wie etwa in dem Bremskraftverstärker) während der vorbestimmten Zeitdauer überwachen.
Dementsprechend bestätigt die Routine 800 bei 818, ob eine Erhöhung des Unterdruckpegels in dem Unterdruckreservoir eingetreten ist. Insbesondere kann der Anstieg des Unterdruckpegels mit einer erwarteten Zunahme T_V verglichen werden. Zum Beispiel kann der Controller Daten in Bezug auf eine erwartete Erhöhung der Unterdruckpegel in dem Unterdruckreservoir speichern, wenn das CSOV für die vorbestimmte Zeitdauer vollständig offen gehalten wird. Wenn in einem Beispiel das CSOV nicht in seinem vollen Umfang geöffnet wird, wenn beispielsweise das CSOV zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig geöffneten Stellung blockiert ist, können die Unterdruckpegel in dem Reservoir in einem geringeren Ausmaß als der erwarteten Zunahme T_V steigen. In einem weiteren Beispiel kann es dann, wenn das CSOV in seiner vollständig geschlossenen Stellung blockiert ist, keinen Anstieg in den Unterdruckpegeln geben.
Wenn somit bei 818 bestimmt wird, dass eine gemessene Zunahme des Unterdruckniveaus niedriger als der erwartete Anstieg T_V ist, schreitet die Routine 800 zu 824 fort, um zu bestimmen, dass das CSOV wahrscheinlich in der geschlossenen Stellung blockiert ist. Wie oben erwähnt kann das CSOV in seiner vollständig geschlossenen Stellung blockiert sein. Alternativ kann das CSOV zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig offenen Stellung blockiert sein. Ferner kann bei 828 als Antwort darauf, dass bestimmt wird, dass das CSOV geschlossen blockiert ist, die Routine 800 einen Unterdruckstrom in das Unterdruckreservoir aus dem Einlasskrümmer ermöglichen. Ferner kann, während der Kurbelgehäusedruck steigt, eine Kurbelgehäuseentlüftung entlang des Altluftwegs auftreten. Wenn bei 818 die Zunahme der Unterdruckpegel gleich dem erwarteten Anstieg T_V ist, schreitet die Routine 800 zu 820 fort, um zu bestimmen, dass das CSOV nicht verschlechtert ist.
Es versteht sich, dass die Routine 800 zusätzlich zum Überwachen der Änderung der Unterdruckpegel bei 816 auch Änderungen der Luftdurchflussraten überwachen kann, während das CSOV für die vorbestimmte Zeitdauer geöffnet ist. Wenn hierbei eine zu erwartende Änderung der Luftdurchflussrate nicht beobachtet wird, kann bestimmt werden, dass das CSOV geschlossen blockiert ist.
Es wird auch erkannt werden, dass der Controller die Änderungen in der Stellung des CSOV, beispielsweise von vollständig geschlossen zu vollständig geöffnet, von vollständig geöffnet zu vollständig geschlossen, unter Kraftmaschinenbedingungen, unter denen solche Änderungen zulässig sind, mehrere Male befehlen kann. Durch mehrmaliges Testen kann eine Verschlechterung des CSOV in zuverlässigerer Weise bestätigt werden. Wenn eine Verschlechterung des CSOV bestätigt wird, kann der Controller einen Diagnosefehlercode (DTC) aktivieren und eine Störungswarnleuchte (MIL) kann aktiviert werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann eine Verschlechterung des CSOV durch gleichzeitiges Anpassen des CSOV und der Einlassdrossel bestimmt werden. Zum Beispiel kann das CSOV geöffnet werden und gleichzeitig kann die Einlassdrossel um im Wesentlichen den gleichen Grad oder Betrag wie den, um den das CSOV geöffnet wird, geschlossen werden. Somit können das CSOV und die Einlassdrossel um den gleichen Betrag (oder Grad), aber in einer entgegengesetzten Richtung voneinander, angepasst werden. Wenn beispielsweise die Öffnung des CSOV um einen bestimmten Betrag erhöht wird, wird die Öffnung der Einlassdrossel um denselben bestimmten Betrag verringert. Wenn es keine beobachtete Änderung in der Luftdurchflussrate, der Kraftstoffdurchflussrate und/oder der Kraftmaschinendrehzahl gibt, kann es vielleicht keine Verschlechterung des CSOV geben. Wenn es jedoch eine Änderung in der Luftdurchflussrate, Kraftstoffdurchflussrate und/oder Kraftmaschinendrehzahl gibt, kann das CSOV verschlechtert sein. Insbesondere kann das CSOV offen blockiert sein oder geschlossen blockiert sein. Da eine Verschlechterung der Einlassdrossel über den Drosselstellungssensor bestimmt werden kann, kann diese Diagnose zum Bestimmen der alleinigen Verschlechterung des CSOV verwendet werden.
Somit kann ein beispielhaftes Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine Folgendes umfassen: Anpassen, mittels eines elektronischen Controllers, einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV) basierend auf Kraftmaschinenleerlaufbedingungen und jeweils eines Antriebsstroms durch eine Ansaugvorrichtung und eines Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus einem Kurbelgehäuse, wobei sich der Antriebsstrom und der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom vereinen und durch das CSOV strömen, wenn das CSOV offen ist. Der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse kann durch ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) basierend auf Kraftmaschinenbedingungen geleitet werden, wobei das CV-Ventil dem CSOV vorgeschaltet angeordnet ist. Ferner strömt kein anderer Strom außer dem Antriebsstrom und dem Kurbelgehäuseentlüftungsstrom über das CV-Ventil durch das CSOV, wenn das CSOV offen (z. B. voll geöffnet) ist.
Das Anpassen kann ein Verringern der Öffnung des CSOV als Antwort auf den Kraftmaschinenleerlauf umfassen. Das Verfahren kann ferner ein gleichzeitiges Beenden jeweils des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung und des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms über das CV-Ventil durch Schließen des CSOV ohne ein Anpassen anderer Ventile über den elektronischen Controller umfassen. Das Anpassen kann zudem ein Erhöhen der Öffnung des CSOV als Antwort auf einen Nicht-Leerlaufzustand der Kraftmaschine umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Empfangen jeweils des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung und des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus dem Kurbelgehäuse über das CV-Ventil zusammen in einen Einlasskrümmer dann, wenn der Einlasskrümmerdruck niedriger als ein Verdichtereinlassdruck (CIP) ist, umfassen. Hierbei kann das CSOV gleichzeitig einen Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom und den Kurbelgehäuseentlüftungsstrom über das CV-Ventil in den Einlasskrümmer leiten. Wie zuvor in Bezug auf 4 erwähnt können keine anderen Ströme durch das CSOV strömen, wenn das CSOV geöffnet ist und wenn der Krümmerdruck niedriger als der CIP ist. Das Verfahren kann zudem das Saugen von Unterdruck an einem Hals der Ansaugvorrichtung und ein Anwenden des Unterdrucks auf eine Unterdruckverbrauchervorrichtung umfassen. Ferner kann das Verfahren ein Beenden des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus dem Kurbelgehäuse über das Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) in den Einlasskrümmer dann, wenn der Einlasskrümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist, umfassen. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Leiten des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung von dem Einlasskrümmer zu einem Einlass eines Verdichters dann, wenn der Einlasskrümmerdruck größer als der Verdichtereinlassdruck ist, umfassen. In diesem Zustand kann nur ein Luftstrom in Richtung der Ansaugvorrichtung durch das CSOV strömen (wie in 5 gezeigt). Kein anderer Strom kann durch das CSOV strömen, wenn der Krümmerdruck höher ist als der CIP ist. Des Weiteren kann das Verfahren ein Anpassen des Kraftmaschinenbetriebs als Antwort auf eine Verschlechterung des CSOV umfassen, wobei die Verschlechterung über den elektronischen Controller während einer befohlenen Änderung in einem Öffnungszustand des CSOV als Antwort auf eine fehlende Änderung des Luftstroms und darauf, dass eine Erhöhung der Unterdruckpegel niedriger als eine erwartete Erhöhung ist, bestimmt wird.
Auf diese Weise kann ein gemeinsames Absperrventil (CSOV), das jeweils den CV-Strom sowie den Ansaugvorrichtungs-Antriebsstrom steuert, geschlossen werden, um eine zusätzliche Luftaufnahme in eine Kraftmaschine unter Leerlaufbedingungen zu beenden. Da ein zusätzlicher Luftstrom aus passiven Vorrichtungen wie der Ansaugvorrichtung und dem CV-Ventil beseitigt wird, kann der Kraftmaschinenleerlauf bei im Wesentlichen niedriger Kraftstoffzufuhr aufrechterhalten werden. Daher kann das CSOV einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch in der Kraftmaschine ermöglichen. Ferner kann eine Größe der Ansaugvorrichtung erhöht werden, um höhere Mengen an Unterdruck an Unterdruckverbraucher bereitzustellen. Zusätzlich kann eine Größe einer Öffnung mit niedrigem Durchfluss in dem CV-Ventil auch so vergrößert werden, dass der CV-Strom bei tieferen Unterdruckpegeln in dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine auftritt. Insgesamt kann das Kurbelgehäuse bei gleichzeitiger Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs ausreichend entlüftet werden und damit ein verbessertes Kraftmaschinenleistungsvermögen bereitgestellt werden.
In einer weiteren Darstellung ist ein Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine bereitgestellt, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenleerlaufs, Befehlen einer Änderung in einer Stellung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV) über einen elektronischen Controller und Bestimmen einer Verschlechterung des CSOV auf Grundlage einer erwarteten Antwort in Kraftmaschinenbedingungen auf die befohlenen Stellungsänderung des CSOV. Hierbei kann das CSOV jeweils einen Antriebsstrom durch eine Ansaugvorrichtung und einen Kurbelgehäuseentlüftungsstrom aus einem Kurbelgehäuse über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) regulieren. Ferner kann der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung einen Unterdruck zu erzeugen, wobei der Unterdruck einem Unterdruckreservoir zugeführt wird. Die Stellungsänderung, die durch den elektronischen Controller befohlen wird, kann in einem Beispiel eine vollständig geschlossene Stellung des CSOV sein. Hierbei kann bestimm werden, dass das CSOV verschlechtert ist, wenn eine gemessene Änderung der Luftdurchflussrate als Antwort auf die vollständig geschlossene Stellung des CSOV von einer erwarteten Änderung der Luftdurchflussrate deutlich verschieden ist. In einem weiteren Beispiel kann die Änderung der Stellung, die durch den elektronischen Controller befohlen wird, eine vollständig offene Stellung des CSOV sein. Ferner kann die vollständig offene Stellung des CSOV für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten werden. Hierbei kann bestimmt werden, dass das CSOV verschlechtert ist, wenn ein gemessener Anstieg der Unterdruckpegel in dem Unterdruckreservoir als Antwort auf die vollständig offene Stellung des CSOV niedriger als ein erwarteter Anstieg der Unterdruckpegel ist.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemanordnungen verwendbar sind. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das den Controller in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Kraftmaschinenhardware umfasst, ausgeführt werden. Die spezifischen Routinen, die hier beschrieben sind, können eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie z. B. einer ereignisgesteuerten Strategie, einer unterbrechungsgesteuerten Strategie, Mehrprozessbetrieb, Mehrsträngigkeit und dergleichen darstellen. Daher können verschiedene Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen auch weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern dient lediglich zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinensteuerungssystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Vorgänge durch Ausführen der Befehle in einem System, das verschiedene Hardwarekomponenten in Kombination mit dem elektronischen Controller umfasst, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhaft sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie ist zum Beispiel auf V6-, I4-, I6-, V12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen anwendbar. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden, besonders hervor. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer dieser Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehr von diesen Elementen weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, egal ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Anpassen einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV) basierend auf Kraftmaschinenleerlaufbedingungen und jeweils eines Antriebsstroms durch eine Ansaugvorrichtung und eines Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus einem Kurbelgehäuse mittels eines elektronischen Controllers, wobei der Antriebsstrom und der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom miteinander kombiniert werden und durch das CSOV strömen, wenn das CSOV offen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kurbelgehäuseentlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse durch ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) geleitet wird, wobei das CV-Ventil dem CSOV vorgeschaltet angeordnet ist und wobei kein anderer Strom außer dem Antriebsstrom und dem Kurbelgehäuseentlüftungsstrom über das CV-Ventil durch das CSOV strömt, wenn das CSOV offen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen ein Verringern der Öffnung des CSOV als Antwort auf einen Kraftmaschinenleerlauf umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner ein gleichzeitiges Beenden jeweils des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung und des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms über das CV-Ventil durch Schließen des CSOV ohne ein Anpassen irgendwelcher anderer Ventile mittels des elektronischen Controllers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen ein Erhöhen der Öffnung des CSOV als Antwort auf einen Nicht-Leerlaufzustand der Kraftmaschine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner ein Empfangen jeweils des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung und des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms über das CV-Ventil zusammen in einem Einlasskrümmer dann, wenn der Einlasskrümmerdruck niedriger als ein Verdichtereinlassdruck ist, umfasst und ferner ein Saugen von Unterdruck an einem Hals der Ansaugvorrichtung und ein Anwenden des Unterdrucks auf eine Unterdruckverbrauchervorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner ein Beenden des Kurbelgehäuseentlüftungsstroms aus dem Kurbelgehäuse über das CV-Ventil in den Einlasskrümmer dann, wenn der Einlasskrümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Leiten des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung von dem Einlasskrümmer zu einem Einlass eines Verdichters dann, wenn der Einlasskrümmerdruck größer als der Verdichtereinlassdruck ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Anpassen des Kraftmaschinenbetriebs als Antwort auf eine Verschlechterung des CSOV umfasst, wobei die Verschlechterung mittels des elektronischen Controllers während einer befohlenen Änderung eines Öffnungszustands des CSOV als Antwort auf eine fehlende Änderung des Luftstroms und darauf, dass eine Erhöhung eines Unterdruckpegels niedriger als eine erwartete Erhöhung ist, bestimmt wird.
System für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: einen Kraftmaschineneinlasskrümmer; ein Kurbelgehäuse, das über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) und ein gemeinsames Absperrventil mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer fluidisch gekoppelt ist; eine Einlassdrossel; eine Aufladevorrichtung, die einen Verdichter umfasst, der in einem Einlasskanal der Einlassdrossel vorgeschaltet angeordnet ist; eine Ansaugvorrichtung, die jeweils über den Verdichter und die Einlassdrossel hinweg angeordnet ist, wobei die Ansaugvorrichtung mit einer Unterdruckverbrauchsvorrichtung gekoppelt ist; einen Antriebsfluideinlass der Ansaugvorrichtung, der mit dem Einlasskanal dem Verdichter vorgeschaltet fluidisch gekoppelt ist; einen Antriebsfluidauslass der Ansaugvorrichtung, der mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer der Einlassdrossel nachgeschaltet über das gemeinsame Absperrventil fluidisch gekoppelt ist; und einen Controller, der mit computerlesbaren Befehlen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um Folgendes auszuführen: Einstellen des CSOV auf eine vollständig geschlossene Stellung als Antwort auf den Kraftmaschinenleerlauf; und gleichzeitiges Unterbrechen jeweils des Antriebsstroms durch die Ansaugvorrichtung und des CV-Stroms durch das CV-Ventil.
System nach Anspruch 10, wobei der Controller ferner Befehle enthält, um das CSOV auf eine vollständig geöffnete Stellung einzustellen, wenn die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist.
System nach Anspruch 11, wobei jeweils der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung und der CV-Strom durch das CV-Ventil zusammen in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer empfangen werden, wenn der Druck in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer niedriger als ein Druck an einem Einlass des Verdichters ist.
System nach Anspruch 12, wobei der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung einen Luftstrom aus einem Einlass des Verdichters zu dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine umfasst und wobei der CV-Strom durch das CV-Ventil Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse enthält.
System nach Anspruch 11, wobei dann, wenn der Druck in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer höher als der Druck an dem Einlass des Verdichters ist, der Antriebsstrom durch die Ansaugvorrichtung einen Luftstrom von dem Kraftmaschineneinlasskrümmer zu dem Einlass des Verdichters umfasst.
System nach Anspruch 14, wobei der CV-Strom durch das CV-Ventil dann beendet wird, wenn der Druck in dem Kraftmaschineneinlasskrümmer höher als der Druck an dem Einlass des Verdichters ist.
Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: unter einer ersten Bedingung: Erhöhen einer Öffnung eines gemeinsamen Absperrventils (CSOV); Leiten von Antriebsluft durch eine Ansaugvorrichtung aus einem Verdichtereinlass über das CSOV zu einem Einlassverteiler; und Saugen von Durchblasgasen aus einem Kurbelgehäuse über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (CV-Ventil) und das CSOV in den Einlasskrümmer; und unter einer zweiten Bedingung: Verringern der Öffnung des CSOV; Unterbrechen des Antriebsluftstroms durch die Ansaugvorrichtung; und Beenden des Saugens der Durchblasgase aus dem Kurbelgehäuse über das CV-Ventil und das CSOV in den Einlasskrümmer.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste Bedingung umfasst, dass ein Einlasskrümmerdruck niedriger als ein Verdichtereinlassdruck ist, und einen Nicht-Leerlaufzustand der aufgeladenen Kraftmaschine umfasst und wobei die zweite Bedingung einen Kraftmaschinenleerlaufzustand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: unter einer dritten Bedingung: Erhöhen der Öffnung des CSOV, Leiten von Antriebsluft durch die Ansaugvorrichtung aus dem Einlasskrümmer zu dem Verdichtereinlass und kein Empfangen von Durchblasgasen aus dem Kurbelgehäuse durch das CV-Ventil und das CSOV in dem Einlassverteiler.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die dritte Bedingung umfasst, dass der Einlasskrümmerdruck höher als der Verdichtereinlassdruck ist, und den Nicht-Leerlaufzustand der aufgeladenen Kraftmaschine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines Unterdrucks in der Ansaugvorrichtung aufgrund des Antriebsluftstroms unter jeweils der ersten Bedingung und der dritten Bedingung und Anwenden des Unterdrucks auf eine Unterdruckverbrauchsvorrichtung, wobei die Unterdruckverbrauchsvorrichtung einen Bremskraftverstärker, einen Kraftstoffdampfbehälter oder ein Unterdruckreservoir umfasst.