DE102018128468A1

DE102018128468A1 - Verfahren und systeme für das entfernen von feuchtigkeit von motorkomponenten

Info

Publication number: DE102018128468A1
Application number: DE102018128468.3A
Authority: DE
Inventors: Aed M. Dudar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-05-16
Also published as: US10859044B2; CN109798193A; US20190145362A1

Abstract

Verfahren und Systeme zum Entfernen von Feuchtigkeit aus einem Motoransaugkrümmer und einem Abgaskrümmer werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren während einer Motorbedingung ohne Verbrennung, während die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, Betreiben eines elektrischen Ansaug-Boosters beinhalten, um unter Druck stehende Luft über jeden von dem Ansaugkrümmer und dem Abgaskrümmer zu leiten, wodurch angesammelte Feuchtigkeit von den Motorkomponenten entfernt wird. Der elektrische Booster kann ebenfalls unmittelbar vor einem erwarteten Fahrzeugzündschlüsseleinschaltereignis betrieben werden, um Kondensat vor einem tatsächlichen Motorstart von den Motorkomponenten zu entfernen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für das Entfernen von Feuchtigkeit von einem Motoransaugkrümmer, einem Abgaskrümmer und Zylindern.
Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
Kondensat, das sich in einem Motoreinlass ansammelt, kann in den Motor aufgenommen werden, während der Motor eine Verbrennung durchführt, was zu Fehlzündungen zur Folge hat. Beispielsweise kann Feuchtigkeit aus feuchter Luft an Motorkomponenten wie etwa dem Ansaugkrümmer und einem Ladeluftkühler kondensieren und lokal eine Wasserlache bilden. Kondensat, das sich in dem Ansaugkrümmer oder in dem an den Ansaugkrümmer gekoppelten Ladeluftkühler (Charge Air Cooler - CAC) ansammelt, kann während des Motorbetriebs zusammen mit Ansaugluft in die Motorzylinder gezogen, wodurch Verbrennungsinstabilität verursacht wird.
Es werden verschiedene Ansätze bereitgestellt, um das Auftreten von Motorfehlzündungen aufgrund von Kondensataufnahme zu reduzieren. In einem beispielhaften Ansatz, wie in US 20140100074 dargestellt, offenbaren Glugla et al. ein Verfahren zum Verstärken eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler (CAC) zum Spülen von Kondensat aus dem CAC. Während einer Motorbedingung ohne Verbrennung wird das Getriebesystem in einen niedrigeren Gang heruntergeschaltet, um die Motordrehzahl und den Luftstrom über den CAC zu erhöhen, um gespeichertes Kondensat zu den Motorzylindern zu spülen. Durch das Spülen von Kondensat während der Motorbedingung ohne Verbrennung können Fehlzündungsereignisse reduziert werden, die aus der Aufnahme von Wasser resultieren.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Nachteile im Zusammenhang mit dem vorstehend genannten Ansatz erkannt. Als ein Beispiel kann der Ansatz nicht in der Lage sein, Kondensat anzugehen, das sich vor dem Motorbetrieb bei einer oder mehreren Motorkomponenten angesammelt hat. Der Ansatz von Glugla spült CAC-Kondensat, welches sich typischerweise während des aufgeladenen Motorbetriebs ansammelt. Die Erfinder haben erkannt, dass sich Kondensat ebenfalls im Motor ansammeln kann, wenn der Motor nicht betrieben wird. Zum Beispiel kann, während Bedingungen, wenn ein Motor ausgeschaltet ist, wie zum Beispiel während einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung, oder während Hybridfahrzeugantrieb unter Verwendung von Elektromotordrehmoment von einer Systembatterie, Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft am Motoreinlass und an den Abgaskrümmern kondensieren und sich darin ansammeln. Die Menge an angesammelter Feuchtigkeit kann von Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Umgebungsluftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur, abhängig sein. Insbesondere kann, wenn die Temperatur der Luft, die im ausgeschalteten Motor gefangen ist, unter eine Taupunkttemperatur fällt, Feuchtigkeit damit beginnen, sich im Motor anzusammeln. In einem Beispiel kann, wenn das Fahrzeug in einer Region mit erhöhter Umgebungsluftfeuchtigkeit geparkt ist, wenn die Ansauglufttemperatur unter die Taupunkttemperatur fällt, feuchte Luft in den Ansaugkrümmer, die Motorzylinder und den Abgaskrümmer über die Ansaugdrossel und/oder das Endrohr eintreten und kann sich Kondensat darin sammeln. Beim Einschalten durch den Zündschlüssel, wenn der Motor gestartet wird und Kraftstoff in den Motorzylindern verbrannt wird, kann eine Dauer des Kurbelereignisses aufgrund des in den Motorkomponenten angesammelten Kondensats verlängert sein. Außerdem kann die Feuchtigkeit im Abgaskrümmer die Zeit erhöhen, die dafür benötigt wird, dass eine Abgaslambdasonde funktionsfähig ist, wodurch bewirkt wird, dass der Motor für eine längere Dauer unter Steuerung mit offenem Regelkreis betrieben wird und die Emissionsqualität nachteilig beeinflusst wird. Ferner kann Wasser, das auf eine Ansaug- und/oder Abgaslambdasonde spritzt, zu ungenauen Messungen durch die Sonde führen, was sich nachteilig auf die Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und das t-Niveau der gewünschten Motorverdünnung auswirken kann. Ferner kann Feuchtigkeit vom Ansaugkrümmer zusammen mit Ansaugluft in den Zylinder gezogen werden. Die Feuchtigkeit wird dann in die Zylinder aufgenommen, was Motorfehlzündungen hervorgerufen werden und die Verbrennungsstabilität reduziert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Motorverfahren angegangen werden können, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert, Drehen eines Motors ohne Kraftstoff und Betreiben eines elektrischen Ansaug-Boosters, um verdichtete Luft durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten. Auf diese Weise kann, wenn die Umgebungsluftfeuchtigkeit hoch ist, während der Motor keinen Kraftstoff verbrennt, ein elektrischer Booster betrieben werden, um verdichtete Luft durch die Motorkomponenten strömen zu lassen und jegliche angesammelte Feuchtigkeit zu entfernen.
Als ein Beispiel kann, während ein Motor keinen Kraftstoff verbrennt, wie zum Beispiel während einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung, während des Fahrzeugantriebs unter Verwendung von Elektromotordrehmoment oder während einer Schubabschaltungsbedingung, Umgebungsbedingungen auf der Grundlage von Eingaben von Sensoren des Motorsystems und/oder von einem externen Netzwerk, das kommunikativ an das Fahrzeug gekoppelt ist, überwacht werden. Zum Beispiel kann eine Umgebungsluftfeuchtigkeit gemessen werden und kann eine Motoransaugkrümmertemperatur relativ zu einer Schwellentemperatur, wie zum Beispiel einer Taupunkttemperatur, überwacht werden. Wenn sich das Fahrzeug in einer Region mit einer über einem Schwellenwert liegenden Umgebungsluftfeuchtigkeit befindet, während die Ansauglufttemperatur unter der Schwellentemperatur liegt, kann mit Feuchtigkeit gesättigte Luft in die Motorkomponenten eintreten und darin kondensieren, wodurch das Startverhalten des Motors verschlechtert wird. Der Motor kann ein aufgeladener Motor sein, der einen über eine Turbine angetriebenen Ansaugluftverdichter und einen elektrisch angetriebenen Ansaugluftverdichter (hier ebenfalls als ein durch eine Batterie betriebener elektrischer Booster bezeichnet) umfasst, der selektiv betrieben wird, um zusätzliche Aufladung während eines erhöhten Drehmomentbedarfs bereitzustellen. Wenn Kondensatansammlung während eines Fahrzeugzündschlüsselausschaltereignisses bestimmt wird, kann, in Erwartung eines bevorstehenden Motoreinschaltereignisses, eine Ansaugdrossel des Motors vollständig geöffnet werden und kann der Motor über einen Elektromotor ohne Kraftstoff gedreht werden. Außerdem kann der elektrische Booster betrieben werden, um verdichtete Luft durch die Motorkomponenten strömen zu lassen, einschließlich des Ansaugkrümmers, der Motorzylinder und des Abgaskanals. Der verstärkte Strom verdichteter Luft durch den Motor ermöglicht das Spülen der angesammelten Feuchtigkeit. Konkret erhöht sich als ein Ergebnis der Verdichtung die Temperatur der Ansaugluft, wodurch die Verdampfung der angesammelten Feuchtigkeit und dadurch das Trocknen der Motorkomponenten beschleunigt wird. Optional kann ein Abgasrückführungs(AGR)-Ventil geöffnet werden, sodass die verdichtete Luft vom Ansaugkrümmer über einen AGR-Kanal zum Abgaskrümmer geleitet werden kann, zusätzlich zu über die Motorzylinder, wodurch die Motorzylinder und der Abgaskrümmer trocknen. Auf ähnliche Weise kann der elektrische Booster während eines DFSO-Ereignisses oder des Fahrzeugantriebs unter Verwendung von Maschinendrehmoment opportunistisch zum Trockenen der Motorkomponenten betrieben werden. Die Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters können auf der Grundlage der bestimmten Menge der Feuchtigkeitssammlung bestimmt werden. Sobald die Feuchtigkeit in ausreichendem Maße entfernt worden ist, kann der Motor mit verbesserter Verbrennungsstabilität und reduziertem Auftreten von Fehlzündungen gestartet werden.
Auf diese Weise kann durch das selektive Betreiben eines elektrischen Boosters Feuchtigkeit, die sich in Motorkomponenten angesammelt hat, wenn ein Motor nicht verbrennt, effektiv entfernt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit für die Wasseraufnahme in die Motorzylinder während des anschließenden Motorbetriebs reduziert wird. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Fehlzündungen reduziert werden. Durch das Verwenden eines existierenden elektrischen Boosters zum Trocknen des Motoransaugkrümmers, des Abgaskrümmers und der Motorzylinder wird der Bedarf für zusätzliche Komponenten für die Kondensatentfernung beseitigt. Der technische Effekt des Betreibens des elektrischen Boosters für die Feuchtigkeitsentfernung vor einem Fahrzeugstart besteht darin, dass ein trockenerer Motor für eine kürzere Dauer gekurbelt werden kann, wodurch Motorstartzeiten verbessert werden. Durch das Entfernen von Feuchtigkeit aus dem Abgaskrümmer vor dem Motorstart kann das Erwärmen von Lambdasonden beschleunigt werden und kann die Steuerung mit geschlossenem Regelkreis der Motorkraftstoffzufuhr eher eingeleitet werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz und die Emissionsqualität verbessert werden. Im Allgemeinen können durch das rechtzeitige Spülen von Wasser, das sich im Ansaugkrümmer, Abgaskrümmer und innerhalb der Motorzylinder während Motorbedingungen ohne Verbrennung angesammelt hat, die Verbrennungsinstabilität und das Auftreten von Fehlzündungen verringert werden, wenn der Motor die Verbrennung wiederaufnimmt.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Motorsystem einschließlich eines elektrischen Boosters, das an ein Hybridfahrzeug gekoppelt ist.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das umgesetzt werden kann, um Feuchtigkeit, die sich in Motorkomponenten angesammelt hat, während einer Motorbedingung ohne Verbrennung zu entfernen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das umgesetzt werden kann, um Feuchtigkeit, die sich in Motorkomponenten angesammelt hat, vor dem Einschalten des Fahrzeugs durch den Zündschlüssel zu entfernen.
4 zeigt einen beispielhaften Betrieb des elektrischen Boosters für die Feuchtigkeitsentfernung von den Motorkomponenten gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Entfernen von Feuchtigkeit von Motorkomponenten, wie zum Beispiel einem Motoransaugkrümmer, - abgaskrümmer und -zylindern. Wie unter Bezugnahme auf ein beispielhaftes Motorsystem beschrieben, das an ein Hybridfahrzeugsystem gekoppelt ist, wie in 1 gezeigt, kann ein elektrischer Booster betrieben werden, um Feuchtigkeit zu entfernen, die sich in den Motorkomponenten angesammelt hat. Eine Motorsteuerung kann konfiguriert sein, um eine Steuerroutine, wie zum Beispiel die beispielhafte Routine aus 2, durchzuführen, um Feuchtigkeit, die sich in den Motorkomponenten angesammelt hat, während Motorbedingungen ohne Verbrennung zu entfernen. Die Steuerung kann den elektrischen Booster selektiv betreiben, um Feuchtigkeit vor einem Motorstart von den Motorkomponenten zu entfernen, wie zum Beispiel über die Steuerroutine aus 3. Ein beispielhafter Betrieb des elektrischen Boosters, der die Entfernung von angesammeltem Wasser ermöglicht, ist in 4 gezeigt.
1 zeigt eine schematische Ansicht 101 eines Fahrzeugsystems 102 mit einem beispielhaften Motorsystem 100, das einen Motor 10 beinhaltet. In einem Beispiel kann das Motorsystem 100 ein Dieselmotorsystem sein. In einem weiteren Beispiel kann das Motorsystem 100 ein Benzinmotorsystem sein. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor 10 ein aufgeladener Motor, der an einen Turbolader 15 gekoppelt ist, der einen Verdichter 114 beinhaltet, der durch eine Turbine 116 angetrieben wird. Insbesondere wird Frischluft entlang des Ansaugkanals 42 über den Luftreiniger 112 in den Motor 10 eingespeist und strömt zu dem Verdichter 114. Der Verdichter kann ein beliebiger geeigneter Ansaugluftverdichter, wie etwa ein von einem Elektromotor angetriebener oder von einer Antriebswelle angetriebener Kompressorverdichter, sein. In dem Motorsystem 10 ist der Verdichter ein Turboladerverdichter, der mechanisch über eine Welle 19 an die Turbine 116 gekoppelt ist, wobei die Turbine 116 durch expandierende Motorabgase angetrieben wird.
Wie in 1 gezeigt, ist der Verdichter 114 durch den Ladeluftkühler (CAC) 118 an das Drosselventil 20 gekoppelt. Das Drosselventil 20 ist an einen Motoransaugkrümmer 22 gekoppelt. Aus dem Verdichter strömt die verdichtete Luftfüllung durch den Ladeluftkühler 118 und das Drosselventil 20 zu dem Ansaugkrümmer 22. In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird der Druck der Luftladung innerhalb des Ansaugkrümmers 22 durch den Krümmerluftdruck(manifold air pressure - MAP)-Sensor 124 erfasst. Die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Ansaugkanal 42 eintritt, kann über einen Ansauglufttemperatur(intake air temperature - IAT)-Sensor 51 geschätzt werden.
Ein oder mehrere Sensoren können an einen Einlass des Verdichters 114 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor 55 zum Schätzen einer Verdichtereinlasstemperatur an den Einlass gekoppelt sein und kann ein Drucksensor 56 kann zum Schätzen eines Verdichtereinlassdrucks an den Einlass gekoppelt sein. Als ein weiteres Beispiel kann ein Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor 57 zum Schätzen einer Luftfeuchtigkeit einer in den Ansaugkrümmer eintretenden Luftladung an den Einlass gekoppelt sein. Zu noch weiteren Sensoren können Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren usw. gehören. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlassbedingungen (wie etwa Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Druck usw.) auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen abgeleitet werden. Zusätzlich können die Sensoren, wenn Abgasrückführung (AGR) aktiviert ist, eine Temperatur, einen Druck, eine Feuchtigkeit und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luftladungsgemisches, einschließlich Frischluft, rückgeführter verdichteter Luft und Restabgase, die an dem Verdichtereinlass aufgenommen wurden, schätzen.
Ein Wastegate-Aktor 92 kann zum Öffnen betätigt werden, um mindestens einen Teil des Abgasdrucks von stromaufwärts der Turbine über das Wastegate 91 zu einer Stelle stromabwärts der Turbine abzulassen. Indem der Abgasdruck stromaufwärts der Turbine reduziert wird, kann die Turbinendrehzahl reduziert werden, was zum Verringern von Verdichterpumpen beiträgt.
Um den Turbolader 15 zu unterstützen, kann zusätzlicher Ansaugluftverdichter, der hier ebenfalls als ein elektrischer Booster 155 bezeichnet wird, in das Fahrzeugantriebssystem integriert werden. Der elektrische Booster 155 kann über eine bordeigene Energiespeichervorrichtung 250 angetrieben werden, die eine Batterie, einen Kondensator, einen Superkondensator usw. umfassen kann. Der elektrische Booster kann einen durch einen Elektromotor angetriebenen Verdichter beinhalten. Eine Betriebsdrehzahl des elektrischen Boosters kann Anpassen einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors beinhalten, wobei der Elektromotor über die bordeigene Energiespeichervorrichtung 250 betrieben wird.
In einem Beispiel kann der elektrische Booster 155 als Reaktion auf einen Bedarf für erhöhtes Raddrehmoment betätigt werden, um die gewünschte Aufladeluft schnell für den Motor bereitzustellen, während die Turbine des Turboladers hochfährt. Als ein Ergebnis kann das erhöhte Drehmoment erreicht werden, ohne das Turboloch zu verursachen, was andernfalls aufgetreten wäre, wenn die Unterstützung durch den elektrischen Booster nicht verfügbar gewesen wäre. In einem derartigen Beispiel kann der elektrische Booster 155 als Reaktion auf das Hochfahren des Turboladers zu einer Schwellengeschwindigkeit (z. B. 70.000 rpm) ausgeschaltet oder deaktiviert werden. Insbesondere kann die Betriebssteuerung des elektrischen Boosters 155 auf der Grundlage von Befehlssignalen (z. B. Arbeitszyklus- oder Impulsbreitensignalen) erreicht werden, die von der Fahrzeugsteuerung (z. B. Steuerung 12) empfangen werden. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Signal an einen Aktor 155b des elektrischen Boosters senden, das den elektrischen Booster anschalten kann. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung ein Signal an den Aktor 155b des elektrischen Boosters senden, das den elektrischen Booster ausschalten kann. In einem Beispiel kann der Aktor des elektrischen Boosters einen Elektromotor umfassen, der die Verdichtung von Luft antreibt.
Der elektrische Booster 155 kann zwischen einer ersten Leitung 159a des elektrischen Boosters und einer zweiten Leitung 159b des elektrischen Boosters positioniert sein. Die erste Leitung 159a des elektrischen Boosters kann den Ansaugkanal 42 fluidisch an den elektrischen Booster 155 stromaufwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters koppeln. Die zweite Leitung 159b des elektrischen Boosters kann den elektrischen Booster 155 fluidisch an den Ansaugkanal 42 stromabwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters koppeln. Als ein Beispiel kann Luft über eine erste Leitung 159a des elektrischen Boosters stromaufwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters in den elektrischen Booster 155 gezogen werden und kann verdichtete Luft aus dem elektrischen Booster 155 austreten und über die zweite Leitung des elektrischen Boosters zu dem Ansaugkanal 42 stromabwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters geleitet werden. Auf diese Weise kann verdichtete Luft zu dem Motoreinlass 22 geleitet werden.
Unter Umständen, bei denen der elektrische Booster 155 angeschaltet wird, um Aufladung schneller bereitzustellen, als wenn ausschließlich der Turbolader 15 verwendet würde, versteht es sich, dass dem Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters befohlen werden kann, sich zu schließen, während der elektrische Booster 155 angeschaltet ist. Auf diese Weise kann Ansaugluft durch den Turbolader 15 und durch den elektrischen Booster 155 strömen. Sobald der Turbolader die Schwellendrehzahl erreicht, kann der elektrische Booster 155 ausgeschaltet werden und kann dem Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters befohlen werden, sich zu öffnen.
Der elektrische Booster 155 kann als Reaktion auf Kondensatansammlung während einer Motorbedingung ohne Verbrennung ebenfalls opportunistisch betrieben werden, um das Kondensat zu entfernen, das sich im Motoransaugkrümmer 22, Abgaskrümmer 36 und in den Brennkammern (Motorzylindern) 30 angesammelt hat. Wenn der elektrische Booster 155 betrieben wird, kann verdichtete Luft über den Ansaugkrümmer, die Motorzylinder und den Abgaskrümmer geleitet werden, um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen, die sich in diesen Motorkomponenten angesammelt hat. Die verdichtete Luft kann vom Ansaugkrümmer zum Abgaskrümmer über eins oder mehrere von dem AGR-Kanal 180 und den Motorzylindern geleitet werden. Eine Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters 155 können auf jedem von einer Differenz zwischen einer gemessenen Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit, einer Motortemperatur und einem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers basieren. Während einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung kann der elektrische Booster 155 ebenfalls betrieben werden, um Feuchtigkeit auf der Grundlage eines vorhergesagten, bevorstehenden Motorstarts von den Motorkomponenten zu entfernen. Der Motorstart kann auf der Grundlage eines Fahrverlaufs vorhergesagt werden, der von einer bordeigenen Datenbank 13 abgerufen wird. Details des Feuchtigkeitsentfernungsverfahrens unter Verwendung des elektrischen Boosters 155 werden bei den 2 und 3 ausgearbeitet.
Der Ansaugkrümmer 22 ist durch eine Reihe von Einlassventilen (nicht gezeigt) an eine Reihe von Brennkammern 30 gekoppelt. Die Brennkammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen (nicht gezeigt) an den Abgaskrümmer 36 gekoppelt. In der abgebildeten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 36 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann zum Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten gehören. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abwasser aus unterschiedlichen Brennkammern an unterschiedliche Stellen im Motorsystem geleitet wird.
In einer Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile elektronisch betätigt oder gesteuert werden. In einer anderen Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile über Nocken betätigt oder gesteuert werden. Unabhängig davon, ob eine elektronische Betätigung oder eine Betätigung über Nocken vorliegt, kann die zeitliche Abstimmung des Öffnens und Schließens des Auslass- und des Einlassventils, wie für die gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung erforderlich, angepasst werden.
Den Brennkammern 30 können über die Einspritzvorrichtung 66 ein oder mehrere Kraftstoffe wie etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Gemische, Diesel, Biodiesel, verdichtetes Erdgas usw. zugeführt werden. Der Kraftstoff kann den Brennkammern über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder eine beliebige Kombination davon zugeführt werden. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Fremdzündung und/oder Selbstzündung eingeleitet werden.
Wie in 1 gezeigt, kann Abgas aus einem oder mehreren Abgaskrümmerabschnitten zur Turbine 116 geleitet werden, um die Turbine anzutreiben. Der kombinierte Strom aus der Turbine und dem Wastegate strömt dann durch eine Emissionssteuervorrichtung 170. In einem Beispiel kann es sich bei der Emissionssteuervorrichtung 170 um einen Anspringkatalysator handeln. Im Allgemeinen ist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 170 dazu konfiguriert, den Abgasstrom katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge von einer oder mehreren Substanzen in dem Abgasstrom zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 170 dazu konfiguriert sein, NO_x aus dem Abgasstrom einzuschließen, wenn der Abgasstrom mager ist, und das eingeschlossene NO_x zu reduzieren, wenn der Abgasstrom fett ist. In anderen Beispielen kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 170 dazu konfiguriert sein, NO_x zu disproportionieren oder NO_x mithilfe eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren. In weiteren Beispielen kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 170 dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoff- und/oder Kohlenstoffmonoxidrückstände im Abgasstrom zu oxidieren. Unterschiedliche Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung mit einer derartigen Funktionalität können in Washcoats oder an anderen Stellen in den Abgasnachbehandlungsstufen entweder separat oder gemeinsam angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Abgasnachbehandlungsstufen ein regenerierbares Rußfilter beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Rußpartikel im Abgasstrom einzufangen und zu oxidieren.
Ein Abgasrückführungs(AGR)-Zufuhrkanal 180 kann an den Abgaskanal 104 stromaufwärts der Turbine 116 gekoppelt sein, um dem Motoransaugkrümmer stromabwärts des Verdichters 114 eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) bereitzustellen. Ein AGR-Ventil 152 kann an der Verbindungsstelle des AGR-Kanals 180 und des Ansaugkanals 42 an den AGR-Kanal 180 gekoppelt sein. Das AGR-Ventil 152 kann geöffnet werden, um eine gesteuerte Menge an Abgas für eine gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung zum Verdichterauslass einzulassen. Das AGR-Ventil 152 kann als ein stufenlos verstellbares Ventil oder als ein Auf/Zu-Ventil konfiguriert sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Motorsystem einen Niederdruck-AGR(ND-AGR)-Strömungsweg beinhalten, wobei Abgas von stromabwärts der Turbine 116 angesaugt und stromaufwärts des Verdichters 114 zu dem Motoransaugkrümmer rückgeführt wird.
Ein oder mehrere Sensoren können an den AGR-Kanal 180 gekoppelt sein, um Details hinsichtlich der Zusammensetzung und der Bedingungen der AGR bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein, um eine Temperatur der AGR zu bestimmen, kann ein Drucksensor bereitgestellt sein, um einen Druck der AGR zu bestimmen, kann ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt sein, um eine Feuchtigkeit oder einen Wassergehalt der AGR zu bestimmen, und kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor bereitgestellt sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der AGR zu schätzen. Alternativ können AGR-Bedingungen durch den einen oder die mehreren Temperatur-, Druck-, Feuchtigkeits- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren abgeleitet werden, die an den Verdichtereinlass gekoppelt sind.
Eine Vielzahl von Sensoren, einschließlich eines Abgastemperatursensors 128, einer Abgaslambdasonde, eines Abgasstromsensors und eines Abgasdrucksensors 129, kann an den Hauptabgaskanal 104 gekoppelt sein. Bei der Lambdasonde kann es sich um lineare Lambdasonden oder UEGO-Sonden (universal or wide-range exhaust gas oxygen sensors - Breitband- oder Weitbereichslambdasonden), Zweizustands-Lambdasonden oder EGO-, HEGO- (beheizte EGO-), NOx-, HC- oder CO-Sonden handeln.
Das Motorsystem 100 kann ferner das Steuersystem 14 beinhalten. Es wird gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 18 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 den stromaufwärts der Turbine 116 angeordneten Abgassensor 126, den MAP-Sensor 124, den Abgastemperatursensor 128, den Abgastemperatursensor 129, den Verdichtereinlasstemperatursensor 55, den Verdichtereinlassdrucksensor 56, den Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor 57, den IAT-Sensor 51, einen Motorkühlmitteltemperatursensor und einen AGR-Sensor beinhalten. Weitere Sensoren, wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Stellen im Motorsystem 100 gekoppelt sein. Darüber hinaus können an die Außenseite des Fahrzeugsystems gekoppelte Sensoren, wie zum Beispiel der Regensensor (Windschutzscheibensensor) 130, zum Schätzen der Umgebungsluftfeuchtigkeit verwendet werden.
Zu den Aktoren 18 können zum Beispiel das Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters, die Drossel 20, der Aktor 155b des elektrischen Boosters, das AGR-Ventil 152, das Wastegate 92 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gehören. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung 12 kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und verschiedene Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf Grundlage darin programmierter Anweisungen oder eines darin programmierten Codes gemäß einer oder mehrerer Routinen auslösen. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 als Reaktion auf eine Bedingung mit über einem Schwellenwert liegender Umgebungsluftfeuchtigkeit, wie auf der Grundlage der Eingabe von dem Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor 57 bestimmt, und eine unter einem Schwellenwert liegende Umgebungstemperatur, wie auf der Grundlage der Eingabe von dem IAT-Sensor 51 bestimmt, während einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung, in Erwartung eines Fahrzeugzündschlüsseleinschaltereignisses, ein Signal an jedes von dem Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters zum Betätigen des Ventils in eine geschlossene Position und dem Aktor 155b des Boosters zum Betätigen des elektrischen Boosters 155 senden, um verdichtete Luft über den Ansaugkrümmer zu leiten, um angesammeltes Kondensat aus dem Ansaugkrümmer zu entfernen.
Die Steuerung 12 kann zur direkten Kommunikation des Fahrzeugs 102 mit einer Netzwerk-Cloud 160 an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 156 gekoppelt sein. Mittels der drahtlosen Kommunikation 150 über die Vorrichtung 156 kann das Fahrzeug 102 Daten über aktuelle und/oder voraussichtliche Umgebungsbedingungen (wie zum Beispiel Umgebungsluftfeuchtigkeit, -temperatur, -druck usw.) von der Netzwerk-Cloud 160 abrufen. Bei Abschluss eines Fahrzyklus kann die Datenbank 13 innerhalb der Steuerung 12 mit Routeninformationen aktualisiert werden, einschließlich Fahrerverhaltensdaten, Motorbetriebsbedingungen, Datums- und Uhrzeitinformationen und Verkehrsinformationen. Des Weiteren kann die Steuerung in einigen Beispielen mit einem Motorfernstartempfänger (oder -sendeempfänger) in Kommunikation stehen, der drahtlose Signale von einem Schlüsselanhänger empfängt, der einen Fernstartknopf aufweist, wobei der Fernstartknopf durch einen Fahrzeugbediener von einem Standort aus betätigt wird, der von dem Fahrzeugstandort entfernt ist. In anderen Beispielen (nicht gezeigt) kann ein Motorfernstart über ein Mobiltelefon oder ein smartphonebasiertes System eingeleitet werden, bei dem das Mobiltelefon eines Benutzers Daten an einen Server sendet und der Server mit dem Fahrzeug kommuniziert, um den Motor zu starten.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 155 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 102 um ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n) handeln. In dem dargestellten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 102 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 46 mit den Fahrzeugrädern 155 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 156 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 156 zwischen der Kurbelwelle und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 156 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 46 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 156 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle mit bzw. von der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit bzw. von dem Getriebe 46 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 46 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise bei einem Bremsbetrieb elektrische Leistung zum Aufladen der Traktionsbatterie 58 bereitzustellen.
Auf diese Weise ermöglichen die Komponenten aus 1 ein System für ein Hybridfahrzeug, umfassend: ein Fahrzeug, eine elektrische Maschine, die an eine Batterie gekoppelt ist, zum Antreiben des Fahrzeugs, einen Motor, der einen oder mehrere Zylinder, einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer beinhaltet, einen Ansaugkanal, der einen Verdichter, einen Ladeluftkühler (CAC) stromabwärts des Verdichters und eine Ansaugdrossel stromabwärts des CAC beinhaltet, eine Leitung, die stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des CAC an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei die Leitung einen Elektromotor-betriebenen elektrischen Booster beinhaltet, ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters, das bei einer Verbindungsstelle des Ansaugkanals und der Leitung gekoppelt ist, ein Gaspedal zum Empfangen eines Bedienerdrehmomentbedarfs, einen oder mehrere Sensoren, einschließlich eines Umgebungsluftfeuchtigkeitssensors und eines Ansauglufttemperatursensors, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, und eines Regensensors, der an einen Scheibenwischer des Fahrzeugs gekoppelt ist, einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des Verdichters an den Ansaugkrümmer koppelt, wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil beinhaltet. Das System beinhaltet ferner eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus, wobei der Motor mit Kraftstoff gedreht wird und eine Leistung des elektrischen Boosters auf der Grundlage eines Drehmomentbedarfs angepasst wird, und Betreiben des Motors in einem zweiten Modus, wobei der Motor ohne Kraftstoff gedreht wird und die Leistung des elektrischen Boosters mindestens auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit angepasst wird.
2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200, das umgesetzt werden kann, um Feuchtigkeit, die sich in Motorkomponenten angesammelt hat, während einer Motorbedingung ohne Verbrennung zu entfernen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren anzupassen.
Bei 202 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob das Fahrzeug in Betrieb ist (angetrieben wird). Es kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug betriebsbereit ist, wenn sich das Fahrzeug in einer Zündschlüsseleinschaltbedingung befindet. In einem Beispiel kann bestimmt werden, ob das Fahrzeug unter Verwendung von Motordrehmoment und Elektromotordrehmoment angetrieben wird. In einem weiteren Beispiel kann bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug im Leerlaufstopp befindet oder in einer Schubabschaltungsbedingung betrieben wird. Daher kann der Motor während des Fahrzeugbetriebs Kraftstoff und Luft verbrennen oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug betrieben wird, beinhaltet die Routine 206 das Bestimmen, ob sich der Motor in einer Bedingung ohne Verbrennung befindet. Eine Motorbedingung ohne Verbrennung kann eine Leerlaufstoppbedingung des Motors, eine Schubabschaltungs(Deceleration Fuel Shut-Off - DFSO)-Bedingung und ein Motorabschaltereignis beinhalten. Beispielsweise kann die Motorverbrennung ausgesetzt werden, wenn eine oder mehrere Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind. Als ein Beispiel können Leerlaufstoppbedingungen eines Motors einen Motorleerlauf für eine über einem Schwellenwert liegende Dauer (wie z. B. an einer Ampel), einen über einem Schwellenwert (wie z. B. zu zumindest mehr als 30 % geladen) liegenden Ladezustand (State of Charge - SOC) der an die elektrische Maschine gekoppelten Batterie, dass die Klimaanlage keine Anforderung zum Neustart des Motors ausgibt (was angefordert werden kann, wenn Klimatisierung erwünscht ist) beinhalten. Ferner kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert (z. B. 3 mph) liegt, ein Leerlaufstopp des Motors auch dann angefordert werden, wenn das Fahrzeug nicht im Ruhezustand ist. Weiterhin kann vor einem Leerlaufstopp des Motors eine an den Abgaskrümmer des Motors gekoppelte Emissionssteuervorrichtung analysiert werden, um zu bestimmen, dass keine Anforderung für einen Motorneustart erfolgt ist.
Als ein anderes Beispiel kann während einer DFSO-Bedingung die Kraftstoffeinspritzung in die Motorzylinder ausgesetzt werden, während die Zylinderventile weiterhin betrieben werden und Luft durch den Zylinder pumpen und sich der Motor weiterhin dreht. In einem Beispiel kann die DFSO-Bedingung als Reaktion auf ein Loslassen des Gaspedals (d. h., wenn der Bediener ein Gaspedal freigegeben und eine Drehmomentverringerung angefordert hat) vorliegen, wie zum Beispiel dann, wenn sich das Fahrzeug im Schubbetrieb befinden kann.
Als noch ein anderes Beispiel kann der Motor keine Verbrennung durchführen und abgeschaltet gehalten werden, wenn das Fahrzeug nur unter Verwendung von Elektromotordrehmoment von einer elektrischen Maschine (wie zum Beispiel der elektrischen Maschine 52 in 1) des Hybridelektrofahrzeugs (hybrid electric vehicle - HEV) angetrieben wird. Das Fahrzeug kann durch ein Elektromotordrehmoment während Bedingungen mit unter einem Schwellenwert liegender Motorlast und über einem Schwellenwert liegendem SOC der Batterie der elektrischen Maschine angetrieben werden. Die Schwellenmotorlast kann auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen, einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeit und Batterie-SOC, kalibriert werden. Der Schwellen-SOC kann einer Mindestmotorleistung entsprechen, die zum Antreiben des Fahrzeugs erwünscht ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor Kraftstoff in den Motorzylindern verbrennt, kann bei 208 der aktuelle Motorbetrieb beibehalten werden und kann ein elektrischer Booster (wie zum Beispiel der elektrische Booster 155 aus 1) je nach Bedarf betrieben werden, um Aufladeunterstützung während eines erhöhten Drehmomentbedarfs bereitzustellen. Der elektrische Booster kann an eine Leitung parallel zu einem Ansaugkanal gekoppelt sein, wobei die Leitung stromabwärts eines Ansaugverdichters und stromaufwärts eines Ladeluftkühlers an den Ansaugkanal gekoppelt ist. Während Bedingungen, bei welchen der Aufladedruck, der durch das Betreiben des Turboladers bereitgestellt wird (wie zum Beispiel Ansaugverdichter 114 und Abgasturbine 116 aus 1), unter einem gewünschten Aufladedruck liegt, kann der elektrische Booster unter Verwendung von Energie aus einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung (wie zum Beispiel Energiespeichervorrichtung 250 in 1) betrieben werden, um die gewünschte Aufladung bereitzustellen. Die Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters können auf der Grundlage der Drehzahl des Turboladers und des Drehmomentbedarfs, wie über einen Pedalpositionssensor geschätzt, angepasst werden. In einem Beispiel können die Drehzahl und die Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung des Drehmomentbedarfs und einer Verringerung der Drehzahl des Turboladers erhöht sein. In einem weiteren Beispiel können die Drehzahl und die Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Verringerung des Drehmomentbedarfs und einer Erhöhung der Drehzahl des Turboladers verringert sein.
Wenn es bestimmt wird, dass sich der Motor in einer Bedingung ohne Verbrennung befindet, können bei 210 aktuelle Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Dazu können zum Beispiel der Bedienerdrehmomentbedarf, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motortemperatur, die Abgastemperatur, der Krümmerdruck, der Krümmerluftstrom, der Batterieladezustand usw. gehören. Darüber hinaus können Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungsluftfeuchtigkeit, Temperatur und Luftdruck, geschätzt werden. In einem Beispiel kann die Umgebungsluftfeuchtigkeit über eines oder mehrere von einem Ansaugluftfeuchtigkeitssensor (wie zum Beispiel dem Luftfeuchtigkeitssensor 57 in 1) und einem Windschutzscheibenluftfeuchtigkeitssensor (wie zum Beispiel dem Regensensor 130 in 1) gemessen werden. Umgebungsluftfeuchtigkeitsbedingungen an einem aktuellen Fahrzeugstandort können aus Wetterdaten erhalten werden, die von einem externen Netzwerk (wie zum Beispiel der Netzwerk-Cloud 160 in 1) abgerufen werden, das mit dem Fahrzeug über drahtlose Kommunikation (wie zum Beispiel die drahtlose Kommunikation 150 in 2) gekoppelt ist.
Bei 212 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt. Die Steuerung kann die Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit auf Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibrieren. Die geschätzte Taupunkttemperatur kann auf einer gemessenen Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Motoransaugkrümmertemperatur basieren. Die Steuerung kann die Taupunkttemperatur auf Grundlage einer Berechnung unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmen, wobei die Eingabe sowohl die Umgebungsluftfeuchtigkeit als auch die Motoransaugkrümmertemperatur ist und die Ausgabe die Taupunkttemperatur ist. Die Steuerung kann die Motoransaugkrümmertemperatur auf Grundlage einer Eingabe von einem Ansauglufttemperatursensor (wie zum Beispiel dem Ansaugtemperatursensor 51 in 1) und einem Motorkühlmitteltemperatursensor, der an ein Motorkühlmittelsystem gekoppelt ist, bestimmen. In einem Beispiel ist der Schwellenwert eine Schwellenwert ungleich null, wobei die Schwellenluftfeuchtigkeit einem Luftfeuchtigkeitsniveau entspricht, über welchem Feuchtigkeit aus der Luft im Motor, an Motorkomponenten kondensieren und sich darin ansammeln kann. In einem weiteren Beispiel beträgt das relative Schwellenluftfeuchtigkeitsniveau 50 %.
Wenn bestimmt wird, dass die aktuelle Umgebungsluftfeuchtigkeit unter der Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, kann abgeleitet werden, dass sich bei der unter dem Schwellenwert liegenden Umgebungsluftfeuchtigkeit wahrscheinlich kein Kondensat in den Motorkomponenten bilden wird. Daher kann bei 215 der aktuelle Fahrzeugbetrieb bei normalen Einstellungen ohne den Betrieb des elektrischen Boosters für die Entfernung von Kondensat aus den Motorkomponenten gehalten werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor nicht verbrennt, kann abgeleitet werden, dass die Motortemperatur unter die Taupunkttemperatur fallen kann (da Wärme von der Verbrennung an die Atmosphäre verloren geht) und Feuchtigkeit in der Luft, die über eine mindestens teilweise offene Ansaugdrossel in den Ansaugkrümmer eintritt, lokal beim Motoransaugkrümmer kondensieren kann. Während einer unter einem Schwellenwert liegenden Umgebungslufttemperatur, wie auf der Grundlage von Eingaben von einer Ansauglufttemperatur (wie zum Beispiel dem IAT-Sensor51 in 1) geschätzt, kann Feuchtigkeit in der Luft, die in den Ansaugkrümmer eintritt, ebenfalls bei dem Motoransaugkrümmer kondensieren. Feuchte Luft kann innerhalb des Motoransaugkrümmers und den Motorzylindern beim Abschalten des Motors eingeschlossen werden. Die Menge an eingeschlossener Luft kann von der Öffnung der Drossel und den Zylinderventilpositionen abhängig sein. Wenn der Motor abkühlt, kann Wasser aus der eingeschlossenen Luft an den Motorkomponenten kondensieren. Ferner kann aufgrund einer Verschlechterung des Ansaugkanals und/oder der Drossel eine Öffnung (wie z. B. eine Undichtigkeit) in einem Abschnitt des Ansaugkrümmers vorhanden sein, die eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugdrossel und der Atmosphäre ermöglicht. Über eine derartige Öffnung kann feuchte Luft in das Motorsystem eintreten, auch wenn der Motor nicht verbrennt, und eine Wasserlache kann sich im Ansaugkrümmer bilden. Wenn dabei auch ein oder mehrere Motorventile geöffnet sind (wie zum Beispiel aufgrund dessen, dass die Motorstoppposition während der Motorabschaltung eine Position ist, in der das Einlassventil oder das Auslassventil eines Zylinders geöffnet ist), kann feuchte Luft in die Motorzylinder eintreten. Die Temperatur der Zylinderwände kann sich während der Motorbedingung ohne Verbrennung ebenfalls verringern, da die Wärme, die während des Verbrennungsbetriebs erzeugt wird, an die Atmosphäre verloren geht, wodurch die Kondensation von Feuchtigkeit innerhalb der Motorzylinder ermöglicht wird.
Bei 214 kann die Steuerung ein Signal an einen Aktor, der an die Ansaugdrossel gekoppelt ist, zum Öffnen der Drossel in eine weit geöffnete Position senden, um zu gestatten, dass Umgebungsluft in den Motoransaugkrümmer eintritt, die dann unter Druck gesetzt und über den Motoransaugkrümmer, die Motorzylinder und den Motorabgaskrümmer geleitet werden kann, um jegliche angesammelte Feuchtigkeit zu entfernen. Die Steuerung kann ebenfalls ein Signal an einen Aktor, der an ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters gekoppelt ist, zum Betätigen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters in eine vollständig geschlossene Position senden. Durch das Schließen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters kann das gesamte Volumen der Luft, das über die Drossel in den Ansaugkanal eintritt, über den elektrischen Booster strömen, der zwischen einer ersten Leitung des elektrischen Boosters (wie zum Beispiel der ersten Leitung 159a in 1) und einer zweiten Leitung des elektrischen Boosters (wie zum Beispiel der zweiten Leitung 159b in 1), parallel zum Ansaugkanal, gekoppelt ist.
Bei 216 kann der elektrische Booster betrieben werden, um unter Druck stehende Luft über den Ansaugkrümmer strömen zu lassen, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktor des elektrischen Boosters (wie zum Beispiel den Aktor 155b in 1) zum Betätigen des elektrischen Boosters unter Verwendung von Energie aus der Energiespeichervorrichtung, die an den elektrischen Booster gekoppelt ist, senden. Da die Umgebungsluft, die über die weit geöffnete Drossel in den Ansaugkrümmer eintritt, durch den elektrischen Booster strömt, wird die Luft unter Druck gesetzt (verdichtet). Aufgrund der Druckbeaufschlagung der Luft kann sich die Temperatur der Luft erhöhen. Da die verdichtete Luft bei einer erhöhten Temperatur durch den Ansaugkrümmer strömt, kann die im Ansaugkrümmer kondensierte Feuchtigkeit verdampfen. Außerdem kann das Kondensat mit der strömenden Luft aus dem Ansaugkrümmer transportiert werden. Der Wasserdampf kann dann mit dem unter Druck stehenden Luftstrom aus dem Ansaugkrümmer entfernt werden. Die unter Druck stehende Luft kann ebenfalls jegliches Kondensat entfernen, das sich in einem Ladeluftkühler (CAC) angesammelt hat, der stromabwärts des elektrischen Boosters an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist. Auf diese Weise kann im Ansaugkrümmer kondensierte Feuchtigkeit entfernt werden, wodurch der Ansaugkrümmer vor einem anschließenden Motorverbrennungsereignis trocknet und die Wahrscheinlichkeit für die Wasseraufnahme während der Verbrennung reduziert wird.
Das Betreiben des elektrischen Boosters kann bei 217 das Anpassen einer Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur beinhalten. Die CAC-Kondensatkonzentration kann auf der Grundlage von einem oder mehreren von einer Dauer und Betriebsdrehzahl des Ansaugverdichters und des CAC vor einem Abschalten des Motors, der Umgebungsluftfeuchtigkeit und Motorbetriebsbedingungen, einschließlich der Motortemperatur unmittelbar vor dem Abschalten des Motors, geschätzt werden. Die Menge an aus den Motorkomponenten zu entfernender Feuchtigkeit kann direkt proportional zur Umgebungsluftfeuchtigkeit und der CAC-Kondensatkonzentration sein und die Menge an aus den Motorkomponenten zu entfernender Feuchtigkeit kann indirekt proportional zur Motortemperatur sein. Bei einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit über die Schwellenluftfeuchtigkeit ist eine Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts der Umgebungsluft vorhanden, was zu einer entsprechenden Erhöhung der Kondensatbildung in den Motorkomponenten führt. Während des Motorbetriebs kann die durch den Ansaugverdichter verdichtete Luft gekühlt werden, wenn sie über den CAC strömt. Während des Kühlens der Luft kann die Feuchtigkeit aus der verdichteten Luft kondensieren und ein Filter des CAC sättigen. Das Kondensat kann periodisch und/oder opportunistisch aus dem CAC entfernt werden, um die Wahrscheinlichkeit für die Wasseraufnahme in die Motorzylinder zu reduzieren. Die Motortemperatur kann unmittelbar nach dem Abschalten des Motors erhöht bleiben, wie zum Beispiel über der Taupunkttemperatur, und die erhöhte Temperatur kann die Wahrscheinlichkeit für die Bildung von Kondensat reduzieren.
Der Betrieb des elektrischen Boosters beinhaltet eine Drehzahl eines elektrisch betriebenen Verdichters und eine Betriebsdauer des elektrischen Boosters. Wenn sich die Drehzahl des Verdichters erhöht, kann eine größere Menge an Luft verdichtet und über den Ansaugkrümmer geleitet werden, wodurch die Entfernung einer größeren Menge an Feuchtigkeit aus dem Ansaugkrümmer erleichtert wird. Wenn sich die Betriebsdauer des Verdichters erhöht, kann der Prozess der Entfernung der Feuchtigkeit aus den Motorkomponenten verlängert sein, wodurch die Motorkomponenten in einem größeren Ausmaß trocknen. Die Steuerung kann eine Betriebsdrehzahl des Elektromotors, der den elektrischen Booster antreibt, und eine Betriebsdauer des Elektromotors auf der Grundlage von jedem von einer Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur bestimmen. In einem Beispiel kann die Betriebsdrehzahl des Elektromotors und/oder die Betriebsdauer des Elektromotors bei einer Erhöhung von einem oder mehreren von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit und der CAC-Kondensatkonzentration und einer Verringerung der Motortemperatur erhöht sein. In einem weiteren Beispiel kann die Betriebsdrehzahl des Elektromotors und/oder die Betriebsdauer des Elektromotors bei einer Verringerung von einem oder mehreren von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit und der CAC-Kondensatkonzentration und einer Erhöhung der Motortemperatur verringert sein. Die Steuerung kann jedes von der Betriebsdrehzahl des Elektromotors und der Betriebsdauer des Elektromotors auf der Grundlage einer Berechnung unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmen, wobei es sich bei jedem von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur um die Eingabe handelt und es sich bei der Betriebsdrehzahl des Elektromotors und der Betriebsdauer um die Ausgabe handelt. Die Steuerung kann ebenfalls eine logische Bestimmung (z. B. in Bezug auf eine Betriebsdrehzahl des Elektromotors und/oder die Betriebsdauer) auf der Grundlage von logischen Regeln treffen, die von jedem von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur abhängig sind. Die Steuerung kann dann ein Steuersignal erzeugen, das an den Aktor des elektrischen Boosters gesendet wird. Das Erhöhen beinhaltet das Befehlen eines Signals mit einem höheren Arbeitszyklus oder einer höheren Impulsbreite an den Aktor des elektrischen Boosters. Bei 218 beinhaltet die Routine das Drehen des Motors ohne Kraftstoff über eine elektrische Maschine (wie zum Beispiel die elektrisch Maschine 52 in 1) unter Verwendung von Elektromotordrehmoment. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktor des Elektromotors senden, um das Drehen des Motors bei einer Leerlaufdrehzahl, wie zum Beispiel bei oder um 400 rpm, zu starten. Aufgrund des niedrigen Drucks, der in den Brennkammern durch das Drehen des Motors erzeugt wird, kann die unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer über die Motorzylinder zum Abgaskanal geleitet werden. Die Luft kann in jeden Motorzylinder über das entsprechende Einlassventil eintreten und über das entsprechende Auslassventil aus dem Zylinder austreten. Da die unter Druck stehende Luft mit einer erhöhten Temperatur durch die Motorzylinder strömt, kann jegliche Feuchtigkeit, die innerhalb der Motorzylinder eingeschlossen ist, verdampft werden und gemeinsam mit dem Luftstrom entfernt werden, wodurch die Zylinder trocknen. Ferner kann das Drehen des Motors zu einem Reibungsenergieverlust führen, der in Wärmeenergie umgewandelt werden kann. Die Wärmeenergie kann die Entfernung der Feuchtigkeit aus den Motorzylindern weiter unterstützen. Nachdem sie durch die Motorzylinder geströmt ist, kann die unter Druck stehende Luft über den Abgaskanal und das Endrohr zur Atmosphäre geleitet werden. Da feuchte Luft über das Endrohr in den Abgaskanal eintritt, kann sich Feuchtigkeit im Abgaskanal ansammeln und in eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung eintreten. Bei einem anschließenden Motorstart kann es aufgrund der in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung angesammelten Feuchtigkeit länger dauern, bis die Abgasnachbehandlungsvorrichtung die Anspringtemperatur erreicht, was sich nachteilig auf die Emissionsqualität auswirkt. Während er durch den Abgaskanal strömt, kann die Feuchtigkeit, die sich im Abgaskanal angesammelt hat, gemeinsam mit dem Luftstrom ebenfalls zur Atmosphäre entfernt werden, wodurch der Abgaskanal und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung trocknen.
Während Bedingungen, wie zum Beispiel einem unter einem Schwellenwert liegenden Ladezustand der Batterie, welche die elektrische Maschine mit Leistung versorgt, die zum Drehen des Motors verwendet wird, kann der Motor womöglich nicht rotiert werden und kann eine alternative Route verwendet werden, um die unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer zum Abgaskanal strömen zu lassen. In einem Beispiel kann bei 219 ein Abgasrückführungs(AGR)-Ventil (wie zum Beispiel das AGR-Ventil 152 in 1), das an einen AGR-Kanal (wie zum Beispiel den AGR-Kanal 180 in 1) gekoppelt ist, der den Abgaskrümmer an den Ansaugkrümmer koppelt, geöffnet werden, um die unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskanal zu leiten. Da der AGR-Kanal stromabwärts des elektrischen Boosters und des CAC an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, kann die unter Druck stehende Luft, die aus dem elektrischen Booster austritt, über den AGR-Kanal zum Abgaskanal strömen. Da die unter Druck stehende Luft bei einer erhöhten Temperatur durch den Abgaskanal und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung strömt, die im Abgaskanal untergebracht ist, kann die Feuchtigkeit, die sich im Abgaskanal angesammelt hat, gemeinsam mit dem Luftstrom ebenfalls zur Atmosphäre entfernt werden, wodurch der Abgaskanal und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung trocknen. Auf diese Weise kann als Reaktion auf eine über einem Schwellenwert liegende Umgebungsluftfeuchtigkeit während einer Motorbedingung ohne Verbrennung ein AGR-Ventil geöffnet werden und kann ein elektrischer Ansaug-Booster betrieben werden, um verdichtete Luft über einen AGR-Kanal durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten, ohne den Motor zu drehen (mit oder ohne Kraftstoff).
In einem Beispiel kann der Motor ohne Kraftstoff rotiert werden, während das AGR-Ventil in einer offenen Position gehalten wird, um unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer über jeden von den Motorzylindern und dem AGR-Kanal zum Abgaskrümmer zu leiten.
Bei 220 kann der elektrische Booster weiter betrieben werden, bis eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit aus dem Ansaugkrümmer entfernt worden ist. Als ein Beispiel kann die Steuerung auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bestimmen, ob eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit entfernt worden ist. Es kann abgeleitet werden, dass eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit entfernt worden ist, wenn der elektrische Booster für eine spezifische Dauer betrieben worden ist und/oder wenn sich die Umgebungsluftfeuchtigkeit unter die Schwellenluftfeuchtigkeit verringert hat, derart, dass sich eine weitere Kondensation von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft reduzieren kann. Die spezifische Betriebsdauer des elektrischen Boosters wird bei Schritt 217 auf der Grundlage von jedem von einer Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur bestimmt. Die Steuerung kann auf der Grundlage der Motortemperatur ebenfalls bestimmen, ob ausreichend Feuchtigkeit aus dem Motorsystem entfernt worden ist. Daher, wenn die Verbrennung wiederaufgenommen wird, kann sich die Motortemperatur auf mehr als eine Schwellentemperatur erhöhen und bei der über dem Schwellenwert liegenden Motortemperatur kann die Feuchtigkeit, die sich im Ansaugkrümmer angesammelt hat, verdampfen, wodurch der Ansaugkrümmer trocknet. Die Schwellenmotortemperatur kann auf der Grundlage einer Taupunkttemperatur und des Siedepunkts von Wasser kalibriert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Betrieb des elektrischen Boosters für die Feuchtigkeitsentfernung beim Motorstart unterbrochen werden, und während Motorbetriebs kann der elektrische Booster opportunistisch für das Bereitstellen des gewünschten Aufladedrucks verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf Schritt 202, kann, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht betriebsbereit ist, abgeleitet werden, dass sich das Fahrzeug im Ruhezustand befindet und nicht unter Verwendung von Motordrehmoment und/oder Elektromotordrehmoment angetrieben wird. Wenn sich das Fahrzeug im Ruhezustand befindet, kann es in einer Motorausschaltbedingung geparkt sein. Die Motorkomponente kann unter die Taupunkttemperatur fallen und die in der Umgebungsluft enthaltene Feuchtigkeit kann auf den kühleren Motorkomponenten kondensieren. Beim nachfolgenden Motorbetrieb kann es aufgrund der Feuchtigkeit, die sich in den Motorkomponenten angesammelt hat, länger dauern, den Motor zu kurbeln, wodurch der Verlust von Batterieleistung steigt und das Fahrerlebnis ebenfalls nachteilig beeinflusst wird. Ferner kann die innerhalb des Ansaugkrümmers und der Zylinder angesammelte Feuchtigkeit aufgenommen werden, wenn der Motor betrieben wird und kann Motorfehlzündungen hervorrufen. Die Feuchtigkeit, die sich im Abgaskrümmer angesammelt hat, kann sich ebenfalls nachteilig auf die Emissionsqualität während eines nachfolgenden Motorstarts auswirken.
Daher kann bei 204 die Steuerung beim nächsten Einschalten durch den Zündschlüssel, in Erwartung eines Motorstarts, aus einem Schlafmodus erwachen (angeschaltet werden), um die Umgebungsluftfeuchtigkeit zu schätzen und um die Feuchtigkeit selektiv aus dem Motoransaug- und -abgaskrümmer zu entfernen. Die selektive Entfernung der Feuchtigkeit beinhaltet die Entfernung von Feuchtigkeit aus den Motorkomponente als Reaktion darauf, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt. Details des Feuchtigkeitsentfernungsverfahrens werden in 3 ausgearbeitet. Wenn bestimmt wird, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit unter der Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, kann abgeleitet werden, dass keine ausreichende Ansammlung von Kondensat in den Motorkomponenten vorhanden ist und die Entfernung der Feuchtigkeit unmittelbar vor dem anschließenden Motorstart nicht gewünscht sein kann.
Auf diese Weise kann der elektrische Booster im Motor als Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf über einem Schwellenwert liegt, während ein Verdichter betrieben wird, in einem ersten Modus betrieben werden und kann der elektrische Booster im Motor als Reaktion darauf, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, in einem zweiten Modus betrieben werden. Der Betrieb des elektrischen Boosters kann vom ersten Modus in den zweiten Modus als Reaktion auf jedes von einer Aussetzung der Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Motorzylinder, einer Verringerung der Motortemperatur unter eine Schwellentemperatur und einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit über eine Schwellenluftfeuchtigkeit übergehen, wobei jede der Schwellenluftfeuchtigkeit und der Schwellentemperatur auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert wird. Darüber hinaus können bei einem Motor (wie z. B. einem Dieselmotor), der mit Glühkerzen ausgestattet ist, während Motorbedingungen ohne Verbrennung als Reaktion auf über einem Schwellenwert liegende Luftfeuchtigkeitsbedingungen die Glühkerzen angeschaltet werden, um den Motoransaugkrümmer zu erwärmen. Durch das Erwärmen des Motoransaugkrümmers kann eine Verdunstung des angesammelten Kondensats beschleunigt und weitere Kondensatbildung reduziert werden.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Entfernen von Feuchtigkeit, die sich in Motorkomponenten eines stationären Fahrzeugs angesammelt hat, vor dem Einschalten des Fahrzeugs durch den Zündschlüssel während einer Bedingung mit über einem Schwellenwert liegender Umgebungsluftfeuchtigkeit. Das Verfahren 300 kann ein Teil des Verfahrens 200 sein und kann z. B. bei Schritt 210 des Verfahrens 200 ausgeführt werden.
Bei 302 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob ein Fahrzeugfernstart angefordert worden ist. Ein Fernstart kann als Reaktion auf ein Fahrzeugzündschlüsseleinschaltsignal bestätigt werden, das von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wird. In einem Beispiel kann der Bediener derart einen Motorfernstart anfordern, dass das Heizen der Fahrzeugkabine eingeleitet wird und die Kabine eine gewünschte Temperatur erreicht, bevor der Bediener in die Kabine eintritt und mit dem Fahren des Fahrzeugs beginnt. In einem weiteren Beispiel, wie zum Beispiel, wenn das Fahrzeug mindestens einige autonome Funktionen aufweist, kann als Reaktion auf eine Anforderung für einen Fahrzeugfernstart die elektrische Maschine betrieben werden, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen und kann das Fahrzeug dann unter Verwendung von Maschinendrehmoment und/oder Motordrehmoment angetrieben werden. In noch einem weiteren Beispiel kann ein Bediener eines autonomen Fahrzeugs den Fahrzeugbetrieb (Antrieb) von einem entfernten Standort aus unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikation einleiten. Das Fahrzeug kann kommunikativ an eine externe Quelle, wie zum Beispiel einen Schlüsselanhänger, ein Mobiltelefon oder ein Smartphone, gekoppelt sein, die über eine drahtlose Kommunikation für den Motorfernstart verwendet wird. Auf der Grundlage des Signals, das von der entfernen Quelle empfangen wird, kann die Steuerung den Motorstart bei einem angeforderten Zeitpunkt planen. Der Motorstartzeitpunkt kann auf der Grundlage der Fernstartanforderung bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Motor nach einer Dauer seit dem Empfang der Fernstartanforderung gestartet werden, wobei die Dauer auf der Kabinenheizanforderung sowie beliebigen anderen Hilfsanforderungen (z. B. Betrieb des Unterhaltungssystems, Betrieb des Navigationssystems) basiert, die vom Bediener empfangen werden (oder auf der Grundlage von Bedienereinstellungen vordefiniert sind).
Wenn bestimmt wird, dass kein Fahrzeugfernstart angefordert worden ist, kann bei 312 der Fahrverlauf von der Datenbank (wie zum Beispiel der Datenbank 13 in 1) abgerufen werden. Die Steuerung kann ebenfalls Datums-, Uhrzeit- und Standortinformationen (wie zum Beispiel Koordinaten des globalen Positionsbestimmungssystems) des Fahrzeugs von einer Netzwerk-Cloud (wie zum Beispiel der Netzwerk-Cloud 160 in 1) unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikation abrufen. In einem Beispiel, wenn das Fahrzeug bei einem ersten Standort (wie zum Beispiel einer Garage im Haus des Bedieners) geparkt ist, kann es auf der Grundlage des Fahrverlaufs bekannt sein, dass das Fahrzeug bei einer bestimmten Uhrzeit (z. B. um 8 Uhr morgens) vom ersten Standort zu einem zweiten Standort (z. B. zu einem Parkhaus beim Büro des Bedieners) an jedem Werktag der Woche betrieben wird und das Fahrzeug an den Wochenenden bei einer anderen Uhrzeit und zu einem anderen, dritten Standort betrieben werden kann. Wenn das Fahrzeug bei dem ersten Standort geparkt ist, kann die Steuerung vor einem tatsächlichen Motorstart auf der Grundlage des abgerufenen Fahrverlaufs, des Standorts des Fahrzeugs, der Datums- und Uhrzeitinformationen ein bevorstehendes Fahrzeugzündschlüsseleinschaltereignis und ein Motorstartereignis bei einer bestimmten Tageszeit vorhersagen.
Bei 314 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob ein Fahrzeugstart innerhalb eines Schwellenzeitraums erwartet wird. Die Schwellenzeit kann auf der Grundlage einer geschätzten Dauer bestimmt werden, die für die Entfernung von Feuchtigkeit benötigt wird, die sich in den Motorkomponenten angesammelt hat. Als ein Beispiel kann sich die Zeit, die für die Entfernung der angesammelten Feuchtigkeit benötigt wird, bei einer Erhöhung der Menge an Feuchtigkeit, die sich in den Motorkomponenten angesammelt hat, erhöhen. Die Steuerung kann die Zeit, die für die Entfernung der Feuchtigkeit benötigt wird, und folglich die Schwellenzeit auf der Grundlage von jedem von der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur bestimmen. Die Steuerung kann die Schwellenzeit auf der Grundlage einer Berechnung unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmen, wobei es sich bei jedem von der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur um die Eingabe handelt und es sich bei der Schwellenzeit um die Ausgabe handelt. Wenn die Dauer, die für die Entfernung der Feuchtigkeit benötigt wird, zum Beispiel 3 Minuten beträgt, kann die Schwellenzeit auf 4 Minuten eingestellt werden, derart, dass eine wesentliche Menge an Feuchtigkeit vor dem tatsächlichen Motorstart entfernt werden kann.
Wenn bestimmt wird, dass kein Fahrzeugstart innerhalb der Schwellenzeit erwartet wird, kann die Entfernung der Feuchtigkeit aus den Motorkomponenten verschoben werden und kann der elektrische Booster bei 316 in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden.
Wenn bestimmt wird, dass ein Fahrzeug innerhalb der Schwellenzeit erwartet wird, kann die Steuerung bei 304 vor dem tatsächlichen Motorstart ein Signal an einen Aktor, der an die Ansaugdrossel gekoppelt ist, zum Öffnen der Drossel in eine weit geöffnete Position senden, um zu gestatten, dass Umgebungsluft in den Motoransaugkrümmer eintritt, die unter Druck gesetzt und durch den Motoransaugkrümmer, die Motorzylinder und den Motorabgaskrümmer geleitet werden kann, um jegliche angesammelte Feuchtigkeit zu entfernen. Die Steuerung kann ebenfalls ein Signal an einen Aktor, der an ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters gekoppelt ist, zum Betätigen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters in eine vollständig geschlossene Position senden. Durch das Schließen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters kann das gesamte Volumen der Luft, das über die Drossel in den Ansaugkanal eintritt, über den elektrischen Booster zum CAC strömen. Wenn bei Schritt 302 bestimmt wird, dass ein Fahrzeugfernstart angefordert worden ist, kann die Routine ebenfalls direkt zu Schritt 304 übergehen.
Bei 306 kann der elektrische Booster betrieben werden, um unter Druck stehende Luft über den Ansaugkrümmer strömen zu lassen, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktor des elektrischen Boosters (wie zum Beispiel den Aktor 155b in 1) zum Betätigen des elektrischen Boosters unter Verwendung von Energie aus der Energiespeichervorrichtung, die an den elektrischen Booster gekoppelt ist, senden. Da die Umgebungsluft, die über die weit geöffnete Drossel in den Ansaugkrümmer eintritt, durch den elektrischen Booster strömt, wird die Luft unter Druck gesetzt (verdichtet) und kann sich die Temperatur der Luft erhöhen. Da die verdichtete Luft bei einer erhöhten Temperatur über den Ansaugkrümmer strömt, kann die im Ansaugkrümmer kondensierte Feuchtigkeit verdampfen. Der Wasserdampf kann dann mit dem unter Druck stehenden Luftstrom aus dem Ansaugkrümmer entfernt werden. Die unter Druck stehende Luft kann ebenfalls jegliches Kondensat entfernen, das sich in einem Ladeluftkühler (CAC) angesammelt hat, der stromabwärts des elektrischen Boosters an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist. Auf diese Weise kann im Ansaugkrümmer kondensierte Feuchtigkeit entfernt werden, wodurch der Ansaugkrümmer vor dem bevorstehenden Motorbetrieb trocknet, wodurch die Wahrscheinlichkeit für Wasseraufnahme während der Verbrennung reduziert wird.
Das Betreiben des elektrischen Boosters kann bei 307 das Anpassen des Betriebs des elektrischen Boosters auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur beinhalten. Die Menge an aus den Motorkomponenten zu entfernender Feuchtigkeit kann direkt proportional zur Umgebungsluftfeuchtigkeit und der CAC-Kondensatkonzentration sein und die Menge an aus den Motorkomponenten zu entfernender Feuchtigkeit kann indirekt proportional zur Motortemperatur sein.
Der Betrieb des elektrischen Boosters beinhaltet eine Drehzahl des elektrischen Boosters und eine Betriebsdauer des elektrischen Boosters. Die Steuerung kann eine Betriebsdrehzahl des Elektromotors, der den elektrischen Booster antreibt, und eine Betriebsdauer des Elektromotors auf der Grundlage von jedem von einer Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Umgebungstemperatur bestimmen. In einem Beispiel kann die Betriebsdrehzahl des Elektromotors und/oder die Betriebsdauer des Elektromotors bei einer Erhöhung von einem oder mehreren von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit und der CAC-Kondensatkonzentration und einer Verringerung der Umgebungstemperatur erhöht sein. Die Steuerung kann jedes von der Betriebsdrehzahl des Elektromotors und der Betriebsdauer des Elektromotors auf der Grundlage einer Berechnung unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmen, wobei es sich bei jedem von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Umgebungstemperatur um die Eingabe handelt und es sich bei der Betriebsdrehzahl des Elektromotors und der Betriebsdauer um die Ausgabe handelt. Die Steuerung kann ebenfalls eine logische Bestimmung (z. B. in Bezug auf eine Betriebsdrehzahl des Elektromotors und/oder die Betriebsdauer) auf der Grundlage von logischen Regeln treffen, die von jedem von der Differenz zwischen der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Umgebungstemperatur abhängig sind. Die Steuerung kann dann ein Steuersignal erzeugen, das an den Aktor des elektrischen Boosters gesendet wird.
Bei 308 beinhaltet die Routine das Drehen des Motors ohne Kraftstoff über eine elektrische Maschine (wie zum Beispiel die elektrisch Maschine 52 in 1) unter Verwendung von Elektromotordrehmoment. Die Steuerung kann ein Signal an den Aktor des Elektromotors senden, um das Drehen des Motors bei einer Leerlaufdrehzahl, wie zum Beispiel bei oder um 400 rpm, zu starten. Aufgrund des niedrigeren Drucks, der durch das Drehen des Motors erzeugt wird, kann die unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer über die Motorzylinder zum Abgaskanal geleitet werden. Die Luft kann über die entsprechenden Einlassventile in die Motorzylinder eintreten und über die entsprechenden Auslassventile aus den Zylindern austreten. Da die unter Druck stehende Luft mit einer erhöhten Temperatur durch die Motorzylinder strömt, kann jegliche Feuchtigkeit, die innerhalb der Motorzylinder eingeschlossen ist, verdampft werden und gemeinsam mit dem Luftstrom entfernt werden, wodurch die Zylinder trocknen. Nachdem sie durch die Motorzylinder geströmt ist, kann die unter Druck stehende Luft über den Abgaskanal und das Endrohr zur Atmosphäre geleitet werden. Während er durch den Abgaskanal strömt, kann die Feuchtigkeit, die sich im Abgaskanal angesammelt hat, gemeinsam mit dem Luftstrom ebenfalls zur Atmosphäre entfernt werden, wodurch der Abgaskanal und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung trocknen. In einem Beispiel kann ein Abgasrückführungs(AGR)-Ventil (wie zum Beispiel das AGR-Ventil 152 in 1), das an einen AGR-Kanal (wie zum Beispiel den AGR-Kanal 180 in 1) gekoppelt ist, geöffnet werden, um die unter Druck stehende Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskanal zu leiten.
Bei 310 kann der elektrische Booster weiter betrieben werden, bis eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit aus dem Ansaugkrümmer entfernt worden ist. Als ein Beispiel kann die Steuerung auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bestimmen, ob eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit entfernt worden ist. Es kann abgeleitet werden, dass eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit entfernt worden ist, wenn der elektrische Booster für eine spezifische Dauer betrieben worden ist und/oder wenn sich die Umgebungsluftfeuchtigkeit unter die Schwellenluftfeuchtigkeit verringert hat, derart, dass sich eine weitere Kondensation von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft reduzieren kann. Die spezifische Betriebsdauer des elektrischen Boosters wird bei Schritt 307 auf der Grundlage von jedem von einer Umgebungsluftfeuchtigkeit, der CAC-Kondensatkonzentration und der Motortemperatur bestimmt. In einem Beispiel kann der Betrieb des elektrischen Boosters für die Feuchtigkeitsentfernung bis zum nächsten Motorstart fortgesetzt werden und nach dem Motorstart kann der elektrische Booster je nach Bedarf verwendet werden, um den gewünscht Aufladedruck bereitzustellen.
In einem Beispiel kann während Bedingungen, bei welchen eine größere Menge an Kondensat in den Motorkomponenten vorhanden ist (wie zum Beispiel während Bedingungen mit einer höheren Umgebungsluftfeuchtigkeit, Regenschauern) eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit nicht vor dem Motorstart entfernt worden sein. Die übrige Menge an Feuchtigkeit, die nicht vor dem Motorstart entfernt werden konnte, kann durch das Betreiben des elektrischen Boosters während einer unmittelbar folgenden Motorbedingung ohne Verbrennung, wie zum Beispiel einer Schubabschaltungs(DFSO)-Bedingung, entfernt werden.
Das Verfahren 300 kann bei Bedingungen mit einer über einem Schwellenwert liegenden Luftfeuchtigkeit unabhängig von der tatsächlichen Feuchtigkeitsansammlung in den Motorkomponenten ausgeführt werden. Die Entfernung der Feuchtigkeit kann präventiv ausgeführt werden, um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen, die sich in den Motorkomponenten während der Fahrzeugausschaltbedingung angesammelt haben kann. Die präventive Entfernung der Feuchtigkeit kann ebenfalls ausgeführt werden, um jegliches Kondensat zu entfernen, das sich in den Motorkomponenten während der Zeit ausbilden kann, bei welcher der Motor gekurbelt wird, bevor mit dem Verbrennen von Kraftstoff begonnen wird. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug bei einer Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert betrieben werden; und als Reaktion auf die über dem von null verschiedenen Schwellenwert liegende Luftfeuchtigkeit, wenn der Motor nicht verbrennt, kann der Motor ohne Kraftstoff rotiert (gedreht) werden und kann ein elektrischer Ansaug-Booster betrieben werden, um verdichtete Luft durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten, wodurch Kondensat von den Motorkomponenten entfernt wird, bevor die Kraftstoffverbrennung im Motor wiederaufgenommen wird.
4 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl 400, der den Betrieb eines elektrischen Boosters (elektrischer Booster) zum Entfernen von Wasser, das sich in Motorkomponenten angesammelt hat, veranschaulicht. Die Horizontale (x-Achse) bezeichnet die Zeit und die vertikalen Markierungen t1-t7 kennzeichnen signifikante Zeitpunkte in der Routine für den Betrieb des elektrischen Boosters.
Der erste Verlauf, Linie 402, zeigt eine Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit im Laufe der Zeit. Der zweite Verlauf, Linie 404, zeigt, ob der Motor mit oder ohne Kraftstoff betrieben wird. Der Motor kann mit Kraftstoff rotiert werden, wobei den Motorzylindern der Kraftstoff über Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bereitgestellt wird. Der Motor kann ebenfalls ohne Kraftstoff rotiert werden, wie zum Beispiel bei einer Verlangsamung oder über eine elektrische Maschine, die an das Hybridelektrofahrzeug (HEV) gekoppelt ist. Der dritte Verlauf, Linie 406, zeigt eine Position eines Gaspedals, die repräsentativ für einen Fahrerdrehmomentbedarf ist. Der vierte Verlauf, Linie 408, zeigt den Betrieb der elektrischen Maschine, die an das HEV gekoppelt ist. Die Maschine kann betrieben werden, um Elektromotordrehmoment zum Antreiben des HEV bereitzustellen. Der fünfte Verlauf, Linie 410, zeigt die Umgebungsluftfeuchtigkeit, wie auf der Grundlage einer Eingabe von einem Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor gemessen, der an den Motoransaugkrümmer gekoppelt ist. Die gestrichelte Linie 411 zeigt eine Schwellenluftfeuchtigkeit, über der Wasser aus der Luft an Motorkomponenten, einschließlich des Ansaugkrümmers, kondensieren kann. Der sechste Verlauf, Linie 412, zeigt eine Betriebsdrehzahl eines elektrischen Boosters (wie zum Beispiel des elektrischen Boosters 155 in 1), der an eine Leitung parallel zum Ansaugkrümmer stromabwärts eines Ansaugverdichters und stromaufwärts eines Ladeluftkühlers (CAC) gekoppelt ist. Der siebte Verlauf, Linie 414, zeigt eine Öffnung einer Ansaugdrossel. Der achte Verlauf, Linie 416, zeigt eine Öffnung eines Abgasrückführungs(AGR)-Ventils, das an einen AGR-Kanal gekoppelt ist, wobei ein Ende des AGR-Kanals stromabwärts von jedem von dem elektrischen Booster und dem CAC an den Ansaugkanal gekoppelt ist und das andere Ende des AGR-Kanals stromaufwärts der Abgasturbine an den Abgaskanal gekoppelt ist.
Vor Zeitpunkt t1 ist das Fahrzeug über den Zündschlüssel ausgeschaltet und im Ruhezustand und wird nicht durch Motordrehmoment oder Maschinendrehmoment angetrieben. Feuchtigkeit in der Luft, die bereits in den Motorkomponenten vor der unmittelbar vorhergehenden Motorabschaltung vorhanden ist, kann kondensieren und sich in den Motorkomponenten, einschließlich des Ansaugkrümmers, des Abgaskrümmers und der Motorzylinder, ansammeln. Da das Fahrzeug in einem Gebiet mit einer über einem Schwellenwert 411 liegenden Umgebungsluftfeuchtigkeit geparkt ist, kann feuchte Luft über das Endrohr in den Motorabgaskrümmer eintreten und an Motorkomponenten, einschließlich des Abgaskrümmers, kondensieren. Die Ansaugdrossel und das AGR-Ventil werden in im Wesentlichen geschlossenen Positionen gehalten.
Bei Zeitpunkt t1 empfängt die Steuerung eine Fernstartanforderung. Insbesondere empfängt die Steuerung ein Signal von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs, welche den Fahrzeugstart bei Zeitpunkt t2 anfordert. Als Reaktion auf das Planen des Fahrzeugzündschlüsseleinschaltereignisses bei Zeitpunkt t1 sendet die Steuerung ein Signal an einen Aktor, der an den elektrischen Booster gekoppelt ist, um den elektrischen Booster zu betreiben und unter Druck stehende Luft durch den Ansaugkrümmer strömen zu lassen. Die Steuerung kann ebenfalls die Ansaugdrossel in eine weit geöffnete Position betätigen, um zu gestatten, dass Umgebungsluft durch den elektrischen Booster und in den Ansaugkrümmer strömt. Bei dem elektrischen Booster wird die Umgebungsluft, die eingesaugt wird, unter Druck gesetzt und es findet eine Erhöhung der Ladelufttemperatur statt. Die unter Druck stehende Luft mit der erhöhten Temperatur strömt durch den Ansaugkrümmer, einschließlich des CAC, wodurch die angesammelte Feuchtigkeit aus dem Ansaugkrümmer und dem CAC verdampft. Die Steuerung sendet bei t1 ebenfalls ein Signal an die elektrische Maschine, um den Motor ohne Kraftstoff zu rotieren. Da der Motor rotiert wird, wird die verdichtete Luft zusammen mit der angesammelten Feuchtigkeit aus dem Ansaugkrümmer über die Motorzylinder zum Abgaskrümmer geleitet. Feuchtigkeit, die sich in den Zylindern angesammelt hat, kann ebenfalls durch die verdichtete Luft entfernt werden, die durch den Motor strömt. Die verdichtete Luft strömt dann durch den Abgaskrümmer und verdampft und entfernt jegliche Feuchtigkeit, die sich im Abgaskanal angesammelt hat. Auf diese Weise wird der elektrische Booster zwischen Zeitpunkt t1 und t2 vor dem tatsächlichen Einschalten des Fahrzeugs durch den Zündschlüssel betrieben, um verdichtete Luft durch den Ansaugkrümmer, die Motorzylinder und den Abgaskrümmer strömen zu lassen, wodurch angesammelte Feuchtigkeit aus den Motorkomponenten über das Endrohr zur Atmosphäre entfernt wird. Durch das Entfernen der angesammelten Feuchtigkeit vor einem Motorstartereignis kann die Dauer des Kurbelns des Motors reduziert werden und kann die Wahrscheinlichkeit für Wasseraufnahme und Fälle von Fehlzündungen ebenfalls reduziert werden.
Bei Zeitpunkt t2 wird das Fahrzeug gestartet und wird der Motor mit Kraftstoff betrieben, um das Fahrzeug unter Verwendung von Motordrehmoment anzutreiben. Die Steuerung sendet ein Signal an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die an die Motorzylinder gekoppelt sind, um die Kraftstoffzufuhr für die Zylinder einzuleiten, und die Verbrennung von Luft und Kraftstoff wird aufgenommen. Die Steuerung leitet den Drehmomentbedarf auf der Grundlage der Gaspedalposition ab und zwischen Zeitpunkt t2 und t3 passt die Steuerung die Betriebsdrehzahl des elektrischen Boosters auf der Grundlage des Drehmomentbedarfs an (hier: Reduzierung), um den gewünschten Aufladedruck bereitzustellen. Die Steuerung sendet ebenfalls ein Signal an den Aktor, der an die Ansaugdrossel gekoppelt ist, um die Öffnung der Ansaugdrossel proportional zum Drehmomentbedarf anzupassen. Während der Motorbedingung mit Verbrennung kann zwischen Zeitpunkt t2 und t3, aufgrund der Wärme, die durch den Motorbetrieb produziert wird, auch wenn die Umgebungsluftfeuchtigkeit über dem Schwellenwert 411 liegt, keine Feuchtigkeit in den Motorkomponenten kondensieren. Da der Motor bei Zeitpunkt t2 mit Kraftstoff versorgt wird, setzt die Steuerung ebenfalls den Betrieb der elektrischen Maschine aus, da Elektromotorleistung nicht länger zum Rotieren des Motors ohne Kraftstoff benötigt wird.
Bei Zeitpunkt t3 wird als Reaktion auf eine Bedingung des Loslassens des Pedals eine Verringerung des Drehmomentbedarfs abgeleitet. Aufgrund des verringerten Drehmomentbedarfs sendet die Steuerung ein Signal an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, um die Kraftstoffzufuhr zu den Motorzylindern zu deaktivieren. Zwischen Zeitpunkt t3 und t4 wird das Fahrzeug unter einer Schubabschaltungs(DFSO)-Bedingung betrieben. Aufgrund der Aussetzung der Verbrennung wird nicht länger Wärme beim Motor erzeugt und kann sich die Motortemperatur unter die Taupunkttemperatur verringern.
Als Reaktion darauf, dass der Motor unter der verlängerten DFSO-Bedingung während der vorherrschenden Bedingung mit über einem Schwellenwert liegender Luftfeuchtigkeit betrieben wird, wird bei t4 abgeleitet, dass Wasser aus der Luft, die im Motoransaugkrümmer vorhanden ist, kondensieren und sich in den Motorkomponenten ansammeln kann.
Daher wird bei Zeitpunkt t4 die Öffnung der Ansaugdrossel hin zu einer weit geöffneten Position erhöht und wird die Drehzahl des elektrischen Boosters erhöht. Die durch den elektrischen Booster verdichtete Luft wird durch den Ansaugkrümmer geleitet, um jegliche angesammelte Feuchtigkeit zu entfernen. Bei Zeitpunkt t4 ist das AGR-Ventil vollständig offen, um zu gestatten, dass die verdichtete Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer strömt. Zwischen Zeitpunkt t3 und t4 strömt die verdichtete Luft durch jeden von dem Ansaugkrümmer, dem AGR-Kanal, dem Abgaskrümmer und entfernt Feuchtigkeit von jeder dieser Komponenten.
Da das Fahrzeug in eine Region gelangt mit noch höherer Luftfeuchtigkeit, wie zum Beispiel aufgrund von Regenschauern, gelangt, wird bei Zeitpunkt t5 abgeleitet, dass sich die Kondensatbildung in den Motorkomponenten während der vorherrschenden DFSO-Bedingung (Motor verbrennt nicht) verstärken kann. Daher wird bei Zeitpunkt t5 die Betriebsdrehzahl des elektrischen Boosters erhöht, um die Menge an unter Druck stehender Luft zu erhöhen, die durch die Motorkomponenten strömt. Zwischen Zeitpunkt t5 und t6 erhöht sich aufgrund der Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Boosters die Temperatur der verdichteten Luft, wodurch die Verdampfung und Entfernung des angesammelten Kondensats weiter erleichtert wird, wenn der Luftstrom durch den Ansaugkrümmer, den AGR-Kanal und den Abgaskrümmer strömt.
Bei Zeitpunkt t6 wird als Reaktion auf eine Änderung der Pedalposition eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs abgeleitet. Zwischen Zeitpunkt t6 und t7 wird der Motor nicht rotiert und wird das angeforderte Drehmoment durch das Betreiben der elektrischen Maschine bereitgestellt. Die Luftfeuchtigkeit ist weiterhin höher als das Niveau des Schwellenwerts 411 und der elektrische Booster wird weiterhin betrieben, um verdichtete Luft durch den Ansaugkrümmer, den AGR-Kanal und den Abgaskrümmer strömen zu lassen, um die angesammelte Feuchtigkeit zu entfernen.
Bei Zeitpunkt t7 gelangt das Fahrzeug in eine Region mit einer Luftfeuchtigkeit unter dem Schwellenwert 411 und es wird abgeleitet, dass die Kondensation von Feuchtigkeit in den Motorkomponenten nicht länger stattfinden kann. Als Reaktion auf eine Pedalbetätigung wird bei Zeitpunkt t6 ebenfalls eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs abgeleitet und die Kraftstoffzufuhr zum Motor wird wiederaufgenommen. Nach Zeitpunkt t6 kann aufgrund der Wärme, die durch die Verbrennung erzeugt wird, jegliche übrige Feuchtigkeit im Ansaugkrümmer und Abgaskrümmer verdampfen, wodurch die Motorkomponenten trocknen.
Auf diese Weise kann durch das Betreiben des elektrischen Boosters vor einem tatsächlichen Motorstart Feuchtigkeit, die sich im Motoransaugkrümmer und im Abgaskrümmer angesammelt hat, entfernt werden, wodurch die Zeit für das Kurbeln des Motors reduziert und das Fahrerlebnis verbessert wird. Durch das Entfernen von Wasser aus dem Abgaskrümmer vor einem Motorstart kann das Erwärmen von Lambdasonden beschleunigt und kann Wasser, das auf die Lambdasonden spritzt, reduziert werden, wodurch die Genauigkeit der Messungen und die Emissionsqualität verbessert werden. Der technische Effekt des opportunistischen Verwendens des elektrischen Boosters zum Trockenen des Ansaugkrümmers während Motorbedingungen ohne Verbrennung besteht darin, dass während eines anschließenden Verbrennungsereignisses die Wahrscheinlichkeit für Wasseraufnahme in die Motorzylinder reduziert ist, wodurch die Fälle von Fehlzündungen reduziert werden. Im Allgemeinen kann durch das Trocknen des Ansaugkrümmers und des Abgaskrümmers während Motorbedingungen ohne Verbrennung die Verbrennungsstabilität erhöht werden und kann die Emissionsqualität während einer unmittelbar anschließenden Motorverbrennungsbedingung verbessert werden.
Ein beispielhaftes Motorverfahren für ein Hybridfahrzeug umfasst: Betreiben des Fahrzeugs bei über einem Schwellenwert liegender Umgebungsluftfeuchtigkeit und, als Reaktion darauf, dass die Luftfeuchtigkeit über dem Schwellenwert (ungleich null) liegt, Drehen eines Motors ohne Kraftstoff und Betreiben eines elektrischen Ansaug-Boosters, um verdichtete Luft durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel beinhaltet Drehen des Motors ohne Kraftstoff zusätzlich oder optional Drehen des Motors in eine Vorwärts- oder Standardrichtung während einer Motorbedingung ohne Verbrennung. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Motor zusätzlich oder optional in einem Fahrzeug gekoppelt und wobei die Motorbedingung ohne Verbrennung eins von einer Schubabschaltungsbedingung, einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung und Fahrzeugantrieb nur über Maschinendrehmoment beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Vorhersagen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Fahrverlaufs, der von einer bordeigenen Datenbank abgerufen wird, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den vorhergesagten Motorstart und vor einem tatsächlichen Motorstart geschieht. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Planen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Signals, das von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wurde, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den geplanten Motorstart geschieht. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der elektrische Booster zusätzlich oder optional an eine Leitung parallel zu einem Ansaugkanal gekoppelt, wobei die Leitung stromabwärts eines Ansaugverdichters und stromaufwärts eines Ladeluftkühlers an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei das Verfahren ferner Regulieren eines Luftstroms durch den elektrischen Booster über ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters umfasst, das stromabwärts des Ansaugverdichters an den Ansaugkanal gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Betreiben des elektrischen Boosters zusätzlich oder optional Schließen des Umgehungsventils zum Leiten einer Luftladung direkt in die Leitung während Anpassen einer Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer gemessenen Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit, wobei die Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert das Anpassen der Drehzahl und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters zusätzlich oder optional ferner auf einer Motortemperatur und einem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung von einem oder mehreren von der Differenz und dem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers erhöht, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung der Motortemperatur verringert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der elektrische Booster zusätzlich oder optional einen durch einen Elektromotor angetriebenen Verdichter und beinhaltet Anpassen der Drehzahl des elektrischen Boosters Anpassen einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors, wobei der Elektromotor über eine bordeigene Energiespeichervorrichtung betrieben wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, während Schließen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters, Betätigen einer Ansaugdrossel, die stromabwärts des Ladeluftkühlers gekoppelt ist, in eine weit geöffnete Position, um verdichtete Luft von dem elektrischen Booster in den Ansaugkrümmer zu leiten. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Motor zusätzlich oder optional einen Abgasrückführungskanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des elektrischen Boosters an den Ansaugkrümmer koppelt, und wobei Leiten der verdichteten Luft über den Ansaugkrümmer und den Abgaskrümmer ferner Öffnen eines Abgasrückführungsventils beinhaltet, das an den Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, um verdichtete Luft, die aus dem elektrischen Boosters austritt, zu dem Abgaskrümmer strömen zu lassen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die Umgebungsluftfeuchtigkeit zusätzlich oder optional über eins oder mehrere von einem Ansaugluftfeuchtigkeitssensor, einem Windschutzscheibenluftfeuchtigkeitssensor gemessen oder auf der Grundlage von Wetterdaten abgeleitet, einschließlich Umgebungsluftfeuchtigkeitsbedingungen, die von einem externen Netzwerk abgerufen werden, das mit dem Fahrzeug über drahtlose Kommunikation kommunikativ gekoppelt ist.
Ein weiteres beispielhaftes Motorverfahren umfasst: während einer Motorausschaltbedingung, Vorhersagen eines bevorstehenden Motoreinschaltereignisses auf der Grundlage des Fahrerverlaufs und als Reaktion darauf, dass das bevorstehende Motoreinschaltereignis stattfindet, während die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert liegt, vollständiges Öffnen einer Ansaugdrossel, Drehen eines Motors ohne Kraftstoff über einen Elektromotor und Drehen eines elektrischen Ansaug-Boosters über einen Aktor, um verdichtete Umgebungsluft durch jeden von einem Ansaugkrümmer, Motorzylindern und einem Abgaskrümmer des Motors für eine Dauer auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit zu leiten. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel wird der Fahrerverlauf zusätzlich oder optional von einer bordeigenen Datenbank abgerufen und wobei das Vorhersagen als Reaktion auf eine Fernzündschlüsseleinschaltanforderung geschieht, die von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die verdichtete Luft zusätzlich oder optional von dem elektrischen Booster zu dem Ansaugkrümmer nach dem Durchgang durch einen Ladeluftkühler geleitet und wobei die Dauer ferner auf der Motortemperatur und der Kondensatmenge basiert, die sich im Ladeluftkühler angesammelt hat, wobei die Dauer erhöht ist, wenn sich die Umgebungsluftfeuchtigkeit und die Kondensatmenge, die sich im Ladeluftkühler angesammelt hat, erhöhen, wobei die Dauer verringert ist, wenn sich die Motortemperatur erhöht. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Öffnen eines Abgasrückführungsventils, das an einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal gekoppelt ist, um mindestens einen Teil der verdichteten Umgebungsluft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer zu leiten, wobei der AGR-Kanal stromabwärts von jedem von dem Ladeluftkühler und dem elektrischen Booster gekoppelt ist.
In noch einem weiteren Beispiel umfasst ein Hybridfahrzeugsystem: ein Fahrzeug, eine elektrische Maschine, die an eine Batterie gekoppelt ist, zum Antreiben des Fahrzeugs, einen Motor, der einen oder mehrere Zylinder, einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer beinhaltet, einen Ansaugkanal, der einen Verdichter, einen Ladeluftkühler (CAC) stromabwärts des Verdichters und eine Ansaugdrossel stromabwärts des CAC beinhaltet, eine Leitung, die stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des CAC an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei die Leitung einen Elektromotor-betriebenen elektrischen Booster beinhaltet, ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters, das bei einer Verbindungsstelle des Ansaugkanals und der Leitung gekoppelt ist, ein Gaspedal zum Empfangen eines Bedienerdrehmomentbedarfs, einen oder mehrere Sensoren, einschließlich eines Umgebungsluftfeuchtigkeitssensors und eines Ansauglufttemperatursensors, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, und eines Regensensors, der an einen Scheibenwischer des Fahrzeugs gekoppelt ist, einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des Verdichters an den Ansaugkrümmer koppelt, wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil beinhaltet, und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus, wobei der Motor mit Kraftstoff gedreht wird und eine Leistung des elektrischen Boosters auf der Grundlage eines Drehmomentbedarfs angepasst wird; und Betreiben des Motors in einem zweiten Modus, wobei der Motor ohne Kraftstoff gedreht wird und die Leistung des elektrischen Boosters mindestens auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit angepasst wird. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional Anweisungen zum Betreiben des Motors im ersten Modus als Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf während des Betreibens des Verdichters über einem Schwellenwert liegt, und zum Betreiben des Motors im zweiten Modus als Reaktion darauf, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, wobei die Schwellenluftfeuchtigkeit in Abhängigkeit von einer Taupunkttemperatur kalibriert wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Betreiben im zweiten Modus zusätzlich oder optional Drehen des Motors ohne Kraftstoff während eines Schubabschaltungsereignisses und Öffnen des AGR-Ventils, wobei die Leistung des elektrischen Boosters während des Betriebs im zweiten Modus bei einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit erhöht ist, um verdichtete Luft zu dem Ansaugkrümmer, dem einen oder den mehreren Zylindern und dem Abgaskrümmer strömen zu lassen, wobei mindestens ein Teil der verdichteten Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer strömt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zum: Übergehen vom ersten Modus in den zweiten Modus als Reaktion auf jedes von einer Aussetzung der Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Motorzylinder, einer Verringerung der Motortemperatur unter eine Schwellentemperatur und einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit über eine Schwellenluftfeuchtigkeit, wobei jede der Schwellenluftfeuchtigkeit und der Schwellentemperatur auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert wird.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren für einen Motor eines Hybridfahrzeugs als Reaktion auf eine Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert Drehen eines Motors ohne Kraftstoff und Betreiben eines elektrischen Ansaug-Boosters, um verdichtete Luft durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet Drehen des Motors ohne Kraftstoff Drehen des Motors in eine Vorwärts- oder Standardrichtung während einer Motorbedingung ohne Verbrennung.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Motor in einem Fahrzeug gekoppelt und wobei die Motorbedingung ohne Verbrennung eins von einer Schubabschaltungsbedingung, einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung und Fahrzeugantrieb nur über Maschinendrehmoment beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Vorhersagen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Fahrverlaufs, der von einer bordeigenen Datenbank abgerufen wird, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den vorhergesagten Motorstart und vor einem tatsächlichen Motorstart geschieht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Planen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Signals, das von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wurde, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den geplanten Motorstart geschieht.
Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Booster an eine Leitung parallel zu einem Ansaugkanal gekoppelt, wobei die Leitung stromabwärts eines Ansaugverdichters und stromaufwärts eines Ladeluftkühlers an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei das Verfahren ferner Regulieren eines Luftstroms durch den elektrischen Booster über ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters umfasst, das stromabwärts des Ansaugverdichters an den Ansaugkanal gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet Betreiben des elektrischen Boosters Schließen des Umgehungsventils zum Leiten einer Luftladung direkt in die Leitung während Anpassen einer Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer gemessenen Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit, wobei die Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert ist.
Gemäß einer Ausführungsform basiert das Anpassen der Drehzahl und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters ferner auf einer Motortemperatur und einem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung von einem oder mehreren von der Differenz und dem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers erhöht, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung der Motortemperatur verringert.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der elektrische Booster einen durch einen Elektromotor angetriebenen Verdichter und beinhaltet Anpassen der Drehzahl des elektrischen Boosters Anpassen einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors, wobei der Elektromotor über eine bordeigene Energiespeichervorrichtung betrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch, während Schließen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters, Betätigen einer Ansaugdrossel, die stromabwärts des Ladeluftkühlers gekoppelt ist, in eine weit geöffnete Position, um verdichtete Luft von dem elektrischen Booster in den Ansaugkrümmer zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Motor einen Abgasrückführungskanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des elektrischen Boosters an den Ansaugkrümmer koppelt, und wobei Leiten der verdichteten Luft über den Ansaugkrümmer und den Abgaskrümmer ferner Öffnen eines Abgasrückführungsventils beinhaltet, das an den Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, um verdichtete Luft, die aus dem elektrischen Boosters austritt, zu dem Abgaskrümmer strömen zu lassen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Umgebungsluftfeuchtigkeit über eins oder mehrere von einem Ansaugluftfeuchtigkeitssensor, einem Windschutzscheibenluftfeuchtigkeitssensor gemessen oder auf der Grundlage von Wetterdaten abgeleitet, einschließlich Umgebungsluftfeuchtigkeitsbedingungen, die von einem externen Netzwerk abgerufen werden, das mit dem Fahrzeug über drahtlose Kommunikation kommunikativ gekoppelt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Fahrzeugverfahren, während einer Motorausschaltbedingung, Vorhersagen eines bevorstehenden Motoreinschaltereignisses auf der Grundlage des Fahrerverlaufs und als Reaktion darauf, dass das bevorstehende Motoreinschaltereignis stattfindet, während die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert liegt, vollständiges Öffnen einer Ansaugdrossel; Drehen eines Motors ohne Kraftstoff über einen Elektromotor und Drehen eines elektrischen Ansaug-Boosters über einen Aktor, um verdichtete Umgebungsluft durch jeden von einem Ansaugkrümmer, Motorzylindern und einem Abgaskrümmer des Motors für eine Dauer auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Fahrerverlauf von einer bordeigenen Datenbank abgerufen und wobei das Vorhersagen als Reaktion auf eine Fernzündschlüsseleinschaltanforderung geschieht, die von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird die verdichtete Luft von dem elektrischen Booster zu dem Ansaugkrümmer nach dem Durchgang durch einen Ladeluftkühler geleitet und wobei die Dauer ferner auf der Motortemperatur und der Kondensatmenge basiert, die sich im Ladeluftkühler angesammelt hat, wobei die Dauer erhöht ist, wenn sich die Umgebungsluftfeuchtigkeit und die Kondensatmenge, die sich im Ladeluftkühler angesammelt hat, erhöhen, wobei die Dauer verringert ist, wenn sich die Motortemperatur erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Öffnen eines Abgasrückführungsventils, das an einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal gekoppelt ist, um mindestens einen Teil der verdichteten Umgebungsluft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer zu leiten, wobei der AGR-Kanal stromabwärts von jedem von dem Ladeluftkühler und dem elektrischen Booster gekoppelt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridfahrzeugsystem bereitgestellt, aufweisend ein Fahrzeug; eine elektrische Maschine, die an eine Batterie gekoppelt ist, zum Antreiben des Fahrzeugs; einen Motor, der einen oder mehrere Zylinder, einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer beinhaltet; einen Ansaugkanal, der einen Verdichter, einen Ladeluftkühler (CAC) stromabwärts des Verdichters und eine Ansaugdrossel stromabwärts des CAC beinhaltet; eine Leitung, die stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des CAC an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei die Leitung einen Elektromotor-betriebenen elektrischen Booster beinhaltet; ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters, das bei einer Verbindungsstelle des Ansaugkanals und der Leitung gekoppelt ist; ein Gaspedal zum Empfangen eines Bedienerdrehmomentbedarfs; einen oder mehrere Sensoren, einschließlich eines Umgebungsluftfeuchtigkeitssensors und eines Ansauglufttemperatursensors, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, und eines Regensensors, der an einen Scheibenwischer des Fahrzeugs gekoppelt ist; einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des Verdichters an den Ansaugkrümmer koppelt, wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil beinhaltet; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus, wobei der Motor mit Kraftstoff gedreht wird und eine Leistung des elektrischen Boosters auf der Grundlage eines Drehmomentbedarfs angepasst wird; und Betreiben des Motors in einem zweiten Modus, wobei der Motor ohne Kraftstoff gedreht wird und die Leistung des elektrischen Boosters mindestens auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit angepasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung Anweisungen zum Betreiben des Motors im ersten Modus als Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf während des Betreibens des Verdichters über einem Schwellenwert liegt, und zum Betreiben des Motors im zweiten Modus als Reaktion darauf, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, wobei die Schwellenluftfeuchtigkeit in Abhängigkeit von einer Taupunkttemperatur kalibriert wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet Betreiben im zweiten Modus Drehen des Motors ohne Kraftstoff während eines Schubabschaltungsereignisses und Öffnen des AGR-Ventils, wobei die Leistung des elektrischen Boosters während des Betriebs im zweiten Modus bei einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit erhöht ist, um verdichtete Luft zu dem Ansaugkrümmer, dem einen oder den mehreren Zylindern und dem Abgaskrümmer strömen zu lassen, wobei mindestens ein Teil der verdichteten Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer strömt.
Gemäß einer Ausführungsform enthält die Steuerung weitere Anweisungen zum: Übergehen vom ersten Modus in den zweiten Modus als Reaktion auf jedes von einer Aussetzung der Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Motorzylinder, einer Verringerung der Motortemperatur unter eine Schwellentemperatur und einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit über eine Schwellenluftfeuchtigkeit, wobei jede der Schwellenluftfeuchtigkeit und der Schwellentemperatur auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20140100074 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Glugla et al. ein Verfahren zum Verstärken eines Luftstroms durch einen Ladeluftkühler (CAC) zum Spülen von Kondensat aus dem CAC [0003]

Claims

Verfahren für einen Motor eines Hybridfahrzeugs, umfassend: als Reaktion auf eine Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert, Drehen eines Motors ohne Kraftstoff und Betreiben eines elektrischen Ansaug-Boosters, um verdichtete Luft durch einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer des Motors zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Drehen des Motors ohne Kraftstoff Drehen des Motors in eine Vorwärts- oder Standardrichtung während einer Motorbedingung ohne Verbrennung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Motor in einem Fahrzeug gekoppelt ist und wobei die Motorbedingung ohne Verbrennung eins von einer Schubabschaltungsbedingung, einer Fahrzeugzündschlüsselausschaltbedingung und Fahrzeugantrieb nur über Maschinendrehmoment beinhaltet und wobei die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einen von einem Ansaugluftfeuchtigkeitssensor, einem Windschutzscheibenluftfeuchtigkeitssensor gemessen wird oder auf der Grundlage von Wetterdaten abgeleitet wird, einschließlich Umgebungsluftfeuchtigkeitsbedingungen, die von einem externen Netzwerk abgerufen werden, das über drahtlose Kommunikation kommunikativ an das Fahrzeug gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Vorhersagen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Fahrverlaufs, der von einer bordeigenen Datenbank abgerufen wird, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den vorhergesagten Motorstart und vor einem tatsächlichen Motorstart geschieht.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Planen eines Motorstarts auf der Grundlage eines Signals, das von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen wurde, und wobei das Drehen des Motors ohne Kraftstoff als Reaktion auf den geplanten Motorstart geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrische Booster an eine Leitung parallel zu einem Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei die Leitung stromabwärts eines Ansaugverdichters und stromaufwärts eines Ladeluftkühlers an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei das Verfahren ferner Regulieren eines Luftstroms durch den elektrischen Booster über ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters umfasst, das stromabwärts des Ansaugverdichters an den Ansaugkanal gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei Betreiben des elektrischen Boosters Schließen des Umgehungsventils zum Leiten einer Luftladung direkt in die Leitung während Anpassen einer Drehzahl und Betriebsdauer des elektrischen Boosters auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer gemessenen Umgebungsluftfeuchtigkeit und der Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit beinhaltet, wobei die Schwellenumgebungsluftfeuchtigkeit auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Anpassen der Drehzahl und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters ferner auf einer Motortemperatur und einem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers basiert, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung von einem oder mehreren von der Differenz und dem Kondensatfüllstand des Ladeluftkühlers erhöht, wobei sich jede der Drehzahl des elektrischen Boosters und der Betriebsdauer des elektrischen Boosters bei einer Erhöhung der Motortemperatur verringert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der elektrische Booster einen durch einen Elektromotor angetriebenen Verdichter beinhaltet und Anpassen der Drehzahl des elektrischen Boosters Anpassen einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors beinhaltet, wobei der Elektromotor über eine bordeigene Energiespeichervorrichtung betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, während Schließen des Umgehungsventils des elektrischen Boosters, Betätigen einer Ansaugdrossel, die stromabwärts des Ladeluftkühlers gekoppelt ist, in eine weit geöffnete Position, um verdichtete Luft von dem elektrischen Booster in den Ansaugkrümmer zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor einen Abgasrückführungskanal beinhaltet, der den Abgaskrümmer stromabwärts des elektrischen Boosters an den Ansaugkrümmer koppelt, und wobei Leiten der verdichteten Luft über den Ansaugkrümmer und den Abgaskrümmer ferner Öffnen eines Abgasrückführungsventils beinhaltet, das an den Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, um verdichtete Luft, die aus dem elektrischen Boosters austritt, zu dem Abgaskrümmer strömen zu lassen.
Hybridfahrzeugsystem, umfassend: ein Fahrzeug; eine elektrische Maschine, die an eine Batterie gekoppelt ist, zum Antreiben des Fahrzeugs; einen Motor, der einen oder mehrere Zylinder, einen Ansaugkrümmer und einen Abgaskrümmer beinhaltet; einen Ansaugkanal, der einen Verdichter, einen Ladeluftkühler (CAC) stromabwärts des Verdichters und eine Ansaugdrossel stromabwärts des CAC beinhaltet; eine Leitung, die stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des CAC an den Ansaugkanal gekoppelt ist, wobei die Leitung einen Elektromotor-betriebenen elektrischen Booster beinhaltet; ein Umgehungsventil des elektrischen Boosters, das bei einer Verbindungsstelle des Ansaugkanals und der Leitung gekoppelt ist; ein Gaspedal zum Empfangen eines Bedienerdrehmomentbedarfs; einen oder mehrere Sensoren, einschließlich eines Umgebungsluftfeuchtigkeitssensors und eines Ansauglufttemperatursensors, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, und eines Regensensors, der an einen Scheibenwischer des Fahrzeugs gekoppelt ist; einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal, der den Abgaskrümmer stromabwärts des Verdichters an den Ansaugkrümmer koppelt, wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil beinhaltet; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus, wobei der Motor mit Kraftstoff gedreht wird und eine Leistung des elektrischen Boosters auf der Grundlage eines Drehmomentbedarfs angepasst wird; und Betreiben des Motors in einem zweiten Modus, wobei der Motor ohne Kraftstoff gedreht wird und die Leistung des elektrischen Boosters mindestens auf der Grundlage der Umgebungsluftfeuchtigkeit angepasst wird.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung Anweisungen zum Betreiben des Motors im ersten Modus als Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf während des Betreibens des Verdichters über einem Schwellenwert liegt, und zum Betreiben des Motors im zweiten Modus als Reaktion darauf beinhaltet, dass die Umgebungsluftfeuchtigkeit über einer Schwellenluftfeuchtigkeit liegt, wobei die Schwellenluftfeuchtigkeit in Abhängigkeit von einer Taupunkttemperatur kalibriert wird.
System nach Anspruch 12, wobei Betreiben im zweiten Modus Drehen des Motors ohne Kraftstoff während eines Schubabschaltungsereignisses und Öffnen des AGR-Ventils beinhaltet, wobei die Leistung des elektrischen Boosters während des Betriebs im zweiten Modus bei einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit erhöht ist, um verdichtete Luft zu dem Ansaugkrümmer, dem einen oder den mehreren Zylindern und dem Abgaskrümmer strömen zu lassen, wobei mindestens ein Teil der verdichteten Luft vom Ansaugkrümmer über den AGR-Kanal zum Abgaskrümmer strömt.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung weitere Anweisungen enthält zum: Übergehen vom ersten Modus in den zweiten Modus als Reaktion auf jedes von einer Aussetzung der Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Motorzylinder, einer Verringerung der Motortemperatur unter eine Schwellentemperatur und einer Erhöhung der Umgebungsluftfeuchtigkeit über eine Schwellenluftfeuchtigkeit, wobei jede der Schwellenluftfeuchtigkeit und der Schwellentemperatur auf der Grundlage einer geschätzten Taupunkttemperatur kalibriert wird.