DE102019100025A1

DE102019100025A1 - Systeme und verfahren zur verbrennungsmotorkühlung während s/s-ereignissen

Info

Publication number: DE102019100025A1
Application number: DE102019100025.4A
Authority: DE
Inventors: Aed M. Dudar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2019-07-04
Also published as: US20190203630A1; CN109989818A; US10774725B2

Abstract

Es sind Verfahren und Systeme zum Reduzieren der Temperatur eines Verbrennungsmotors oder eines einzelnen Zylinders/von einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors bei Start-/Stopp-Ereignissen bereitgestellt, bei denen der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, und als Reaktion auf einen Verbrennungsmotorüberhitzungszustand. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Anschalten eines elektrischen Luftverdichters, um Kühlluftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren. Auf diese Weise kann ein einzelner Zylinder, der als überhitzt angegeben ist, effektiv gekühlt werden, ohne eine Methodik anzuwenden, die andernfalls den Verbrennungsmotor als Ganzes kühlen würde, wodurch Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors verhindert werden kann und Leistung einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung gespart werden kann.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Kühlen eines elektrisch angetriebenen Ansaugluftverdichters eines Fahrzeugs, um einen überhitzten Fahrzeugverbrennungsmotor zu kühlen.
Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
Fahrzeuge können ein Kühlmittelsystem beinhalten, das dazu konfiguriert ist, das Überhitzen eines Verbrennungsmotors durch das Übertragen der Wärme an die Umgebungsluft zu reduzieren. Darin zirkuliert Kühlmittel durch den Verbrennungsmotorblock, um Wärme vom heißen Verbrennungsmotor abzuführen, und das erwärmte Kühlmittel zirkuliert dann durch einen Autokühler nahe der Vorderseite des Fahrzeugs. Das erwärmte Kühlmittel kann zudem durch einen Wärmetauscher zirkulieren, um eine Fahrgastzelle zu heizen. Das Kühlmittelsystem kann verschiedene Komponenten, wie etwa verschiedene Ventile, Pumpen und einen oder mehrere Thermostate, beinhalten. Im Falle einer Verschlechterung des Kühlmittelsystems aufgrund einer Fehlfunktion einer Komponente (z. B. Verschlechterung einer Wasserpumpe) oder aufgrund des Austritts von Kühlmittel aus dem Kühlsystem (z. B. aufgrund eines Kühlmittellecks) kann sich der Verbrennungsmotor überhitzen. Das Überhitzen des Verbrennungsmotors kann bei Verbrennungsmotoren mit Turbolader und Direkteinspritzung, die dazu neigen, aufgrund der Aufladung und der höheren Lasten heiß zu laufen, verschlimmert werden.
Verschiedene Ansätze wurden entwickelt, um das Überhitzen des Verbrennungsmotors im Falle der Verschlechterung des Kühlmittelsystems anzugehen. Ein beispielhafter Ansatz, gezeigt durch Willard et al. im US-Patent mit der Nr. 9.217.379 , geht das Überhitzen des Verbrennungsmotors durch abwechselndes Abschalten der Kraftstoffzufuhr für einen oder mehrere Zylinder während des Aufrechterhaltens des Drehmomentbedarfs des Fahrzeugs durch die Zylinder mit Kraftstoffzufuhr an. Das Kühlen der Zylinder wird erreicht, wenn kalte nicht verbrannte Luft durch die Zylinder ohne Kraftstoffzufuhr strömt. In noch anderen Ansätzen wird die Kraftstoffzufuhr der Zylinder auf einer bankweisen Grundlage abgeschaltet, um die abgeschaltete Bank zu kühlen, während die aktive Bank weiterhin Drehmoment für den Fahrzeugantrieb erzeugt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben mögliche Probleme bei dem vorstehenden Ansatz erkannt. Als ein Beispiel können bei Verbrennungsmotoren, die mit Start-Stopp-(S/S-)Fähigkeiten konfiguriert sind, die Temperaturen unter der Motorhaube weiter steigen, auch wenn alle Zylinder abgeschaltet sind. Da das Fahrzeug statisch ist und sich nicht bewegt, kann sich der Verbrennungsmotor im Leerlaufstopp weiter überhitzen, auch wenn zusätzliche Kühlgebläse angeschaltet sind. Wenn der Verbrennungsmotor neugestartet wird, um den kühlenden Luftstrom zu erhöhen, kann der Kraftstoffeffizienzvorteil, der mit dem Start-Stopp-Betrieb assoziiert ist, beeinträchtigt werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Systeme und Verfahren entwickelt, um die vorstehend genannten Probleme mindestens teilweise zu lösen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Anschalten eines elektrischen Verdichters in einem Einlass eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, um während eines Start-/Stopp-Ereignisses, wenn der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, einen Luftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren. Auf diese Weise kann bei einem S/S-Ereignis für einen einzelnen Zylinder, der als überhitzt identifiziert ist, eine abmildernde Maßnahme ergriffen werden, die Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors aufgrund des einzelnen überhitzten Zylinders verhindern oder reduzieren kann.
In einem Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren ferner das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders mit sowohl einem Einlassventil als auch einem Auslassventil des ersten einzelnen Zylinders in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten. Indem der erste einzelne Zylinder derart positioniert wird, kann der erste einzelne Zylinder während des S/S-Ereignisses effizient gekühlt werden.
Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese allein für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
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 werden. 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 oben oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Fahrzeugsystem, das ein Verbrennungsmotorsystem beinhaltet.
2 zeigt schematisch einen einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotorsystems aus 1.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zur Auswahl, ob ein Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders oder ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll, als Reaktion auf eine Angabe eines Verbrennungsmotorüberhitzungszustands.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs aus 3.
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders aus 3.
6 zeigt eine beispielhafte Zeitleiste zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders, der in 5 detailliert ist.
7 zeigt eine beispielhafte Zeitleiste zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs, der in 4 detailliert ist.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Reduzieren der Temperatur eines Verbrennungsmotors oder von (einem) einzelnen Verbrennungsmotozylinder(n) unter Bedingungen, bei denen angegeben ist, dass sich der Verbrennungsmotor oder (der) einzelne Verbrennungsmotorzylinder in einem Überhitzungszustand befindet/befinden. Insbesondere betreffen die Systeme und Verfahren das Reduzieren der Temperatur eines Verbrennungsmotors oder eines einzelnen Zylinders/von einzelnen Zylindern bei S/S-Ereignissen, bei denen der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, aber bei denen Verbrennungsmotortemperaturen weiter steigen können, wenn keine abmildernden Maßnahmen ergriffen werden, um einen derartigen Vorfall zu verhindern. Die Systeme und Verfahren gelten daher für Fahrzeuge, die mit S/S-Fähigkeiten ausgestattet sind, wie zum Beispiel das bei 1 dargestellte Fahrzeugsystem. Ferner betreffen die hier erörterten Systeme und Verfahren das Kühlen des Verbrennungsmotors und/oder von Zylindern über einen elektrischen Booster, hier auch als elektrischer Verdichter oder elektrischer Luftverdichter bezeichnet, der stromaufwärts des Verbrennungsmotors in dem Verbrennungsmotorsystem positioniert ist, wie bei 1 veranschaulicht. Um den Vorgang der Kühlung des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders durchzuführen, kann der Verbrennungsmotor derart gesteuert werden, dass der zur Kühlung ausgewählte Zylinder derart positioniert sein kann, dass sein Einlass- und Auslassventil zumindest teilweise offen sind, sodass das Führen von Luft von dem elektrischen Booster durch den ausgewählten Zylinder strömen kann, aber verhindert werden kann, dass sie durch übrige Verbrennungsmotorzylinder strömt. Entsprechend stellt 2 eine Veranschaulichung eines Zylinders dar, der mit dualer unabhängiger variabler Doppelnockenansteuerung (twin independent variable cam timing - tiVCT) ausgestattet ist, die ein derartiges Verfahren ermöglichen kann. 3 stellt ein Verfahren zum Bestimmen dar, ob ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang oder ein Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders durchgeführt werden soll, abhängig davon, ob der Verbrennungsmotorüberhitzungszustand auf einen einzelnen Zylinder oder Zylinder beschränkt ist oder ob der Überhitzungszustand das Verbrennungsmotorsystem als Ganzes betrifft. Entsprechend stellt 4 ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs dar, der das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr und Leiten von verdichteter Luft durch den Verbrennungsmotor über den elektrischen Booster, um ihn zu kühlen, beinhalten kann. Alternativ stellt 5 ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen des Einzelverbrennungsmotorkühlvorgangs dar, der wie erörtert das Leiten von verdichteter Luft durch den zur Kühlung ausgewählten Zylinder über den elektrischen Booster beinhaltet. 6 stellt eine beispielhafte Zeitachse zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders gemäß dem Verfahren aus 5 dar und 7 stellt eine beispielhafte Zeitachse zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs gemäß dem Verfahren aus 4 dar.
Es wird nun auf die Figuren Bezug genommen, in denen 1 eine schematische Ansicht 101 eines Fahrzeugsystems 102 mit einem beispielhaften Verbrennungsmotorsystem 100, das einen Verbrennungsmotor 10 beinhaltet, zeigt. Der Verbrennungsmotor 10 beinhaltet ein Verbrennungsmotorlufteinlasssystem 162 und ein Verbrennungsmotorabgassystem 163. In einem Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem 100 ein Dieselverbrennungsmotorsystem sein. In einem anderen Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem 100 ein Benzinverbrennungsmotorsystem sein. In der abgebildeten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 10 ein aufgeladener Verbrennungsmotor, der an einen Turbolader gekoppelt ist, welcher einen Verdichter 114 beinhaltet, der durch eine Turbine 116 angetrieben wird. Konkret wird Frischluft an dem Ansaugkanal 42 entlang über den Luftreiniger 112 in den Verbrennungsmotor 10 eingebracht und strömt zu dem Verdichter 114. Der Verdichter kann ein beliebiger geeigneter Ansaugluftverdichter wie etwa ein durch einen Elektromotor angetriebener oder durch eine Antriebswelle angetriebener Kompressorverdichter sein. In dem Verbrennungsmotorsystem 10 ist der Verdichter ein Turboladerverdichter, der mechanisch über eine Welle 19 an die Turbine 116 gekoppelt ist, wobei die Turbine 116 durch sich ausdehnende Verbrennungsmotorabgase angetrieben wird.
Wie in 1 gezeigt, ist der Verdichter 114 durch den Ladeluftkühler (charge-air cooler - CAC) 118 an das Drosselventil 20 gekoppelt. Das Drosselventil 20 ist an den Verbrennungsmotoransaugkrümmer 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 gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Luftfüllung innerhalb des Ansaugkrümmers 22 durch den Krümmerluftdrucksensor (manifold air pressure sensor - MAP-Sensor) 124 erfasst. In einigen Beispielen kann der Luftstrom in dem Ansaugkrümmer über einen Luftmassenmesser (mass air flow sensor - MAF-Sensor) 121 erfasst werden. Die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Ansaugkanal 42 eintritt, kann über einen Ansauglufttemperatursensor (intake air temperature sensor - IAT-Sensor) 51 geschätzt werden.
Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Verbrennungsmotorkühlmittelsystem 185 zur Verbrennungsmotortemperatursteuerung beinhalten, welches verschiedene Komponenten, wie zum Beispiel einen Autokühler 186, ein oder mehrere Kühlgebläse 187, eine Kühlmittelpumpe 188, eine Wasserpumpe 189 und einen Kühlmittelbehälter (oder eine -wanne) 190 beinhalten kann. In einem Beispiel kann der CAC 118 an ein Verbrennungsmotorkühlmittelsystem 185 gekoppelt sein, wobei Kühlmittel aus dem Verbrennungsmotorkühlmittelsystem 185 ebenfalls durch den CAC 118 zirkulieren kann.
Der Verbrennungsmotor 10 kann einen oder mehrere Verbrennungsmotortemperatursensor(en) 181 beinhalten. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotortemperatursensor 181 einen Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatursensor beinhalten, wobei die Verbrennungsmotortemperatur von der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur abgeleitet wird. In einem weiteren Beispiel kann der Verbrennungsmotortemperatursensor 181 zusätzlich oder alternativ einen Zylinderkopftemperatur(cylinder head temperature - CHT)-Sensor umfassen, wobei die Verbrennungsmotortemperatur von der Zylinderkopftemperatur abgeleitet wird. In noch anderen Beispielen kann der Verbrennungsmotortemperatursensor 181 zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere Temperatursensor(en) im Zylinder umfassen. Zum Beispiel kann für einen Vierzylinderverbrennungsmotor jeder der vier Zylinder einen Temperatursensor im Zylinder beinhalten oder kann ein beliebiger der vier Zylinder den Temperatursensor im Zylinder beinhalten.
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 zum Schätzen eines Verdichtereinlassdrucks an den Einlass gekoppelt sein. Als ein anderes Beispiel kann ein Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor 57 zum Schätzen einer Luftfeuchtigkeit einer in den Ansaugkrümmer eintretenden Luftfüllung an den Einlass gekoppelt sein. Zu noch anderen Sensoren können zum Beispiel Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren usw. gehören. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlasszustände (wie etwa Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Druck usw.) auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebszuständen abgeleitet werden. Zusätzlich können die Sensoren, wenn Abgasrückführung (AGR) ermöglicht ist (wenn enthalten), eine Temperatur, einen Druck, eine Feuchtigkeit und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luftfüllungsgemisches, einschließlich Frischluft, zurückgeführter verdichteter Luft und Restabgase, die an dem Verdichtereinlass aufgenommen wurden, schätzen.
In einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 einen oder mehrere Klopfsensor(en) 131 beinhalten, die konfiguriert sind, um unerwünschtes oder unerwartetes Pulsieren zu erfassen, das sich aus Verbrennungsmotordetonation ergibt. In einigen Beispielen können von dem/den Klopfsensor(en) erworbene Daten auf bestimmte Zeitfenster beschränkt sein, die eine Bestimmung ermöglichen können, welcher Zylinder des Verbrennungsmotors klopft. Eine derartige Bestimmung kann in einigen Beispielen zum Beispiel verwendet werden, um abzuleiten, ob ein bestimmter Verbrennungsmotorzylinder überhitzt ist oder nicht.
Ein Wastegateaktor 92 kann zum Öffnen des Wastegates 91 betätigt werden, um mindestens einen Teil des Abgasdrucks von stromaufwärts von der Turbine über das Wastegate 91 zu einer Stelle stromabwärts von der Turbine abzulassen. Indem der Abgasdruck stromaufwärts von der Turbine reduziert wird, kann die Turbinendrehzahl reduziert werden, was wiederum dazu beiträgt, dass Verdichterpumpen reduziert wird. Das Wastegate 91 kann in einem Wastegatekanal 90 positioniert sein. Die hier erörterte Methodik verwendet ein Wastegate, das in eine offene und geschlossene Stellung betätigt werden kann, doch es wird hier anerkannt, dass in einigen Beispielen ein federbelastetes Wastegate in dem Fahrzeugsystem enthalten sein kann.
Um den Turbolader 15 zu unterstützen, kann ein 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 151 angetrieben werden, die eine Batterie, einen Kondensator, einen Superkondensator usw. umfassen kann. Der elektrische Booster kann einen durch einen Elektromotor 182 angetriebenen Verdichter beinhalten. Eine Betriebsdrehzahl des elektrischen Boosters kann Anpassen einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors beinhalten, wobei der Elektromotor über die bordeigene Energiespeichervorrichtung 151 betrieben wird.
Die Energiespeichervorrichtung 151 kann periodisch elektrische Energie aus einer Stromquelle 191 aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch den Pfeil 192 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugsystem 102 als ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (Hybrid Electric Vehicle - HEV) konfiguriert sein, wodurch elektrische Energie der Energiespeichervorrichtung 151 über ein Übertragungskabel 193 für elektrische Energie von der Stromquelle 191 zugeführt werden kann. Während eines Wiederaufladebetriebs der Energiespeichervorrichtung 151 anhand der Stromquelle 191 kann das elektrische Übertragungskabel 193 die Energiespeichervorrichtung 151 und die Stromquelle 191 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 193 zwischen der Leistungsquelle 191 und der Energiespeichervorrichtung 151 getrennt werden. Das Steuersystem 14 kann die in der Energiespeichervorrichtung gespeicherte Menge an elektrischer Energie, die als Ladezustand (State of Charge - SOC) bezeichnet werden kann, feststellen und/oder steuern. Wie angegeben, kann die Traktionsbatterie 58 in einigen Beispielen auch elektrische Energie von der Leistungsquelle 191 erhalten. Ferner können in einigen Beispielen die Traktionsbatterie 58 und die Energiespeichervorrichtung 151 dieselbe Energiespeichervorrichtung umfassen.
In anderen Beispielen kann das elektrische Übertragungskabel 193 weggelassen werden, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 151 drahtlos aus der Leistungsquelle 191 aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann die Energiespeichervorrichtung 151 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Leistungsquelle 191 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 151 aus einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann.
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 Verbrennungsmotor bereitzustellen, während die Turbine des Turboladers hochfährt. Infolgedessen kann das erhöhte Drehmoment erreicht werden, ohne das Turboloch zu verursachen, was andernfalls aufgetreten wäre, falls die Unterstützung anhand des elektrischen Boosters nicht verfügbar gewesen wäre. In einem derartigen Beispiel kann der elektrische Booster 155 als Reaktion auf das Hochfahren des Turboladers auf eine Schwellendrehzahl (z. B. 70.000 rpm) ausgeschaltet oder abgeschaltet werden. Insbesondere kann die Betriebssteuerung des elektrischen Boosters 155 auf Grundlage von Befehlssignalen (z. B. Tastverhältnis- oder Impulsbreitensignalen) erreicht werden, die von der Fahrzeugsteuerung (z. B. der Steuerung 12) empfangen werden. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Signal an einen Aktor 155b des elektrischen Boosters senden, das den elektrischen Booster einschalten 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 stromaufwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters fluidisch an den elektrischen Booster 155 koppeln. Die zweite Leitung 159b des elektrischen Boosters kann den elektrischen Booster 155 stromabwärts des Umgehungsventils 161 des elektrischen Boosters fluidisch an den Ansaugkanal 42 koppeln. Als ein Beispiel kann Luft über die erste Leitung 159a des elektrischen Boosters stromaufwärts von dem Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters in den elektrischen Booster 155 gesaugt werden und kann verdichtete Luft aus dem elektrischen Booster 155 austreten und über die zweite Leitung des elektrischen Boosters stromabwärts von dem Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters zu dem Ansaugkanal 42 geleitet werden. Auf diese Weise kann verdichtete Luft zum Verbrennungsmotoreinlass 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 das Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters in eine geschlossene Stellung befohlen werden kann, 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 das Umgehungsventil 161 des elektrischen Boosters in eine offene Stellung befohlen werden.
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 dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 36 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abstrom aus unterschiedlichen Brennkammern zu unterschiedlichen Stellen in dem Verbrennungsmotorsystem 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. Wenngleich in dieser beispielhaften Veranschaulichung keine Nockenwelle veranschaulicht ist, können ein oder mehrere Nockenwellenpositionssensoren 199 in dem Fahrzeugantriebssystem enthalten sein. Darüber hinaus kann die Kurbelwelle 174 den Kurbelwellenpositionssensor 197 beinhalten. In einigen Beispielen können eines oder beide von dem Kurbelwellenpositionssensor 197 und/oder den Nockenwellenpositionssensoren 199 dazu verwendet werden, eine Position von einem oder mehreren Kolben abzuleiten, die an die Brennkammern 30 gekoppelt sind.
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 zu der Turbine 116 geleitet werden, um die Turbine anzutreiben. Der kombinierte Strom aus der Turbine und dem Wastegate strömt dann durch die Emissionssteuervorrichtung 170. In einem Beispiel kann es sich bei der Emissionssteuervorrichtung 170 um einen Vorkatalysator 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 noch anderen Beispielen kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 170 dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoff- und/oder Kohlenstoffmonoxidrückstände in dem 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.
In einigen Beispielen kann das Verbrennungsmotorabgassystem 163 ferner einen Benzinpartikelfilter (gasoline particulate filter - GPF) 164 beinhalten. Der GPF 164 kann ein Partikelfilter, eine Kohlenwasserstofffalle, einen katalysierten Washcoat oder eine Kombination daraus umfassen. In einigen Beispielen kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10 das GPF 164 periodisch regeneriert werden, indem mindestens ein Zylinder des Verbrennungsmotors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben wird, um eine Temperatur des GPF 164 zu erhöhen, sodass zurückgehaltene Kohlenwasserstoffe und Rußpartikel oxidiert werden können.
In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 166 stromabwärts von dem Einlass des GPF 217 positioniert sein und der Temperatursensor 167 stromabwärts von dem GPF 164 positioniert sein. Die Temperatursensoren 166 und 167 können zum Beispiel dazu verwendet werden, die Temperatur des GPF 164 zu Regenerationszwecken zu beurteilen. Darüber hinaus kann der Druck in dem Abgassystem durch den Drucksensor 165 beurteilt werden. Der Drucksensor 165 kann ein Differenzdrucksensor sein, der zum Beispiel stromaufwärts (näher an dem Abgaskrümmer) und stromabwärts (weiter von dem Abgaskrümmer entfernt) von dem GPF 164 positioniert ist. Der Drucksensor 165 kann dazu verwendet werden, den Druck an dem Einlass des GPF 164 zu bestimmen, um die Betriebsbedingungen dafür zu beurteilen, dass Luft zur Regeneration in den Einlass des GPF 164 eingebracht wird. Darüber hinaus kann in einigen Beispielen ein Rußsensor stromabwärts von dem GPF 164 positioniert sein, um das Niveau von Ruß zu beurteilen, der aus dem GPF 164 freigesetzt wird.
In einigen Beispielen kann ein Abgasrückführungs(AGR)-Zufuhrkanal 180 an den Abgaskanal 104 stromaufwärts der Turbine 116 gekoppelt sein, um dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer 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 Abgasmenge für eine gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung zu dem Verdichterauslass strömen zu lassen. Das AGR-Ventil 152 kann als ein stufenlos verstellbares Ventil oder als ein Auf/Zu-Ventil konfiguriert sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Verbrennungsmotorsystem einen Niederdruck-AGR-(ND-AGR-)Strömungsweg beinhalten, wobei Abgas von stromabwärts von der Turbine 116 angesaugt und stromaufwärts von dem Verdichter 114 zu dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer zurückgeführt 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 168 bereitgestellt sein, um eine Temperatur der AGR zu bestimmen, kann ein Drucksensor 169 bereitgestellt sein, um einen Druck der AGR zu bestimmen, kann ein Feuchtigkeitssensor (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, um eine Feuchtigkeit oder einen Wassergehalt der AGR zu bestimmen, und kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (nicht gezeigt) 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, wozu ein Abgastemperatursensor 128, eine Lambdasonde (z. B. 126), ein Abgasstromsensor und ein Abgasdrucksensor 129 gehören, 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), binäre Lambdasonden oder EGO-, HEGO-(beheizte EGO-), NOx-, HC- oder CO-Sonden handeln.
Das Verbrennungsmotorsystem 100 kann ferner das Steuersystem 14 beinhalten. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (wofür hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 18 (wofür hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 den stromaufwärts von 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 Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatursensor (z. B. 181) usw. beinhalten. Andere Sensoren, wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Stellen in dem Verbrennungsmotorsystem 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, der Wastegateaktor 92, die Drossel 20 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gehören. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und verschiedene Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes, die bzw. der einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen.
Die Steuerung 12 kann zur direkten Kommunikation des Fahrzeugs 102 mit einer Netzwerk-Cloud 160 an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 156 gekoppelt sein. Unter Verwendung der drahtlosen Kommunikation 150 über die Vorrichtung 156 kann das Fahrzeug 102 Daten hinsichtlich aktueller und/oder bevorstehender Umgebungsbedingungen (wie etwa 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, Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, Datums- und Uhrzeitinformationen und Verkehrsinformationen. Darüber hinaus kann die Steuerung in einigen Beispielen mit einem Verbrennungsmotorfernstartempfänger (oder -sendeempfänger) in Kommunikation stehen, der drahtlose Signale von einem Schlüsselanhänger empfängt, der eine Fernstarttaste aufweist, wobei die Fernstarttaste durch einen Fahrzeugführer von einem Standort aus betätigt wird, der von dem Fahrzeugstandort entfernt ist. In (nicht gezeigten) anderen Beispielen kann ein Verbrennungsmotorfernstart 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 Verbrennungsmotor zu starten.
Die Steuerung 12 kann unter Verwendung zweckmäßiger fachbekannter Kommunikationstechnologie kommunikativ an andere Fahrzeuge oder Infrastrukturen gekoppelt sein. Beispielsweise kann das Steuersystem 14 über drahtlose Kommunikation 150, die WLAN, Bluetooth, eine Art von Mobilfunkdienst, ein drahtloses Datenübertragungsprotokoll und so weiter umfassen kann, an andere Fahrzeuge oder Infrastrukturen gekoppelt sein. Das Steuersystem 14 kann Informationen in Bezug auf Fahrzeugdaten, Fahrzeugdiagnose, Verkehrsbedingungen, Fahrzeugstandortinformationen, Fahrzeugbetriebsabläufe usw. über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-), Fahrzeug-zu-Infrastruktur-zu-Fahrzeug-(V2I2V-) und/oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(V2I- oder V2X-)Technik senden (und empfangen). Die Kommunikation und die Informationen, die zwischen den Fahrzeugen und/oder Infrastrukturen ausgetauscht werden, können entweder direkt zwischen Fahrzeugen/Infrastrukturen sein oder können Multi-Hop sein. In manchen Beispielen können Kommunikationen mit längerer Reichweite (z. B. WiMax) anstelle von oder in Verbindung mit V2V oder V2I2V usw. verwendet werden, um den Abdeckungsbereich um einige Meilen zu erweitern. In noch anderen Beispielen kann das Fahrzeugsteuersystem 14 über die Netzwerk-Cloud 160 und das Internet in drahtloser Kommunikation 150 mit anderen Fahrzeugen oder Infrastrukturen sein.
Das Fahrzeugsystem 102 kann zudem ein bordeigenes Navigationssystem 184 (zum Beispiel ein globales Positionsbestimmungssystem) umfassen, mit dem ein Fahrzeugführer interagieren kann. Das Navigationssystem 184 kann einen oder mehrere Positionssensoren zum Unterstützen beim Schätzen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeughöhe, der Fahrzeugposition/des Fahrzeugstandorts usw. umfassen. Diese Informationen können dazu verwendet werden, Verbrennungsmotorbetriebsparameter abzuleiten, wie etwa den örtlichen Luftdruck. Wie vorstehend erörtert, kann das Steuersystem 14 ferner dazu ausgelegt sein, Informationen über das Internet oder andere Kommunikationsnetzwerke zu empfangen. Informationen, die von dem GPS empfangen werden, können auf Informationen querverwiesen sein, die über das Internet verfügbar sind, um örtliche Witterungsbedingungen, örtliche Fahrzeugbestimmungen usw. zu bestimmen. In einigen Beispielen können Informationen von dem GPS ermöglichen, dass Informationen über den Standort des Fahrzeugs, Verkehrsinformationen usw. über das Fahrzeug gesammelt werden.
In manchen Beispielen kann die Steuerung in einen Modus mit reduzierter Leistung oder Schlafmodus versetzt werden, in dem die Steuerung nur wesentliche Funktionen aufrechterhält und mit einem geringeren Batterieverbrauch als in einem entsprechenden Wachmodus arbeitet. Zum Beispiel kann die Steuerung im Anschluss an ein Fahrzeugausschaltereignis in einen Schlafmodus versetzt werden, um eine Zeit lang nach dem Fahrzeugausschaltereignis eine Diagnoseroutine durchzuführen. Die Steuerung kann eine Weckeingabe aufweisen, die es der Steuerung ermöglicht, als Reaktion auf eine Eingabe, die von einem oder mehreren Sensoren empfangen wird, wieder in einen Wachmodus versetzt zu werden. Zum Beispiel kann das Öffnen einer Fahrzeugtür eine Rückkehr zu einem Wachmodus auslösen oder kann ein Fernstartereignis eine Rückkehr zu einem Wachmodus auslösen.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 171 zur Verfügung stehen. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 102 einen Verbrennungsmotor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator handeln. Die Kurbelwelle 174 des Verbrennungsmotors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 171 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 172 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung zwischen der Kurbelwelle 174 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 172 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 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrischen Strom aus einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 171 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Traktionsbatterie 58 bereitzustellen. In einigen Beispielen kann die Traktionsbatterie 58 dieselbe Energiespeichervorrichtung wie die bordeigene Energiespeichervorrichtung 151 umfassen.
In einigen Beispielen kann eine Kraftstoffökonomieanzeige 194 die Kraftstoffeffizienz angeben, um anzugeben, ob die Kraftstoffeffizienz infolge einer Beeinträchtigung in dem Fahrzeugsystem (z. B. in offener Stellung festklemmendes Wastegate) beeinträchtigt ist.
Der Verbrennungsmotor 10 kann mit einem S/S-Merkmal 183 (hier auch als S/S-System bezeichnet) konfiguriert sein, das kommunikativ an das Steuersystem 14 gekoppelt ist, wobei das Steuersystem 14 den Verbrennungsmotor 10 automatisch abschalten kann (Leerlaufstopp), ohne eine Bedienereingabe zum Abschalten des Verbrennungsmotors zu empfangen, wenn ausgewählte Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind. Diese können zum Beispiel beinhalten, dass der Drehmomentbedarf weniger als ein Schwellenwert ist, die Verbrennungsmotordrehzahl weniger als eine Verbrennungsmotorschwellendrehzahl ist (wie zum Beispiel über den Verbrennungsmotordrehzahlsensor 132 überwacht), die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer Fahrzeugschwellengeschwindigkeit (z. B. 5 mph) ist, die bordeigene Energiespeichervorrichtung ausreichend geladen ist, keine Anforderung für Klimatisierung empfangen wird usw. Gleichermaßen kann der Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf über dem Schwellenwert liegt, das Aufladen der Batterie angefordert ist, der Betrieb eines Klimakompressors angefordert ist usw., automatisch neugestartet werden. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass der Bediener das Gaspedal betätigt, nachdem für eine Dauer (z. B. an einer Ampel) gehalten wurde, neugestartet werden. Der Verbrennungsmotor kann über einen Elektromotor oder eine elektrische Maschine, der/die an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, ohne Kraftstoff gekurbelt werden, bis eine gewünschte Verbrennungsmotordrehzahl erreicht ist, wonach der Elektromotor oder die elektrische Maschine deaktiviert werden kann und die Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotors wiederaufgenommen werden kann. Danach kann die Verbrennung des Verbrennungsmotors in der Lage sein, das Drehen des Verbrennungsmotors zu unterstützen. Als ein Ergebnis der automatischen Start/Stopps können der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen reduziert werden.
Ferner kann in einigen Beispielen der Ansaugkrümmer 22 selektiv fluidisch an ein Verdunstungsemissionssystem 178 gekoppelt sein, wobei das Verdunstungsemissionssystem selektiv fluidisch an ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) gekoppelt sein kann. Konkret kann ein Behälterspülventil 179 den Ansaugkrümmer fluidisch an das Verdunstungsemissionssystem koppeln. Zum Beispiel kann das Verdunstungsemissionssystem einen Kraftstoffdampfspeicherbehälter beinhalten, der dazu dient, Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffsystem zu erfassen und zu speichern, die dann zu dem Verbrennungsmotor gespült werden können, indem unter ausgewählten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen das Öffnen des Behälterspülventils befohlen wird.
2 bildet eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders ab, das/der in dem Verbrennungsmotor 10 enthalten sein kann, der in 1 abgebildet ist. Der Zylinder (d. h. die Brennkammer) 30 kann Brennkammerwände 236 einschließen, in denen ein Kolben 238 positioniert ist. Der Kolben 238 kann eine oder mehrere Kolbenringe 268 beinhalten. Der eine oder die mehreren Kolbenringe 268 können dazu dienen, den Zylinder 30 abzudichten, um zum Beispiel die Kolbenwärmeübertragung zu unterstützen und um den Ölverbrauch zu regulieren. Der Kolben 238 kann an eine Kurbelwelle 174 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 174 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Außerdem kann ein Anlasser oder eine elektrische Maschine (z. B. 52) über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 174 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors 10 zu ermöglichen und/oder um den Verbrennungsmotor in einem Modus ohne Kraftstoffzufuhr zu drehen.
Der Zylinder 30 kann Ansaugluft über den Ansaugluftdurchlass 244 (z. B. 22) empfangen, der einer von einer Vielzahl von Ansaugluftdurchlässen sein kann, die an den Zylinder 30 gekoppelt sind. Der Ansaugluftkanal 244 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 mit anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Der Abgaskanal 248 (z. B. 36) kann Abgase aus dem Zylinder 30 sowie aus anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 aufnehmen.
Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Zum Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 30 mindestens ein Einlasstellerventil 256 und mindestens ein Auslasstellerventil 250, die in einer oberen Region des Zylinders 30 angeordnet sind, beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10, einschließlich des Zylinders 30, zumindest zwei Einlasstellerventile und zumindest zwei Auslasstellerventile aufweisen, die sich in einer oberen Region des Zylinders befinden.
Das Einlassventil 256 kann über einen Aktor 252 durch eine Steuerung gesteuert werden. Ähnlich kann das Auslassventil 250 über einen Aktor 254 durch eine Steuerung gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung die den Aktoren 252 und 254 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 256 und Auslassventils 250 kann durch jeweilige Positionssensoren 199a und 199b bestimmt werden. Die Ventilaktoren können dem Typ mit elektrischer Ventilbetätigung oder dem Typ mit Nockenbetätigung oder einer Kombination davon entsprechen. Die Einlass- und Auslassventilansteuerung können gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenansteuerung, zur variablen Auslassnockenansteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Doppelnockenansteuerung (twin independent variable cam timing - tiVCT) oder zur festgelegten Nockenansteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken (z. B. den Aktor 252 und/oder 254) beinhalten und eines oder mehrere aus Systemen zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (Variable Valve Timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch eine Steuerung betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
Für veranschaulichende Zwecke ist bei 2 ein Beispiel für TiVCT gezeigt. Insbesondere sind eine Einlassnockenwelle 281 und eine Auslassnockenwelle 282 veranschaulicht. Es versteht sich, dass eine derartige Konfiguration die Fähigkeit ermöglichen kann, die Zeitansteuerung sowohl von der Einlassnockenwelle 281 als auch von der Auslassnockenwelle 282 unabhängig vorzuziehen oder zu verzögern. Eine derartige Fähigkeit kann verbesserte(s) Leistung und Drehmoment, insbesondere bei niedrigerer Verbrennungsmotordrehzahl (UpM des Verbrennungsmotors) sowie verbesserte Kraftstoffeffizienz und reduzierte Emissionen ermöglichen. Eine derartige Fähigkeit kann ferner genaue Steuerung der Position des Einlass- und Auslassventils ermöglichen, was in einigen Beispielen das Positionieren eines bestimmten Zylinders mit zumindest teilweise offenem Einlass- und Auslassventil beinhalten kann.
In einem Beispiel kann ein erster öldruckgesteuerter Aktor 283, der von der Steuerung gesteuert wird, die Drehung der Einlassnockenwelle 281 regulieren und kann ein zweiter öldruckgesteuerter Aktor 284 die Drehung der zweiten Nockenwelle 282 regulieren. Auf diese Weise können der erste und zweite öldruckgesteuerte Aktor die Nockenwellen steuern, um die Verbrennungsmotoransteuerung auf Grundlage von Betriebsbedingungen vorzuziehen oder zu verzögern. Zum Beispiel kann die Steuerung den Kurbelwellenpositionssensor 197 und den/die Positionssensor(en) 199a und 199b (z. B. 199) verwenden, um die Verbrennungsmotoransteuerung zu bestimmen.
Während das hier bei 2 dargestellte Beispiel die Aktoren (z. B. 283 und 284) der Nockenwellen als öldruckgesteuert veranschaulicht, kann es einige Beispiele geben, bei denen statt der öldruckangetriebenen Nockenphasenregelung Nockendrehmomentbetätigung (cam torque actuation - CTA) eingesetzt werden kann, die vorhandene Torsionsenergie in dem Ventiltrieb nutzen kann, um die Nockenwelle(n) zu drehen, wie im Fach ohne weiteres verstanden wird.
Ferner versteht sich, dass in Beispielen, in denen das Fahrzeug TiVCT beinhaltet, ein AGR-Ventil (z. B. 152) und ein AGR-Durchlass 180 gegebenenfalls nicht in dem Fahrzeugsystem enthalten sind, da die Verzögerung der Auslassnockenansteuerung ein ähnliches Ergebnis erzielen kann wie das Rückführen von Abgasen.
Der Zylinder 30 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Verhältnis von Volumina innerhalb der Zylinder zwischen dem Kolben 238 am unteren Totpunkt (UT) und am oberen Totpunkt (OT) handelt. Es versteht sich, dass, wie hier erörtert, der UT eine Position des Kolbens 238 umfassen kann, die in nächster Nähe zu der Kurbelwelle 174 ist, wohingegen der OT eine Position des Kolbens 238 umfassen kann, die an einer am weitesten von der Kurbelwelle 174 entfernten Position ist. Ferner versteht sich, dass der OT als 180° von dem UT entfernt verstanden werden kann, wie hier erörtert. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es zum Beispiel kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Wenn eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund von deren Auswirkung auf das Verbrennungsmotorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eine Zündkerze 292 zum Initiieren der Verbrennung aufweisen. Ein Zündsystem (nicht gezeigt) kann dem Zylinder 30 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal von einer Steuerung unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 292 eine Funkenabgabe bereitstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 292 jedoch entfallen, wie etwa, wenn der Verbrennungsmotor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch das Einspritzen von Kraftstoff initiieren kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um diesem Kraftstoff zuzuführen. As ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Zylinder 30 zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhalten (z. B. eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung). Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 direkt an den Zylinder 30 gekoppelt ist, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines Signals, das von einer Steuerung über einen elektronischen Treiber empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine direkte Einspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 30 bereit. Während 2 die Einspritzvorrichtung 66 als seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben befinden, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 292. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 über ein Hochdruckkraftstoffsystem bereitgestellt werden, zu welchem ein Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen ein Kraftstoffzuteiler usw. gehören. Alternativ kann der Kraftstoff bei einem geringeren Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe zugeführt werden, wobei hier die Zeitsteuerung der direkten Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstakts stärker begrenzt sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems.
Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Ein hier erörterter einzelner Verbrennungsmotorzyklus beinhaltet einen Ausstoßakt, einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt und einen Arbeitstakt. Es versteht sich ferner, dass, wenn sich ein Kolben zwischen dem Ausstoßtakt und dem Ansaugtakt innerhalb eines Schwellenwertes (z. B. innerhalb von 5°) des OT befindet, sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil zumindest teilweise offen sein können. Direkt eingespritzter Kraftstoff kann während eines Ansaugstakts sowie teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts zugeführt werden. Ferner kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Einspritzung oder als mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Diese können mehrere Einspritzungen während des Verdichtungstakts, mehrere Einspritzungen während des Ansaugtakts oder eine Kombination einiger Direkteinspritzungen während des Verdichtungstakts und einiger während des Ansaugtakts beinhalten. Wenn mehrere Direkteinspritzungen ausgeführt werden, kann die relative Verteilung des gesamten geleiteten eingespritzten Kraftstoffs zwischen einer Ansaugtakt(direkt)einspritzung und einer Verdichtungstakt(direkt)einspritzung als ein zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Zum Beispiel kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Ansaugtakts ein Beispiel für ein höheres zweites Verhältnis der Ansaugtaktdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungstakts ein Beispiel für ein geringeres zweites Verhältnis der Ansaugtaktdirekteinspritzung sein kann. Es ist zu beachten, dass es sich hierbei lediglich um Beispiele für unterschiedliche Einspritzverhältnisse handelt und verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
Ein System mit geschlossener Kurbelgehäuseentlüftung (Positive Crankcase Ventilation - PCV) kann an den Verbrennungsmotoreinlass gekoppelt sein, sodass Gase im Kurbelgehäuse 262 kontrolliert aus dem Kurbelgehäuse entlüftet werden können. Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 258 und eine PCV-Leitung 260 beinhalten, um Gase aus dem Kurbelgehäuse 262 und in den Ansaugkrümmer zu entlüften. In einigen Beispielen kann die PCV-Leitung 260 ein PCV-Ventil 264 beinhalten, das ein elektronisch gesteuertes Ventil (z. B. ein durch ein Antriebsstrangsteuermodul (powertrain control module - PCM) gesteuertes Ventil) sein kann, wobei eine Steuerung ein Signal befehlen kann, um eine Position des Ventils von einer offenen Position (oder einer Position mit starker Strömung) in eine geschlossene Position (oder eine Position mit geringer Strömung) oder umgekehrt oder eine beliebige Position dazwischen zu ändern.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen einen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, (eine) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerzen, Kolbenringe usw. beinhalten.
Somit können, hier erörtert, die vorstehend in Bezug auf 1-2 beschriebenen Systeme ein System für ein Hybridfahrzeug ermöglichen, das einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei der Verbrennungsmotor einen Einlass und einen Auslass beinhaltet, und eine Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern, wobei jeder Zylinder Einlass- und Auslassventile beinhaltet. Ein elektrischer Luftverdichter oder elektrischer Booster kann an den Einlass an einer Position stromaufwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelt sein, wobei sich der Ladeluftkühler stromaufwärts einer Ansaugdrossel befindet. Das System kann einen ersten Aktor beinhalten, der konfiguriert ist, um Drehung einer ersten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Einlassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylinder gekoppelt ist, und kann ferner einen zweiten Aktor beinhalten, der konfiguriert ist, um Drehung einer zweiten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Auslassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylinder gekoppelt ist. Das System kann ferner ein Start-/Stopp-System beinhalten, das konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass ein Satz an zuvor festgelegten Bedingungen erfüllt ist, automatisch davon abzuhalten, Luft und Kraftstoff zu verbrennen.
Das System kann ferner eine Steuerung beinhalten, wobei die Steuerung Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung dazu veranlassen, den elektrischen Luftverdichter bei einem Start-/Stopp-Ereignis anzuschalten, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, um Kühlluft durch einen einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu strömen. Eine derartige Handlung kann unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen sich eine erste Temperatur des ersten Zylinders über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, aber bei denen sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors unter einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet. In einem derartigen Beispiel kann das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen, ferner das Befehlen des Öffnens der Drossel in eine vollständig offene Position und das Steuern des ersten Aktors und des zweiten Aktors, um ein Einlassventil und ein Auslassventil des einzelnen Zylinders in zumindest teilweise offenen Konfigurationen zu positionieren, umfassen.
Das System kann ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung und ein bordeigenes Navigationssystem umfassen. Entsprechend kann die Steuerung weitere Anweisungen zum Abrufen von Informationen in Bezug auf eine vorhergesagte Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung und/oder das bordeigene Navigationssystem speichern. Die Steuerung kann den elektrischen Luftverdichter anschalten, um bei dem Start-/Stopp-Ereignis als Reaktion darauf, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, die größer ist als eine Menge an Zeit, in Bezug auf die vorhergesagt wird, dass sie die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf eine gewünschte Temperatur reduziert, Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
Das System kann ferner eine Turbine beinhalten, die in dem Auslass positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen mechanisch angetriebenen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist. Das System kann ferner einen Wastegate-Durchlass beinhalten, der ein betätigbares Wastegate beinhaltet, wobei der Wastegate-Durchlass konfiguriert ist, um Fluidfluss unter Bedingungen, bei denen das betätigbare Wastegate offen ist, um die Turbine herum zu leiten. Somit kann die Steuerung ferner Anweisungen speichern, um dem Wastegate bei dem Start-/Stopp-Ereignis und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Luftverdichters (z. B. innerhalb von 5 Sekunden oder weniger) zu befehlen, sich zu öffnen.
Das System kann ferner einen Elektromotor umfassen, wobei der Elektromotor konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu drehen. In einem derartigen Beispiel kann die Steuerung weitere Anweisungen speichern, um den elektrischen Luftverdichter anzuschalten und den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr unter Bedingungen zu drehen, bei denen die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors größer als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist, um die Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern zu kühlen, anstatt Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
Nun Bezug nehmend auf 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 auf hoher Ebene, um zu bestimmen, ob ein angegebener Verbrennungsmotorüberhitzungszustand einen allgemeinen Verbrennungsmotorüberhitzungszustand beinhaltet, bei dem die Überhitzung nicht auf einen einzelnen Zylinder beschränkt ist, oder bei dem der angegebene Verbrennungsmotorüberhitzungszustand die Überhitzung eines einzelnen Zylinders beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet als Reaktion auf das Bestimmen eines allgemeinen Verbrennungsmotorüberhitzungszustands das Planen eines allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs für das nächste S/S-Ereignis und als Reaktion auf den Zustand der Überhitzung eines einzelnen Zylinders das Planen eines Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Zylinders für das nächste S/S-Ereignis. Derartige Verfahren sind jeweils in Bezug auf 4-5 detailliert beschrieben. Somit ermöglicht das Verfahren 300 das Bereitstellen des Kühlens des Verbrennungsmotors, wenn andere Verfahren zum Kühlen des Verbrennungsmotors nicht ausreichend sind, um die Verbrennungsmotortemperaturen innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten. Folglich kann das Einsetzen des Verfahrens 300 die Wahrscheinlichkeit für die Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors aufgrund von Überhitzungszuständen und/oder das Ausmaß davon reduzieren. Das Verfahren 300 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in 1-2 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl man zu schätzen wissen wird, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 300 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch ein Steuersystem, wie etwa das Steuersystem 14 aus 1, auf der Grundlage von auf einem nicht transitorischen Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den Temperatursensoren, Drucksensoren und anderen in den 1-2 beschriebene Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Aktoren wie etwa einen elektrischen Booster-Aktor (z. B. 155b), eine Drossel (z. B. 20), einen Wastegate-Aktor (z. B. 92), ein AGR-Ventil (z. B. 152) usw. gemäß den hier beschriebenen Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 300 beginnt bei 302 und kann das Bewerten der aktuellen Fahrzeug- und Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen beinhalten. Betriebsbedingungen können geschätzt, gemessen und/oder abgeleitet werden und können eine oder mehrere Fahrzeugbedingungen, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Batterieladezustand usw., verschiedene Verbrennungsmotorbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotorstatus (an oder aus), Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotortemperatur, Verbrennungsmotordrehzahl, Drehmomentbedarf, Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnis usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdunstungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfbehälterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck usw., beinhalten.
Bei 302 kann das Schätzen, Messen und/oder Ableiten der Verbrennungsmotortemperatur über den einen oder die mehreren Verbrennungsmotortemperatursensor(en) (z. B. 181) erfolgen, vorstehend erörtert. Zum Beispiel können die allgemeinen Verbrennungsmotorüberhitzungsbedingungen gemessen oder von einem Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatursensor und/oder einem oder mehreren CHT-Sensor(en) abgeleitet werden und können einzelne Zylinderüberhitzungsbedingungen über den einen oder mehrere CHT-Sensor(en) und/oder Temperatursensor(en) im Zylinder, wenn enthalten, geschätzt, gemessen oder abgeleitet werden.
In einem anderen Beispiel kann auf Grundlage einer bordeigenen Zylinderleistungsausgleichsprüfung abgeleitet werden, ob ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder (oder in einigen Beispielen mehr als ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder) überhitzt ist. Konkret kann in einigen Beispielen Kohlenstoffansammlung in einem beliebigen bestimmten Verbrennungsmotorzylinder zu erhöhter Verdichtung in diesem Zylinder führen, was damit darauf hinweisen kann, dass dieser Zylinder überhitzt ist. Konkreter können die Verbrennungsmotordrehzahl und der Kurbelwellenwinkel überwacht werden (z. B. jeweils über den Verbrennungsmotordrehzahlsensor 132 und Kurbelwellenpositionssensor 197) und kann eine Bestimmung einer plötzlichen oder unerwarteten Beschleunigung der Verbrennungsmotordrehzahl mit einer bestimmten Kurbelwellenposition (z. B. Kurbelwinkel) korreliert werden, an der die Beschleunigung stattfindet. Derartige Daten können damit eine Bestimmung ermöglichen, welcher bestimmte Zylinder erhöhtes Drehmoment erzeugt (z. B. erhöht in Bezug auf das erwartete oder vorhergesagte), wobei das erhöhte Drehmoment potentiell das Ergebnis eines höheren Verdichtungsverhältnisses aufgrund von Kohlenstoffablagerungen sein kann. Eine derartige Angabe kann angeben, dass dieser bestimmte Zylinder überhitzt ist, wie erörtert.
In einem anderen Beispiel kann zusätzlich oder alternativ auf Grundlage von Daten, die von einem oder mehreren Klopfsensor(en) (z. B. 131) erworben werden, abgeleitet werden, ob ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder (oder in einigen Beispielen mehr als ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder) überhitzt ist, wobei derartige Daten innerhalb spezifischer Zeitfenster erworben werden können, die eine Bestimmung ermöglichen können, welcher bestimmte Zylinder klopft, wodurch ermöglicht werden kann, abzuleiten, ob ein derartiger bestimmter Zylinder überhitzt ist. Zum Beispiel können die Ansteuerungsfenster für einen Zeitraum der Verbrennung für jeden bestimmten Verbrennungsmotorzylinder spezifisch sein. Konkreter kann es für einen Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor vier Ansteuerungsfenster geben, wobei jedes Verbrennungsereignissen für jeden bestimmten Zylinder entspricht.
Entsprechend kann das Verfahren 300 beim Übergang zu Schritt 306 das Angeben beinhalten, ob ein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand identifiziert ist. Der Verbrennungsmotorüberhitzungszustand kann allgemeine Verbrennungsmotorüberhitzung umfassen oder kann Überhitzung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders (eines oder mehrerer einzelner Verbrennungsmotorzylinder) umfassen. Ein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand kann Verbrennungsmotortemperatur über einer Verbrennungsmotorschwellentemperatur oder einen einzelnen Zylinder oder mehrere Zylinder über einer Zylinderschwellentemperatur umfassen. Wie nachfolgend detailliert erörtert wird, kann die Verbrennungsmotorschwellentemperatur als eine erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur bezeichnet werden und kann die Zylinderschwellentemperatur als eine erste Zylinderschwellentemperatur bezeichnet werden.
Falls bei 306 kein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand identifiziert wird, kann das Verfahren 300 zu 310 übergehen und kann das Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen beinhalten. Konkret kann, wenn das Fahrzeug über den Verbrennungsmotor angetrieben wird, der Verbrennungsmotorbetrieb gemäß dem Fahrerbedarf beibehalten werden. In einem anderen Beispiel können, wenn das Fahrzeug wenigstens teilweise über die elektrische Maschine (z. B. 52) angetrieben wird, derartige Bedingungen beibehalten werden. Das Verfahren 300 kann dann enden. Es versteht sich, dass unter Bedingungen, bei denen keine Verbrennungsmotorüberhitzung identifiziert ist, die Verbrennungsmotortemperatur während des gesamten aktuellen Antriebszyklus weiter überwacht werden kann, sodass Verbrennungsmotorüberhitzung an einem beliebigen Punkt in dem aktuellen Antriebszyklus identifiziert werden kann.
Zurück bei Schritt 306 kann das Verfahren 300 zu 314 übergehen, wenn ein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand identifiziert ist. Bei 314 kann das Verfahren 300 das Angeben beinhalten, ob ein Zustand der Überhitzung eines einzelnen Zylinders identifiziert ist. Wenn kein Überhitzungszustand eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders identifiziert ist, dann kann das Verfahren 300 zu 318 übergehen, wo ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang für das nächste S/S-Ereignis geplant werden kann. Das Planen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs kann das Setzen einer Flag an der Steuerung beinhalten, sodass als Reaktion darauf, dass während des aktuellen Antriebszyklus Bedingungen für ein S/S-Ereignis erfüllt sind, der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang beginnen kann. Ferner können bei 318 abmildernde Maßnahmen ergriffen werden, um das Ausmaß des allgemeinen Verbrennungsmotorüberhitzungszustands zu reduzieren. Beispiele für abmildernde Maßnahmen können das Anschalten von einem oder mehreren Kühllüfter(n) (z. B. 187) beinhalten, um in einem Versuch, die Temperatur zu senken, Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten. Andere Beispiele für abmildernde Maßnahmen können das Anhalten der Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder beinhalten, während der Verbrennungsmotor weiter gedreht wird, indem der Rest der Verbrennungsmotor immer noch Kraftstoff empfängt, dann die Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr und das Anhalten der Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Verbrennungsmotorzylinder und so weiter auf eine Weise einer Ringverteilung. Konkret kann in einem Beispiel, in dem der Verbrennungsmotor einen Vierzylinderverbrennungsmotor beinhaltet, ein erster Zylinder zuerst von der Kraftstoffzufuhr abgeschnitten werden, dann kann der zweite Zylinder abgeschnitten werden, während die Kraftstoffzufuhr an den ersten Zylinder wiederaufgenommen wird. Als nächstes kann der dritte Zylinder von der Kraftstoffzufuhr abgeschnitten werden, während die Kraftstoffzufuhr an den zweiten Zylinder wiederaufgenommen wird und so weiter. Es versteht sich, dass in einem derartigen Beispiel jeder Zylinder über eine zuvor festgelegte Dauer von der Kraftstoffzufuhr abgeschnitten werden kann, bevor die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen wird. Es versteht sich ferner, dass in einem derartigen Beispiel, wenn ein einzelner Zylinder von der Kraftstoffzufuhr abgeschnitten ist, das/die Einlass- und Auslassventil(e) weiter arbeiten können, was zu Luftströmung durch den von der Kraftstoffzufuhr abgeschnittenen Zylinder führt, was in einigen Beispielen dazu dienen kann, das Ausmaß der Überhitzung des Verbrennungsmotors zu reduzieren.
Wenn bei 318 abmildernde Maßnahmen ergriffen wurden und der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang geplant wurde, kann das Verfahren 300 zu 322 übergehen. Bei 322 kann das Verfahren 300 das Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs gemäß der bei 4 abgebildeten Methodik beinhalten. Das Verfahren 300 kann dann enden.
Zurück bei 314 kann das Verfahren 300 als Reaktion darauf, dass ein Überhitzungszustand eines einzelnen Zylinders identifiziert ist, zu 326 übergehen. Bei 326 kann das Verfahren 300 das Planen eines Kühlvorgangs eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders für das nächste S/S-Ereignis beinhalten. Das Planen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders kann das Setzen einer Flag an der Steuerung beinhalten, sodass als Reaktion darauf, dass während des aktuellen Antriebszyklus Bedingungen für ein S/S-Ereignis erfüllt sind, der Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders beginnen kann. Ferner können bei 326 abmildernde Maßnahmen ergriffen werden, um das Ausmaß des Zustands der Überhitzung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders zu reduzieren. Beispiele für abmildernde Maßnahmen können das Anschalten von einem oder mehreren Kühllüfter(n) (z. B. 187) beinhalten, um in einem Versuch, die Temperatur des überhitzten Zylinders zu senken, Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten. Andere Beispiele für abmildernde Maßnahmen können das Anhalten der Kraftstoffeinspritzung in den einzelnen Verbrennungsmotorzylinder beinhalten, der als überhitzt identifiziert ist, ähnlich dem, was bei 318 des Verfahrens 300 erörtert wurde. Konkret kann der einzelne Zylinder über eine zuvor festgelegte Dauer von der Kraftstoffzufuhr abgeschnitten werden, wobei, nachdem die zuvor festgelegte Dauer abgelaufen ist, die Kraftstoffzufuhr dann wiederaufgenommen wird. Es versteht sich, dass, während die Kraftstoffzufuhr von dem einzelnen Verbrennungsmotorzylinder abgeschnitten ist, das/die Einlass- und Auslassventil(e) weiterarbeiten können, was dazu führt, dass Luft durch den einzelnen Verbrennungsmotorzylinder geführt wird, was dabei helfen kann, den Zylinder zu kühlen.
Wenn der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders geplant ist und als Reaktion auf das Ergreifen von abmildernden Maßnahmen kann das Verfahren 300 zu 330 übergehen. Bei 330 kann das Verfahren 300 das Durchführen des Kühlvorgangs des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders gemäß 6 beinhalten. Das Verfahren 300 kann dann enden.
Zurück bei Schritt 314 wird hier anerkannt, dass in einigen Beispielen mehr als ein einzelner Zylinder überhitzt sein kann, aber der Zustand gegebenenfalls nicht derart ist, dass ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang gerechtfertigt ist. Es wird zum Beispiel ein Acht-Zylinder-Verbrennungsmotor in Betracht gezogen, bei dem zwei Verbrennungsmotorzylinder überhitzt sind. Unter einem derartigen Umstand kann es in einigen Beispielen wünschenswert sein, einen allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang durchzuführen, wohingegen es in anderen Beispielen wünschenswert sein kann, den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders durchzuführen, auf eine sequentielle Weise, was nachfolgend detaillierter erörtert wird. Konkreter, wie nachfolgend ausgearbeitet wird, können sowohl der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders als auch der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang Energie nutzen, die von der bordeigenen Energiespeichervorrichtung (z. B. 151) und/oder Traktionsbatterie (z. B. 58) stammt. Wie erörtert, können in einigen Beispielen die bordeigene Energiespeichervorrichtung und die Traktionsbatterie dieselbe bordeigene Energiespeichervorrichtung umfassen und damit wird hier auf die „bordeigene Energiespeichervorrichtung“ Bezug genommen. Der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang kann im Vergleich zu dem Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders eine größere Menge an Energie von der bordeigenen Energiespeichervorrichtung nutzen. Somit kann in einigen Beispielen, bei denen mehr als ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder als überhitzt angegeben ist, die Steuerung einen Ladezustand der bordeigenen Energiespeichervorrichtung bestimmen, um anzugeben, ob es wünschenswert ist, die allgemeine Verbrennungsmotorkühlstrategie durchzuführen oder sequentiell die Einzelverbrennungsmotorkühlstrategie durchzuführen. Konkreter kann unter Bedingungen, bei denen mehr als ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder als überhitzt angegeben ist, wenn angegeben wird, dass der SOC unter einem Schwellen-SOC ist, dann auf sequentielle Weise die Methodik des Einzelverbrennungsmotorkühlvorgangs durchgeführt werden, wodurch eine Menge an Energie reduziert werden kann, die über die bordeigene Energiespeichervorrichtung verwendet wird. Wenn alternativ angegeben wird, dass der SOC größer als der Schwellen-SOC ist, dann kann der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden. Der Schwellen-SOC kann davon abhängig sein, wie viele Verbrennungsmotorzylinder als überhitzt angegeben sind und kann ferner von dem Ausmaß abhängig sein, in dem die Verbrennungsmotorzylinder überhitzt sind (z. B. dem Ausmaß, in dem jeder Zylinder über der ersten Zylinderschwellentemperatur ist). Wenn zum Beispiel drei Verbrennungsmotorzylinder von acht überhitzt sind und der SOC größer als der Schwellenwert ist, dann kann es wünschenswert sein, die allgemeine Verbrennungsmotorkühlstrategie durchzuführen, um Komplexität der Durchführung eines sequentiellen Einzelverbrennungsmotorkühlvorgangs zu reduzieren. Wenn jedoch der SOC unter dem Schwellenwert ist, dann kann der Einzelverbrennungsmotorkühlvorgang auf sequentielle Weise durchgeführt werden.
Nun ist unter Bezugnahme auf 4 ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Durchführen eines allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs als Reaktion auf den geplanten allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang gemäß Schritt 318 des Verfahrens 300 gezeigt. Konkreter kann das Durchführen des allgemeinen Kühlvorgangs bei 4 das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr bei einem S/S-Ereignis und das Anschalten eines elektrischen Boosters, der stromaufwärts des Verbrennungsmotors in dem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, beinhalten. Auf diese Weise kann unter Bedingungen, bei denen es ein Potential dafür gibt, dass sich Verbrennungsmotorüberhitzung bei einem S/S-Ereignis verschärft, wenn Temperaturen unter einer Motorhaube des Fahrzeugs weiter steigen können, eine derartige potentielle Verschärfung der Verbrennungsmotorüberhitzung reduziert und in einigen Fällen vollständig vermieden werden.
Das Verfahren 400 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in 1-2 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl man zu schätzen wissen wird, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 400 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch ein Steuersystem, wie etwa das Steuersystem 14 aus 1, auf der Grundlage von auf einem nicht transitorischen Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den Temperatursensoren, Drucksensoren und anderen in den 1-2 beschriebene Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Aktoren wie etwa einen elektrischen Booster-Aktor (z. B. 155b), eine Drossel (z. B. 20), einen Wastegate-Aktor (z. B. 92), ein AGR-Ventil (z. B. 152) (wenn enthalten) usw. gemäß den hier beschriebenen Verfahren einsetzen.
Bei 402 kann das Verfahren 400 das Angeben beinhalten, ob Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt sind. Bei 402 erfüllte Bedingungen können zum Beispiel umfassen, dass ein S/S-Ereignis in demselben Antriebszyklus stattfindet wie dem Antriebszyklus, bei dem die Verbrennungsmotorüberhitzung angegeben wurde. Bei 402 erfüllte Bedingungen können ferner eine Angabe beinhalten, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors immer noch einen überhitzten Verbrennungsmotorzustand darstellt. Anders gesagt können, wie vorstehend bei Schritt 318 des Verfahrens 300 erörtert, in einem Versuch, Verbrennungsmotortemperaturen vor dem S/S-Ereignis zu reduzieren, abmildernde Maßnahmen ergriffen werden. Wenn derartige abmildernde Maßnahmen erfolgreich beim Reduzieren der Verbrennungsmotortemperatur sind, sodass der Zustand des überhitzten Verbrennungsmotors nicht mehr angegeben wird, dann werden gegebenenfalls keine Bedingungen zur Durchführung des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt. Anders gesagt kann, wenn die Verbrennungsmotortemperaturen während des Antriebszyklus ausreichend reduziert worden sind, dann Energie gespart werden, indem das Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs vermieden wird.
Falls bei 402 nicht angegeben wird, dass Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt sind, kann das Verfahren 400 zu 406 übergehen. Bei 406 kann das Verfahren 400 Beibehalten von aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen beinhalten. Der Verbrennungsmotor kann zum Beispiel während des S/S-Ereignisses ausgeschaltet bleiben. Wenn jedoch bei 406 die Verbrennungsmotortemperatur weiter überwacht werden kann und in dem Fall, dass die Verbrennungsmotortemperatur auf einen Punkt steigt, an dem der Verbrennungsmotorüberhitzungszustand angegeben ist, dann können Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs als erfüllt angegeben werden.
Als Reaktion darauf, dass Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt sind, kann das Verfahren 400 zu 410 übergehen. Bei 410 kann das Verfahren 400 das Laufenlassen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffversorgung beinhalten. Das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr kann beinhalten, dass die Steuerung der elektrischen Maschine (z. B. 58) oder einem Anlasser befiehlt, den Verbrennungsmotor zu drehen, während keine Kraftstoffzufuhr bereitgestellt wird. Der Verbrennungsmotor kann gesteuert werden, sodass er sich ohne Kraftstoffzufuhr in die Vorwärts- oder Standardrichtung dreht, wobei die Vorwärts- oder Standardrichtung eine Drehrichtung umfasst, die die gleiche ist als wenn der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt. Der Verbrennungsmotor kann bei einer zuvor festgelegten Drehzahl gedreht werden oder kann auf eine Drehzahl gesteuert werden, die von dem Ausmaß der Verbrennungsmotorüberhitzung abhängt. Die zuvor festgelegte Drehzahl kann eine Drehzahl umfassen, bei der sich das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr nicht negativ auf den Kühlvorgang auswirkt. Anders gesagt kann die Drehzahl gesteuert werden, um Wärme zu minimieren, die durch Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr erzeugt wird, während eine maximale Menge an Luftströmung durch den Verbrennungsmotor für die gegebene Drehzahl ermöglicht wird.
Obwohl nicht explizit veranschaulicht, können bei Schritt 410 mehrere andere Handlungen durchgeführt werden. Konkret kann die Ansaugdrossel (z. B. 20) über die Steuerung in eine vollständig offene Position befohlen werden, kann das AGR-Ventil (z. B. 152) (wenn enthalten) über die Steuerung in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden und kann das Behälterspülventil (z. B. 179) über die Steuerung in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. Ferner noch kann, wenn enthalten, ein Wastegate, oder ein Wastegate-Ventil (z. B. 91) in einigen Beispielen in eine vollständig offene Position befohlen werden. Indem das Öffnen des Wastegates befohlen wird, kann durch den Verbrennungsmotor geführte Luft (nachfolgend detailliert erörtert) im Vergleich dazu, wenn sich das Wastegate in einer vollständig geschlossenen Konfiguration befindet, weniger Widerstand ausgesetzt werden. Konkret kann bei offenem Wastegate Luftströmung um die stärker einschränkende Turbine (z.B. 116) herum geführt werden, wodurch größere Luftströmung durch den Verbrennungsmotor gefördert wird. In einem Fall, in dem das Wastegate ein federbelastetes Wastegate umfasst, kann das Wastegate während des Vorgangs geschlossen gehalten werden, was sich im Vergleich zu einer Situation, in dem die Öffnung des Wastegates befohlen werden kann, nicht erheblich auf den Kühlvorgang auswirkt. In einigen Beispielen kann das Öffnen des Wastegates und/oder der Drossel zum Beispiel unmittelbar vor dem Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr stattfinden (z. B. innerhalb weniger als 30 Sekunden).
Weiter mit 414 kann das Verfahren 400 das Anschalten des elektrischen Boosters (z. B. 155) beinhalten, um Luft durch den CAC und durch den Verbrennungsmotor zu leiten. Wenn der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird, kann die Kühlluft, die durch den Verbrennungsmotor geleitet wird, dazu dienen, jeden der Verbrennungsmotorzylinder zu kühlen, da sich jedes der Verbrennungsmotorzylinderventile (Einlass- und Auslassventile) öffnet und schließt, während der Verbrennungsmotor eine Anzahl an Verbrennungsmotorzyklen durchläuft. Der elektrische Booster kann auf einer zuvor festgelegten Drehzahl und/oder einem zuvor festgelegten Leistungsniveau angeschaltet werden. In einigen Beispielen kann der elektrische Booster auf eine Drehzahl und/oder ein Leistungsniveau gesteuert werden, die/das von der Verbrennungsmotortemperatur abhängig ist. Zum Beispiel kann mit steigender Verbrennungsmotortemperatur der elektrische Booster auf eine höhere Drehzahl und/oder ein höheres Leistungsniveau gesteuert werden, um den Verbrennungsmotor zu kühlen.
Wenn der elektrische Booster bei 414 angeschaltet worden ist, kann das Verfahren 400 zu 418 übergehen. Bei 418 kann das Verfahren 400 das Fortsetzen der Überwachung der Verbrennungsmotortemperatur beinhalten und als Reaktion darauf, dass die Verbrennungsmotortemperatur unter eine Verbrennungsmotorschwellentemperatur fällt, kann der Kühlvorgang beendet werden. Konkreter kann, wie vorstehend erörtert, eine Temperatur, bei der ein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand angegeben wird, eine erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur umfassen. Entsprechend kann bei 418 die Verbrennungsmotorschwellentemperatur, bei der der Kühlvorgang beendet werden kann, eine zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur umfassen. Die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur kann niedriger (kühler) als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur sein. Anders gesagt kann, wenn der Kühlvorgang die Verbrennungsmotortemperatur einfach auf die erste Schwellentemperatur reduziert, dann das Potential für Verbrennungsmotorüberhitzung sehr wahrscheinlich in einem kurzen Zeitrahmen auftreten. Wenn jedoch die Verbrennungsmotortemperatur auf den zweiten Schwellenwert unter dem ersten Schwellenwert reduziert wird, kann die Verbrennungsmotortemperatur über eine größere Dauer und in einigen Beispielen potentiell für den Rest des Antriebszyklus unter der ersten Schwellentemperatur gehalten werden.
Wenn bei 418 die Verbrennungsmotortemperatur nicht als auf die oder unter die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert angegeben ist, kann das Verfahren 400 zu 422 übergehen. Bei 422 kann das Verfahren 400 das Beibehalten der Abschaltung des elektrischen Boosters beinhalten und der Verbrennungsmotor kann weiter ohne Kraftstoffzufuhr gedreht werden.
Als Reaktion darauf, dass sich die Verbrennungsmotortemperatur auf die oder unter die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert, kann das Verfahren 400 zu 426 übergehen. Bei 426 kann das Verfahren 400 das Beenden des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs beinhalten. Konkreter kann das Beenden des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs beinhalten, dass die Steuerung ein Signal an den elektrischen Booster sendet, das ihn ausschaltet. Ferner kann die Steuerung ein Signal an die elektrische Maschine oder den Elektromotor senden, das der elektrischen Maschine oder dem Elektromotor befiehlt, damit aufzuhören, den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr zu drehen, wobei sich an diesem Punkt der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand drehen kann. Ferner kann das Beenden des Verbrennungsmotorkühlvorgangs beinhalten, dass die Steuerung ein Signal an das Wastegate sendet, das es in eine vollständig geöffnete Position betätigt, vorausgesetzt, dass für den allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang seine Öffnung befohlen war. Ferner noch kann in einigen Beispielen die Verbrennungsmotorkühlung beendet werden, wenn eine Schwellendauer abgelaufen ist, in der die Verbrennungsmotortemperatur die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur nicht erreicht hat oder wenn der Batterie-SOC unter einen zuvor festgelegten Wert fällt.
Weiter mit 430 kann das Verfahren 400 das weitere Überwachen der Verbrennungsmotortemperatur für die Dauer des S/S-Ereignisses beinhalten. In dem Fall, in dem die Verbrennungsmotortemperatur auf die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ansteigt, kann dann das Verfahren 400 das Zurückkehren zu Schritt 402 beinhalten, wo der allgemeine Kühlvorgang erneut durchgeführt werden kann, um die Verbrennungsmotortemperatur auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur zu reduzieren, vorausgesetzt, dass die Bedingungen dafür erfüllt sind.
Weiter bei 434 kann das Verfahren 400 das Angeben beinhalten, ob Bedingungen für den automatischen Neustart des Verbrennungsmotors, um Luft und Kraftstoff zu verbrennen, erfüllt sind. Konkreter kann ein Fahrzeugführer ein Gaspedal herunterdrücken, womit Raddrehmoment angefordert wird. Ein angefordertes Raddrehmoment, das über einem Schwellenwert für das Raddrehmoment liegt, oder eine Gaspedalposition, die größer als ein Schwellenwert für die Gaspedalposition ist, kann eine Anforderung zum automatischen Neustarten des Verbrennungsmotors angeben. Wenn bei 434 nicht angegeben wird, dass Bedingungen zum Autoneustart erfüllt sind, kann das Verfahren 400 zu 438 übergehen und kann das weitere Anhalten des Verbrennungsmotors beinhalten. Anders gesagt können die aktuellen Fahrzeug- und Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen beibehalten werden und die Temperatur des Verbrennungsmotors kann weiter überwacht werden.
Alternativ kann das Verfahren 400 als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass die Bedingungen zum Autoneustart erfüllt sind, zu 442 übergehen. Bei 442 kann das Verfahren 400 das Ausführen des Autoneustarts beinhalten. Das Neustarten des Verbrennungsmotors kann beinhalten, das die Steuerung einem Anlasser oder einer elektrischen Maschine befiehlt, den Verbrennungsmotor anzukurbeln, bis eine Verbrennungsmotorschwellendrehzahl erreicht ist, und dann das Bereitstellen von Kraftstoffzufuhr und Zündung, damit der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff versorgt werden, um ein definiertes Verbrennungsmotordrehzahlprofil und ein Zielverbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen. Das Verfahren 400 kann dann enden.
Obwohl nicht explizit veranschaulicht, versteht sich, dass es Umstände geben kann, bei denen der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang gestartet wird, aber bei denen ein Neustart des Verbrennungsmotors angefordert wird, bevor der Verbrennungsmotor auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur gekühlt ist. Ein derartiger Umstand kann in einigen Beispielen unvermeidbar sein, jedoch kann es wünschenswert sein, derartige Vorkommnisse so weit wie möglich zu reduzieren, da bei Auftreten eines derartigen Umstands Energie dafür verschwendet werden kann, einen Teil des Kühlvorgangs durchzuführen, aber die Verbrennungsmotortemperatur nicht auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert wird. Ein derart verschwendeter Energieverbrauch kann sich zum Beispiel negativ auf die Kraftstoffeffizienz auswirken.
Um derartige Vorkommnisse zu vermeiden, können in einigen Beispielen bei 402 erfüllte Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs eine Angabe beinhalten, dass ein bestimmtes S/S-Ereignis wahrscheinlich von einer Dauer ist, die größer als eine erwartete Dauer des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs ist, oder dies vorausgesagt wird. Zum Beispiel kann eine Dauer des allgemeinen Kühlvorgangs von der Verbrennungsmotortemperatur, der Umgebungstemperatur, dem Luftmassenstrom durch den Verbrennungsmotor summiert über den vorherigen Antriebszyklus usw. abhängig sein. Als ein Beispiel kann eine Lookup-Tabelle in der Steuerung gespeichert sein, die bei einem S/S-Ereignis, bei dem ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang geplant ist, befragt werden kann, um eine Schätzung der erwarteten Zeitdauer zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs zu erhalten. Ferner können, wie vorstehend erörtert, Streckeninformationen in Bezug auf Antriebszyklen in der Steuerung aufgenommen werden, die gelernte Streckeninformationen darstellen können. Entsprechend kann basierend auf gelernten Strecken eine Dauer eines bestimmen S/S-Ereignisses bestimmt werden. Eine derartige Bestimmung kann zum Beispiel in Verbindung mit einem GPS (z. B. 184) sein. Ferner kann eine derartige Bestimmung in einigen Beispielen in Verbindung mit dem GPS Verkehrsinformationen beinhalten, die drahtlos über eine Steuerung erworben werden. Auf diese Weise kann vorhergesagt/geschätzt werden, wie lange ein bestimmtes S/S-Ereignis dauern kann. Ausgestattet mit derartigen Informationen kann die Fahrzeugsteuerung eine Bestimmung machen, ob der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll. Konkret kann, wenn erwartet wird, dass der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang eine Dauer dauert, die länger als die vorhergesagte oder gelernte Stopp-Dauer ist, der Kühlvorgang dann nicht beginnen, wodurch der unerwünschte Verbrauch von Energie vermieden werden kann. Wenn alternativ erwartet wird, dass der allgemeine Kühlvorgang eine Dauer dauert, die weniger als die vorhergesagte oder gelernte Stopp-Dauer ist, dann kann der Kühlvorgang beginnen. Anders gesagt können in einem derartigen Beispiel Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt sein.
Während die vorstehende Beschreibung auf den allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang gerichtet ist, versteht sich, dass eine derartige Beschreibung ebenso auf den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotors zutrifft, der nachfolgend detaillierter erörtert wird.
Nun ist unter Bezugnahme auf 5 ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Durchführen eines Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders als Reaktion auf den geplanten Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders gemäß Schritt 326 des Verfahrens 300 gezeigt. Konkreter kann das Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders bei 5 das Parken des Zylinders, der als überhitzt angegeben ist, wobei seine Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind, und dann das Strömen von Luft durch den Zylinder über Abschaltung eines elektrischen Boosters (z. B. 155) beinhalten. Auf diese Weise kann ein einzelner Verbrennungsmotorzylinder, der als überhitzt angegeben ist, während eines S/S-Ereignisses effektiv gekühlt werden, wobei, wenn eine derartige Handlung nicht vorgenommen würde, die Zylindertemperatur ansonsten weiter steigen kann, was zu unerwünschter Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors beitragen kann.
Das Verfahren 500 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in 1-2 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl man zu schätzen wissen wird, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 500 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch ein Steuersystem, wie etwa das Steuersystem 14 aus 1, auf der Grundlage von auf einem nicht transitorischen Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den Temperatursensoren, Drucksensoren und anderen in den 1-2 beschriebene Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Aktoren wie etwa einen elektrischen Booster-Aktor (z. B. 155b), eine Drossel (z. B. 20), einen Wastegate-Aktor (z. B. 92), ein AGR-Ventil (z. B. 152) (wenn enthalten), einen ersten öldruckgesteuerten Aktor (z. B. 283), einen zweiten öldruckgesteuerten Aktor (z. B. 284) usw. gemäß den hier beschriebenen Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 500 beginnt bei 502 und kann das Angeben beinhalten, ob Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders erfüllt sind. Bei 502 erfüllte Bedingungen können beinhalten, dass ein S/S-Ereignis in demselben Antriebszyklus stattfindet wie dem Antriebszyklus, bei dem der Zustand der Überhitzung eines einzelnen Zylinders angegeben wurde (siehe Schritt 314 bei 3). Bei 502 erfüllte Bedingungen können ferner eine Angabe beinhalten, dass sich die Temperatur des einzelnen Zylinders (oder von Zylindern) immer noch in einem überhitzten Zustand befindet. Anders gesagt, können, obwohl abmildernde Maßnahmen ergriffen werden können (siehe Schritt 326 des Verfahrens 300), um den Überhitzungszustand des einzelnen Zylinders oder der Zylinder zu reduzieren, die abmildernden Maßnahmen in einigen Beispielen nicht ausreichend sein, um Temperaturen des einzelnen Zylinders oder der Zylinder zu reduzieren, sodass der überhitzte Zustand nicht mehr angegeben ist. Konkreter kann, wie vorstehend erörtert, ein Überhitzungszustand eines einzelnen Zylinders die Temperatur des einzelnen Zylinders über einer ersten Zylinderschwellentemperatur umfassen. Somit können, wenn die Temperatur des Zylinders oder der Zylinder über der ersten Zylinderschwellentemperatur ist, dann Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs der Kühlung eines einzelnen Zylinders als erfüllt angegeben werden.
In noch anderen Beispielen, wie vorstehend genannt, können bei 502 erfüllte Bedingungen eine Angabe beinhalten, dass das bestimmte S/S-Ereignis wahrscheinlich von einer Dauer ist, die größer als eine erwartete Dauer des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders ist, oder dies vorausgesagt wird. Die Dauer des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Zylinders kann von der Verbrennungsmotortemperatur, der Umgebungstemperatur, dem Luftmassenstrom durch den Verbrennungsmotor summiert über den vorherigen Antriebszyklus usw. abhängig sein. Eine Lookup-Tabelle, die in der Steuerung gespeichert ist, kann zum Beispiel eine Schätzung einer Zeitdauer beinhalten, die erwartet wird, um den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders abzuschließen. Ferner können Streckeninformationen in Bezug auf Antriebszyklen in der Steuerung gespeichert sein, die gelernte Streckeninformationen darstellen. Basierend auf den gelernten Strecken kann eine Dauer von bestimmen S/S-Ereignissen bestimmt werden. Eine derartige Bestimmung kann in Verbindung mit einem GPS sein und kann in einigen Beispielen Verkehrsinformationen beinhalten, die drahtlos über eine Steuerung erworben werden. Auf diese Weise kann vorhergesagt/geschätzt werden, wie lange ein bestimmtes S/S-Ereignis dauern kann. Ausgestattet mit derartigen Informationen kann die Fahrzeugsteuerung eine Bestimmung machen, ob der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders durchgeführt werden soll. Konkret kann, wenn vorhergesagt wird, dass der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders eine Dauer dauert, die länger als die vorhergesagte oder gelernte Stopp-Dauer ist, der Kühlvorgang dann nicht beginnen, wodurch der unerwünschte Verbrauch von Energie vermieden werden kann. Eine derartige Angabe kann besonders nützlich in Beispielen sein, bei denen mehr als ein Zylinder für den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders geplant ist. Wenn alternativ erwartet wird, dass der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders eine Dauer dauert, die weniger als die vorhergesagte oder gelernte Stopp-Dauer ist, dann kann der Kühlvorgang beginnen.
Hier erörtert kann das Durchführen des „Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders“ beinhalten, dass ein Zylinder gekühlt wird, oder kann beinhalten, dass mehr als ein Zylinder gekühlt wird, wobei, wenn der Kühlvorgang beinhaltet, dass mehr als ein Zylinder gekühlt wird, die Zylinder auf sequentielle Weise gekühlt werden, wobei immer nur ein Zylinder gekühlt wird. Somit bezieht sich der Ausdruck „Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders“ konkret auf das Kühlen eines bestimmten Zylinders zu einem Zeitpunkt, auch wenn es Umstände geben kann, bei denen das Kühlen von mehr als einem Zylinder angefordert wird.
Bei 502 erfüllte Bedingungen können ferner eine Angabe beinhalten, dass der SOC der bordeigenen Energiespeichervorrichtung über einem zuvor festgelegten Niveau ist, das ausreichend ist, um den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders durchzuführen, ohne sich negativ auf nachgelagerte Anwendungen auszuwirken (z. B. Verbrennungsmotorstart usw.), die Energie von der bordeigenen Energiespeichervorrichtung oder Batterie verwenden.
Falls bei 502 nicht angegeben wird, dass Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders erfüllt sind, kann das Verfahren 500 zu 506 übergehen. Bei 506 kann das Verfahren 500 das Beibehalten von aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen beinhalten. Wenn sich zum Beispiel das Fahrzeug bei einem S/S-Ereignis befindet, aber Bedingungen zum Durchführen des Kühlvorgangs nicht erfüllt sind, dann kann der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs ausgeschaltet bleiben und der elektrische Booster ausgeschaltet bleiben usw. Wenn das Fahrzeug in Betrieb ist und der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt, können derartige Bedingungen beibehalten werden. In einem Fall, in dem das Fahrzeug mindestens teilweise über elektrische Leistung angetrieben wird, kann ein derartiger Betrieb beibehalten werden.
Wieder bei 502 kann das Verfahren 500 als Reaktion darauf, dass Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders erfüllt sind, zu 510 übergehen. Bei 510 kann das Verfahren 500 das Parken eines überhitzten Zylinders mit zumindest teilweise offenen Einlass- und Auslassventilen beinhalten. In dem Fall, in dem nur ein Zylinder für den Kühlvorgang geplant ist, kann dieser bestimmte Zylinder geparkt werden, wobei seine Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind. In dem Fall, in dem mehr als ein Zylinder für den Kühlvorgang geplant ist, dann kann zuerst nur ein Zylinder geparkt werden, wobei seine Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind. In einigen Beispielen, bei denen mehr als ein Zylinder für den Kühlvorgang geplant ist, kann dann die Steuerung eine Bestimmung machen, welcher Zylinder am stärksten überhitzt ist, und dieser Zylinder kann zuerst geparkt werden, wobei seine Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind. Auf diese Weise können an dem Zylinder, der am stärksten überhitzt ist, abmildernde Maßnahmen ergriffen werden, bevor an dem/den anderen Zylinder(n) abmildernde Maßnahmen ergriffen werden.
In einem Fahrzeug, das mit TiVCT konfiguriert ist, kann ein derartiger Schritt beinhalten, dass der erste öldruckgesteuerte Aktor (z. B. 283) für die Einlassnockenwelle über die Steuerung gesteuert wird und kann ferner beinhalten, dass der zweite öldruckgesteuerte Aktor (z. B. 284) für die Auslassnockenwelle über die Steuerung gesteuert wird, um sicherzustellen, dass das Einlassventil für den ausgewählten Zylinder und das Auslassventil für den ausgewählten Zylinder zumindest teilweise offen sind. Es versteht sich, dass das Steuern des Einlassventils und des Auslassventils, sodass sie zumindest teilweise offen sind, das Steuern des Einlassventils und des Auslassventils beinhalten kann, sodass sie so offen wie möglich sind, angesichts inhärenter Einschränkungen des Verbrennungsmotorsystems. Auf diese Weise kann Kühlluftstrom durch den Zylinder maximiert werden, wie nachfolgend weiter ausgearbeitet wird.
In einigen Beispielen kann das Steuern der Einlass- und Auslassventile in die zumindest teilweise offene Position beinhalten, dass die Steuerung der elektrischen Maschine (z. B. 52) befiehlt, die Drehung des Verbrennungsmotors zu steuern oder zu unterstützen, sodass die Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind.
Es versteht sich, dass das Parken des Zylinders mit seinen zumindest teilweise offenen Einlass- und Auslassventilen umfassen kann, dass sich der Kolben dieses Zylinders innerhalb einer Schwellengradzahl (z. B. 5°) des OT befindet.
Obwohl nicht explizit veranschaulicht, können bei Schritt 510 mehrere andere Handlungen durchgeführt werden. Konkret kann die Ansaugdrossel (z. B. 20) über die Steuerung in eine vollständig offene Position befohlen werden, kann das AGR-Ventil (z. B. 152) (wenn enthalten) über die Steuerung in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden und kann das Behälterspülventil (z. B. 179) über die Steuerung in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. Ferner noch kann, wenn enthalten, ein Wastegate, oder ein Wastegate-Ventil (z. B. 91) in einigen Beispielen in eine vollständig offene Position befohlen werden. Indem das Öffnen des Wastegates befohlen wird, kann durch den Verbrennungsmotor geführte Luft (nachfolgend detailliert erörtert) im Vergleich dazu, wenn sich das Wastegate in einer vollständig geschlossenen Konfiguration befindet, weniger Widerstand ausgesetzt werden. Konkret kann bei offenem Wastegate Luftströmung um die stärker einschränkende Turbine (z.B. 116) herum geführt werden, wodurch größere Luftströmung durch den Verbrennungsmotor gefördert wird. In einem Fall, in dem das Wastegate ein federbelastetes Wastegate umfasst, kann das Wastegate während des Vorgangs geschlossen gehalten werden, was sich im Vergleich zu einer Situation, in dem die Öffnung des Wastegates befohlen werden kann, nicht erheblich auf den Kühlvorgang auswirkt.
Weiter mit 514 kann das Verfahren 500 das Anschalten des elektrischen Boosters (z. B. 155) beinhalten, um Luft durch den CAC und durch den ausgewählten Verbrennungsmotorzylinder mit zumindest teilweise offenen Einlass- und Auslassventilen zu leiten. Indem der elektrische Booster angeschaltet wird, kann Kühlluft durch den ausgewählten Zylinder geleitet werden und kann damit dazu dienen, den ausgewählten Zylinder zu kühlen. Der elektrische Booster kann auf einer zuvor festgelegten Drehzahl oder einem zuvor festgelegten Leistungsniveau angeschaltet werden, wobei die zuvor festgelegte Drehzahl und/oder das zuvor festgelegte Leistungsniveau spezifisch für den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders sind. Konkreter können sich in einigen Beispielen die zuvor festgelegte Drehzahl und/oder das zuvor festgelegte Leistungsniveau für den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders im Vergleich zu der zuvor festgelegten Drehzahl und/oder dem zuvor festgelegten Leistungsniveau wie vorstehend für den allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang beschrieben unterscheiden. In anderen Beispielen können jedoch die zuvor festgelegte Drehzahl und/oder das zuvor festgelegte Leistungsniveau zwischen dem allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang und dem Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders gleich sein.
In einigen Beispielen kann der elektrische Booster auf eine Drehzahl und/oder ein Leistungsniveau gesteuert werden, die/das von der Temperatur des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders und dem Ausmaß der Überhitzung abhängig ist. Zum Beispiel kann mit steigender Temperatur des einzelnen Zylinders der elektrische Booster auf eine höhere Drehzahl und/oder ein höheres Leistungsniveau gesteuert werden, um den Zylinder effizienter zu kühlen. Ferner können in einigen Beispielen eine Drehzahl und/oder ein Leistungsniveau des elektrischen Boosters abhängig von einer gelemten/vorhergesagten Dauer des S/S-Ereignisses gesteuert werden. Zum Beispiel können unter Bedingungen, bei denen gelemt/vorhergesagt wird, dass das S/S-Ereignis kürzer ist, die Drehzahl und/oder das Leistungsniveau des elektrischen Boosters erhöht werden, um den Zylinder schneller effizient zu kühlen. Alternativ können unter Bedingungen, bei denen gelemt/vorhergesagt wird, dass das S/S-Ereignis länger ist, die Drehzahl und/oder das Leistungsniveau des elektrischen Boosters reduziert werden.
In einigen Beispielen kann ein Drucksensor (z. B. 165), der in dem Abgassystem stromabwärts einer Turbine (z. B. 116) positioniert ist, verwendet werden, um den Luftstrom zu überwachen, der durch den einzelnen Zylinder geleitet wird. In einem Beispiel kann der Luftstrom einen erwarteten Luftstrom für den bestimmten einzelnen Zylinder unter Bedingungen, bei denen die Einlass- und Auslassventile dieses einzelnen Zylinders zumindest teilweise offen positioniert sind, umfassen. Wenn der Luftstrom wesentlich anders als erwartet ist (sich zum Beispiel um mehr als 10 % unterscheidet), dann kann angegeben werden, dass es ein potentielles Problem mit einem oder mehreren von dem/den Einlass-/Auslassventil(en), ein potentielles Problem mit dem System (z. B. TiVCT), das die Nockenansteuerung beinhaltet, usw. gibt. In einem derartigen Beispiel kann eine Störungsanzeigeleuchte an dem Armaturenbrett beleuchtet werden, die den Fahrzeugführer auf eine Anforderung zum Warten des Fahrzeugs aufmerksam macht. Wenn der überwachte Strom größer als eine Abnahmeschwelle ist, die sich von dem erwarteten Strom unterscheidet, kann die Kühlmethodik abgebrochen werden und kann die Steuerung befehlen, dass das Fahrzeug so häufig wie möglich über elektrische Leistung angetrieben wird, um eine weitere Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors aufgrund von Überhitzung zu vermeiden.
Wenn der elektrische Booster bei 514 angeschaltet worden ist, kann das Verfahren 500 zu 518 übergehen. Bei 518 kann das Verfahren 500 das Fortsetzen der Überwachung der Temperatur des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders (z. B. über einen CHT-Sensor oder einen Temperatursensor im Zylinder) beinhalten und als Reaktion darauf, dass die Zylindertemperatur unter eine Zylinderschwellentemperatur fällt, kann der Kühlvorgang beendet werden. Konkreter kann, wie vorstehend erörtert, eine Temperatur, bei der ein Überhitzungszustand eines einzelnen Zylinders angegeben wird, eine erste Zylinderschwellentemperatur umfassen. Entsprechend kann bei 518 die Verbrennungsmotorschwellentemperatur, bei der der Kühlvorgang beendet werden kann, eine zweite Zylinderschwellentemperatur umfassen. Die zweite Zylinderschwellentemperatur kann niedriger (kühler) als die erste Zylinderschwellentemperatur sein. Anders gesagt kann, wenn der Kühlvorgang die Zylindertemperatur einfach auf die erste Zylinderschwellentemperatur reduziert hat, dann das Potential für Zylinderüberhitzung sehr wahrscheinlich in einem kurzen Zeitrahmen auftreten. Wenn jedoch die Zylindertemperatur auf die zweite Zylinderschwellentemperatur unter der ersten Zylinderschwellentemperatur reduziert wird, kann die Zylindertemperatur über eine größere Dauer und in einigen Beispielen potentiell für den Rest des Antriebszyklus unter der ersten Zylinderschwellentemperatur gehalten werden.
Wenn bei 518 die Zylindertemperatur nicht als auf die oder unter die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert angegeben ist, kann das Verfahren 500 zu 522 übergehen. Bei 522 kann das Verfahren 500 beinhalten, dass der elektrische Booster angeschaltet bleibt, wobei das Einlass- und Auslassventil des ausgewählten Zylinders zumindest teilweise offen gehalten werden.
Als Reaktion darauf, dass der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders die Temperatur des ausgewählten Zylinders auf oder unter die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert, kann das Verfahren 500 zu 526 übergehen. Bei 526 kann das Verfahren 500 das Angeben beinhalten, ob die Kühlung beliebiger anderer Zylinder über den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders angefordert worden ist. Falls ja, kann das Verfahren 500 zu 502 zurückkehren und kann das Angeben beinhalten, ob Bedingungen zum Durchführen des Einzelkühlvorgangs an dem zusätzlichen Zylinder immer noch erfüllt sind. Ähnlich dem vorstehend erörterten können Bedingungen erfüllt sein, wenn angegeben wird, dass der zusätzliche Zylinder über der ersten Zylinderschwellentemperatur ist und wenn angegeben wird, dass vor einer Anforderung des Neustarts des Verbrennungsmotors ausreichend Zeit ist, um den zusätzlichen Kühlvorgang durchzuführen. Erfüllte Bedingungen können ferner eine Angabe beinhalten, dass der Batterie-SOC größer als das zuvor festgelegte SOC-Niveau zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Zylinders ist.
Es versteht sich, dass das zuvor festgelegte SOC-Niveau zum Durchführen des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders in einigen Beispielen abhängig davon eingestellt werden kann, wie viele Zylinder für den Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Zylinders ausgewählt sind. Zum Beispiel kann das zuvor festgelegte SOC-Niveau im Gegensatz dazu, wenn zum Beispiel nur ein Zylinder ausgewählt ist, größer sein, wenn mehr als ein Zylinder zur Kühlung ausgewählt ist.
In einem Beispiel, in dem (ein) zusätzliche(r) Zylinder zur Kühlung bei 526 ausgewählt ist, versteht sich, dass das Verfahren zum Kühlen (eines) derartigen/derartiger zusätzlicher Zylinder(s) im Wesentlichen gleich demjenigen ist, das bei den Schritten 502-526 beschrieben ist. Das Parken des zusätzlichen Zylinders mit seinen zumindest teilweise offenen Einlass- und Auslassventilen kann zum Beispiel das Drehen des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine beinhalten und kann ferner das Steuern des ersten öldruckgesteuerten Aktors (z. B. 283) und des zweiten öldruckgesteuerten Aktors (z. B. 284) beinhalten, sodass die Einlass- und Auslassventile für den bestimmten ausgewählten Zylinder derart gesteuert werden, dass sie zumindest teilweise offen sind.
Bei 526 kann das Verfahren 500 in dem Fall, dass keine zusätzliche Zylinderkühlung angefordert ist, zu 530 übergehen. Bei 530 kann das Verfahren 500 das Beenden des Vorgangs zur Kühlung des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders beinhalten. Konkreter kann das Beenden des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders beinhalten, dass die Steuerung ein Signal an den elektrischen Booster sendet, das ihn ausschaltet. Ferner kann die Steuerung ein Signal an die elektrische Maschine oder den Elektromotor senden, das der elektrischen Maschine oder dem Elektromotor befiehlt, den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr in eine gewünschte Verbrennungsmotorposition zum Starten des Verbrennungsmotors zu drehen. Jedoch wird der Verbrennungsmotor in anderen Beispielen gegebenenfalls im Anschluss an das Beenden des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders nicht gedreht. Ferner kann das Beenden des Vorgangs zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders beinhalten, dass die Steuerung ein Signal an das Wastegate sendet, das es in eine vollständig geöffnete Position betätigt, vorausgesetzt, dass für den allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgang seine Öffnung befohlen war.
Weiter mit 534 kann das Verfahren 500 das weitere Überwachen der Temperatur des/der einzelnen Verbrennungsmotorzylinder(s) und/oder der allgemeinen Verbrennungsmotortemperatur für die Dauer des S/S-Ereignisses beinhalten. In dem Fall, in dem sich die Temperatur von einem oder mehreren einzelnen Verbrennungsmotorzylinder(n) auf oder über die erste Zylinderschwellentemperatur erhöht, kann das Verfahren 500 dann zu 502 zurückkehren, wo der Vorgang zur Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders erneut wie beschrieben durchgeführt werden kann, vorausgesetzt, dass die Bedingungen dafür erfüllt sind. In einem Beispiel, in dem aus irgendeinem Grund die allgemeine Verbrennungsmotortemperatur auf oder über die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ansteigt, kann dann das Verfahren 500 das Fortfahren mit dem Verfahren 400 beinhalten, wie vorstehend beschrieben, das das Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs beinhalten kann, vorausgesetzt, dass die Bedingungen dafür erfüllt sind.
Weiter bei 538 kann das Verfahren 500 das Angeben beinhalten, ob Bedingungen für den automatischen Neustart des Verbrennungsmotors, um Luft und Kraftstoff zu verbrennen, erfüllt sind. Wie erörtert, kann ein Fahrzeugführer ein Gaspedal herunterdrücken, womit Raddrehmoment angefordert wird. Ein angefordertes Raddrehmoment, das über einem Schwellenwert für das Raddrehmoment liegt, oder eine Gaspedalposition, die größer als ein Schwellenwert für die Gaspedalposition ist, kann eine Anforderung zum automatischen Neustarten des Verbrennungsmotors angeben. Wenn bei 538 nicht angegeben wird, dass Bedingungen zum Autoneustart erfüllt sind, kann das Verfahren 500 zu 542 übergehen und kann das weitere Anhalten des Verbrennungsmotors beinhalten. Anders gesagt können die aktuellen Fahrzeug- und Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen beibehalten werden und die Temperatur des Verbrennungsmotors kann weiter überwacht werden.
Alternativ kann das Verfahren 500 als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass die Bedingungen zum Autoneustart erfüllt sind, zu 546 übergehen. Bei 546 kann das Verfahren 500 das Ausführen des Autoneustarts beinhalten. Das Neustarten des Verbrennungsmotors kann beinhalten, das die Steuerung einem Anlasser oder einer elektrischen Maschine befiehlt, den Verbrennungsmotor anzukurbeln, bis eine Verbrennungsmotorschwellendrehzahl erreicht ist, und dann das Bereitstellen von Kraftstoffzufuhr und Zündung, damit der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff versorgt werden, um ein definiertes Verbrennungsmotordrehzahlprofil und ein Zielverbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen. Das Verfahren 500 kann dann enden.
Somit können die vorstehend in Bezug auf 3-5 dargestellten Ablaufdiagramme ein Verfahren ermöglichen, umfassend das Anschalten eines elektrischen Verdichters in einem Einlass eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, um während eines Start-/Stopp-Ereignisses, wenn der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, einen Luftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren. Das Verfahren kann das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders mit sowohl einem Einlass- als auch einem Auslassventil des ersten einzelnen Zylinders in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration beinhalten, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten. Das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders sowohl mit dem Einlassventil als auch dem Auslassventil in der zumindest teilweise offenen Konfiguration kann das Einstellen einer Ansteuerung der Öffnung des Einlassventils und des Auslassventils über das Steuern der Drehung einer ersten Nockenwelle, die mechanisch an das Einlassventil gekoppelt ist, und über das Steuern der Drehung einer zweiten Nockenwelle, die mechanisch an das Auslassventil gekoppelt ist, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, in eine vollständig offene Position umfassen, unmittelbar nachdem (z. B. innerhalb von 5 Sekunden) der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem (z. B. innerhalb von 5 Sekunden) Anschalten des elektrischen Verdichters.
In einem Beispiel, in dem der Verbrennungsmotor eine Turbine beinhaltet, die in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, und wobei die Turbine mechanisch an einen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Verdichters in dem Einlass positioniert ist, und wobei ferner das Abgassystem einen Wastegate-Durchlass beinhaltet, der konfiguriert ist, um Fluidfluss um die Turbine herum zu leiten, wenn ein Wastegate, das in dem Wastegate-Durchlass positioniert ist, offen ist, kann das Verfahren das Befehlen des vollständigen Öffnens des Wastegates beinhalten, nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters.
In einem Beispiel des Verfahrens kann das Anschalten des elektrischen Verdichters, um den Luftstrom durch den einzelnen Zylinder zu leiten, ferner eine Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses umfassen, in Bezug auf die erwartet oder vorhergesagt wird, dass sie ausreichend ist, um die Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor der Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf die gewünschte Temperatur zu reduzieren.
In einem anderen Beispiel des Verfahrens kann das Anschalten des elektrischen Verdichters ferner das Anschalten des elektrischen Verdichters auf ein Drehzahl oder ein Leistungsniveau umfassen, die/das von einem oder mehreren von der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig ist.
In noch einem anderen Beispiel des Verfahrens kann das Reduzieren der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders als Reaktion auf eine Angabe stattfinden, dass der erste einzelne Zylinder überhitzt ist, und als Reaktion auf eine Angabe, dass ein zweiter einzelner Zylinder überhitzt ist, kann das Verfahren das Auswählen beinhalten, ob der erste einzelne Zylinder und der zweite einzelne Zylinder während des Start-/Stopp-Ereignisses sequentiell gekühlt werden sollen oder ob stattdessen ein allgemeiner Kühlvorgang durchgeführt werden soll. In einem Beispiel hängt das Auswählen, ob der erste und der zweite einzelne Zylinder sequentiell gekühlt werden sollen oder ob der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll, von einem Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung ab. Ferner kann der allgemeine Kühlvorgang das Anschalten des elektrischen Verdichters beinhalten, um einen anderen Luftstrom durch den Verbrennungsmotor zu leiten, während der Verbrennungsmotor über einen Elektromotor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird.
Die Ablaufdiagramme aus 3-5 können zusätzlich ein anderes Verfahren ermöglichen, umfassend, in einem ersten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine erste Temperatur eines einzelnen Zylinders eines Verbrennungsmotors über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem ersten Modus über das Anschalten eines elektrischen Luftverdichters, der in einem Einlass des Verbrennungsmotors stromaufwärts eines Ladeluftkühlers positioniert ist, um einen ersten Luftstrom durch den einzelnen Zylinder, aber nicht durch andere Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten. In einem zweiten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors als Ganzes über einer ersten Verbrennungsmotorschwellenmotortemperatur befindet, kann das Verfahren das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem zweiten Modus über das Anschalten des elektrischen Luftverdichters beinhalten, um einen zweiten Luftstrom durch alle Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten. Zum Beispiel kann das Leiten des ersten Luftstroms durch den einzelnen Zylinder in dem ersten Modus dazu dienen, die erste Temperatur auf einen zweiten Schwellenzylinder zu reduzieren, und wobei das Leiten des zweiten Luftstroms durch alle Zylinder dazu dient, die zweite Temperatur auf eine zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur zu reduzieren.
Das Verfahren kann ferner das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus während eines Start/Stopp-Ereignisses, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, umfassen. In einem Beispiel kann das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus ferner eine Angabe umfassen, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, in der erwartet oder vorhergesagt wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert oder in der erwartet wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem zweiten Modus die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert, vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor zum Verbrennen von Luft und Kraftstoff erneut zu starten. Der erste Betriebszustand und der zweite Betriebszustand können vor dem Start/Stopp-Ereignis identifiziert werden und während der Verbrennungsmotor arbeitet, um Luft und Kraftstoff zu verbrennen, und wobei in dem ersten Betriebszustand und/oder dem zweiten Betriebszustand vor dem Start-/Stopp-Ereignis abmildernde Maßnahmen ergriffen werden. Derartige abmildernde Maßnahmen können das Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern, um Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten, und/oder das Anhalten der Einspritzung von Kraftstoff in den einzelnen Zylinder in dem ersten Betriebszustand beinhalten. Derartige abmildernde Maßnahmen können ferner das Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern und/oder sequentielle Anhalten und dann Wiederaufnehmen der Einspritzung von Kraftstoff in jeden aller Zylinder des Verbrennungsmotors auf eine Weise einer Ringverteilung in dem zweiten Betriebszustand beinhalten.
Das Verfahren kann ferner das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass stromabwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist, in eine vollständig offene Position umfassen, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben. Ferner kann unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor ein Wastegate beinhaltet, das in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, das Verfahren das Befehlen des Öffnens des Wastegates in eine vollständig offene Position beinhalten, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben.
Ferner noch kann das Verfahren das Positionieren des einzelnen Zylinders beinhalten, wobei in dem ersten Modus sowohl ein erstes Einlassventil als auch ein erstes Auslassventil in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration an den einzelnen Zylinder gekoppelt sind, und kann das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr über einen Elektromotor in dem zweiten Modus beinhalten, wobei das Drehen des Verbrennungsmotors das Öffnen und Schließen von Einlass- und Auslassventilen beinhaltet, die an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors gekoppelt sind.
Nun ist in 6 eine beispielhafte Zeitachse 600 zum Durchführen des Vorgangs der Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders gezeigt, der vorstehend in Bezug auf 5 detailliert erörtert ist. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 605, der angibt, ob die Kraftstoffeinspritzung in Motorzylinder im Zeitablauf an oder aus ist. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner die Verläufe 610, 615, 620 und 625 die jeweils die Temperatur eines ersten Zylinders, zweiten Zylinders, dritten Zylinders und vierten Zylinders angeben. Somit versteht sich, dass sich diese beispielhafte Zeitachse auf ein Fahrzeug mit einem Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor beziehen kann. Es ist eine erste Zylinderschwellentemperatur für jeden Zylinder angegeben, insbesondere durch die Linien 611, 616, 621 und 626 dargestellt. In dieser beispielhaften Zeitachse versteht sich, dass die ersten Zylinderschwellentemperaturen zwischen den Zylindern die gleichen sind, obwohl in anderen Beispielen die ersten Zylinderschwellentemperaturen zwischen Zylindern unterschiedlich sein können. Es versteht sich ferner, dass, wenn die Temperatur eines bestimmten Zylinders über die erste Schwellentemperatur ansteigt, dann dieser bestimmte Zylinder als überhitzt angegeben werden kann. In dieser beispielhaften Zeitachse ist der zweite Zylinder überhitzt, nachfolgend erörtert, und somit ist eine zweite Zylinderschwellentemperatur durch die Linie 617 dargestellt.
Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 630, der im Zeitverlauf angibt, ob ein S/S-Ereignis angegeben ist. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 635, der eine Position einer Ansaugdrossel (z. B. 20) im Zeitablauf angibt. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 640, der den Status des Auslassventils für den zweiten Zylinder angibt, und den Verlauf 645, der den Status des Einlassventils für den zweiten Zylinder angibt. Es versteht sich, dass nur Zylinder 2 veranschaulicht ist, da dieser bestimmte Zylinder als überhitzt angegeben ist, wie nachfolgend detailliert erörtert. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 650, der im Zeitverlauf angibt, ob der elektrische Booster (z. B. 155) ein oder aus ist. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 655, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Verbrennungsmotorstart angefordert wird.
Zum Zeitpunkt t0 ist der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in Betrieb (Verlauf 605), da Kraftstoff in Verbrennungsmotorzylinder eingespritzt wird. Jeder von dem ersten bis vierten Verbrennungsmotorzylinder ist als sich nicht in einem überhitzten Zustand befindend angegeben, da sie alle unter ihren jeweiligen ersten Zylinderschwellentemperaturen sind. Ein S/S-Ereignis ist nicht angegeben (Verlauf 630) und die Drosselposition (Verlauf 635) ist von Fahrerbedarf abhängig. Der elektrische Booster ist nicht in Betrieb (Verlauf 650) und da der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, ist keine Verbrennungsmotorstartanforderung angegeben (Verlauf 655).
Es versteht sich, dass sich zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 jedes von den Einlass-/Auslassventilen für jeden Zylinder abhängig von den verschiedenen Takten des Verbrennungsmotorzyklus öffnet und schließt. Jedoch ist lediglich der Status des Einlass- und Auslassventils für den zweiten Zylinder (jeweils Verlauf 645 und 640) veranschaulicht. Veranschaulicht für den zweiten Zylinderventilstatus ist der Status der Einlass- und Auslassventile abhängig von dem bestimmten Takt des Verbrennungsmotorzyklus. Der Verbrennungsmotorzyklus beinhaltet einen Auslasstakt (E), einen Einlasstakt (I), einen Verdichtungstakt (C) und einen Arbeitstakt (P). Veranschaulicht zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 öffnen und schließen sich die Einlass- und Auslassventile abhängig von dem Zyklustakt des Verbrennungsmotors.
Zum Zeitpunkt t1 steigt die Temperatur des zweiten Zylinders über die erste Zylinderschwellentemperatur. Anders gesagt wird zum Zeitpunkt t1 angegeben, dass der zweite Zylinder einen Überhitzungszustand umfasst. Entsprechend ist mit der Angabe der Überhitzung des zweiten Zylinders für das nächste S/S-Ereignis ein Vorgang der Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders geplant. Ein derartiges Planen kann zum Beispiel über die Steuerung durchgeführt werden. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, können zwischen dem Zeitpunkt t1 und t2 in einem Versuch, die Temperatur des zweiten Zylinders zu reduzieren, abmildernde Maßnahmen ergriffen werden. Derartige Beispiele können das Anhalten der Kraftstoffeinspritzung in den zweiten Zylinder, das Aktivieren von Kühllüftern usw. beinhalten. In diesem Beispiel versteht sich, dass zwischen dem Zeitpunkt t1 und t2 Kühllüfter angeschaltet werden, obwohl andere Strategien wie vorstehend erörtert durchgeführt werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Zum Zeitpunkt t2 wird ein S/S-Ereignis angegeben. Entsprechend wird Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungsmotorzylinder angehalten (Verlauf 605). Ferner wird mit dem angegebenen S/S-Ereignis die Drossel in eine vollständig offene Position gesteuert (Verlauf 635). Es versteht sich ferner, dass zum Zeitpunkt t2 Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs der Kühlung eines einzelnen Verbrennungsmotorzylinders als erfüllt angegeben sind, in Bezug auf Schritt 502 des Verfahrens 500 detailliert erörtert. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, kann in Beispielen, in denen das Fahrzeugsystem ein Wastegate beinhaltet, zum Zeitpunkt t2 als Reaktion auf die Angabe, dass die Bedingungen erfüllt sind, das Öffnen des Wastegates befohlen werden.
Wenn bei t2 Bedingungen als erfüllt angegeben werden, kann der Verbrennungsmotor gesteuert werden, um das Einlass- und Auslassventil entsprechend dem überhitzten Zylinder (in diesem Beispiel dem zweiten Zylinder) zu positionieren, sodass sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil zumindest teilweise offen ist. Wie vorstehend erörtert, können Aktoren wie zum Beispiel der erste öldruckgesteuerte Aktor (z. B. 283) und der zweite öldruckgesteuerte Aktor (z. B. 284), die jeweils mit einer Eingangsnockenwelle (z. B. 281) und Ausgangsnockenwelle (z. B. 282) verbunden sind, über die Steuerung betätigt werden, um den Verbrennungsmotor mit den für den zweiten Zylinder zumindest teilweise offenen Einlass- und Auslassventilen zu positionieren. In einigen Beispielen kann eine derartige Handlung durchgeführt werden, während sich der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand dreht, während in anderen Beispielen die elektrische Maschine verwendet werden kann, um die Verbrennungsmotordrehung in die Position, in der die Einlass- und Auslassventile entsprechend dem zweiten Zylinder zumindest teilweise offen sind, zu unterstützen oder zu steuern. Entsprechend sind zum Zeitpunkt t3 das Einlassventil (Verlauf 645) und Auslassventil (Verlauf 640) derart positioniert.
Wenn Bedingungen zum Durchführen des Vorgangs der Kühlung des einzelnen Verbrennungsmotorzylinders erfüllt sind und wenn das Öffnen der Drossel befohlen wird (und das Öffnen des Wastegates befohlen wird, wenn enthalten), wird zum Zeitpunkt t3 das Anschalten des elektrischen Boosters empfohlen. Wie erörtert, kann der elektrische Booster auf eine zuvor festgelegte Drehzahl und/oder ein zuvor festgelegtes Leistungsniveau gesteuert werden oder in einigen Beispielen kann die Drehzahl/das Leistungsniveau von dem Ausmaß der Zylinderüberhitzung abhängig sein und kann damit ferner von Umgebungstemperatur, über den aktuellen Antriebszyklus summierten Massenluftstrom durch den Verbrennungsmotor usw. abhängig sein.
Wenn der elektrische Booster zum Zeitpunkt t3 angeschaltet wird, kann Luft durch einen CAC (z.B. 118) geführt werden, wodurch Kühlluft durch den überhitzten Zylinder geleitet werden kann, die dazu dient, den überhitzten Zylinder zu kühlen. Entsprechend beginnt die Temperatur des zweiten Zylinders zwischen dem Zeitpunkt t3 und t4 zurückzugehen (Verlauf 615).
Zum Zeitpunkt t4 erreicht die Temperatur des zweiten Zylinders die zweite Zylinderschwellentemperatur, dargestellt durch die Linie 617. Wenn sich die zweite Zylindertemperatur über den Kühlvorgang auf die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert hat, wird der elektrische Booster abgeschaltet (Verlauf 650). Obwohl nicht explizit gezeigt, kann, wenn das Öffnen des Wastegates befohlen wäre, um den Kühlvorgang durchzuführen, zum Zeitpunkt t4 das Schließen des Wastegates befohlen werden. Zwischen dem Zeitpunkt t4 und t5 wird die Temperatur des zweiten Zylinders weiterhin überwacht und die Temperatur bleibt unter der ersten Zylinderschwellentemperatur.
Zum Zeitpunkt t5 wird ein Verbrennungsmotorneustart angefordert (Verlauf 655). Obwohl nicht explizit veranschaulicht, kann das Neustarten des Verbrennungsmotors beinhalten, dass ein Anlasser oder eine elektrische Maschine den Verbrennungsmotor auf eine zuvor festgelegte Drehzahl dreht und dann mit dem Einspritzen von Kraftstoff (und mit der Zündung) beginnt. Entsprechend versteht sich, dass mit dem angeforderten Neustart des Verbrennungsmotors zwischen dem Zeitpunkt t5 und t6 der Anlasser oder die elektrische Maschine verwendet wird, um damit zu beginnen, den Verbrennungsmotor zu drehen, und zum Zeitpunkt t6 Kraftstoffeinspritzung (und Zündung) bereitgestellt wird (Verlauf 605). Wenn der Verbrennungsmotor zum Zeitpunkt t5 beginnt, sich zu drehen, beginnen die Einlass- und Auslassventile des zweiten Zylinders den Betrieb. Zwischen dem Zeitpunkt t6 und t7 wird das Fahrzeug über den Verbrennungsmotor angetrieben und ändert sich die Drosselposition in Abhängigkeit von Fahrerbedarf.
Nun ist in 7 eine beispielhafte Zeitachse 700 zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs gezeigt, der vorstehend in Bezug auf 4 detailliert erörtert ist. Die Zeitachse 700 beinhaltet den Verlauf 705, der im Zeitverlauf angibt, ob dem Verbrennungsmotor Kraftstoffeinspritzung bereitgestellt wird (ein) oder nicht (aus). Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 710, der die Verbrennungsmotortemperatur (allgemeine Verbrennungsmotortemperatur) im Zeitverlauf angibt. Die Linie 711 stellt die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur dar, wobei es sich versteht, dass der Verbrennungsmotor überhitzt ist, wenn die Verbrennungsmotortemperatur bei der oder über der ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist. Die Linie 712 stellt die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur dar, die, wenn sie während des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erreicht wird, dazu führen kann, dass der allgemeine Kühlvorgang beendet wird, da das gewünschte Ergebnis des Kühlens des Verbrennungsmotors auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur erreicht worden ist. Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 715, der im Zeitverlauf angibt, ob ein S/S-Ereignis angegeben ist oder nicht. Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 720, der im Zeitverlauf angibt, ob eine Ansaugdrossel (z. B. 20) offen oder geschlossen ist (oder sich irgendwo dazwischen befindet). Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 725, der im Zeitverlauf einen Status einer elektrischen Maschine (z. B. 52) angibt. Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 730, der die Verbrennungsmotordrehzahl (U/min des Verbrennungsmotors) im Zeitverlauf angibt. Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 735, der im Zeitverlauf einen Status des elektrischen Boosters (z. B. 155) angibt. Die Zeitachse 700 beinhaltet ferner den Verlauf 740, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Verbrennungsmotorstart angefordert wird.
Zum Zeitpunkt t0 ist der Verbrennungsmotor in Betrieb und Verbrennungsmotorzylindern wird Kraftstoff bereitgestellt (Verlauf 705). Anders gesagt wird das Fahrzeug über den Verbrennungsmotor angetrieben. Die elektrische Maschine ist aus (Verlauf 725), der elektrische Booster ist aus (Verlauf 735) und da der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, wird kein Verbrennungsmotorstart angefordert (Verlauf 740). Die Verbrennungsmotortemperatur (Verlauf 710) ist unter der ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur und somit ist der Verbrennungsmotor zum Zeitpunkt t0 nicht als überhitzt angegeben. Ein S/S-Ereignis ist nicht angegeben (Verlauf 715).
Zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 variieren die Drosselposition (Verlauf 720) und Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 730) in Abhängigkeit von Fahrerbedarf. Zum Zeitpunkt t1 wird ein Verbrennungsmotorüberhitzungszustand angegeben (Verlauf 710), da die Verbrennungsmotortemperatur auf die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur angestiegen ist. Entsprechend versteht sich, auch wenn nicht explizit veranschaulicht, dass zwischen dem Zeitpunkt t1 und t2 abmildernde Maßnahmen, die das Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern beinhalten, unternommen werden, um die Verbrennungsmotortemperatur zu reduzieren. In einigen Beispielen (hier nicht veranschaulicht) können abmildernde Maßnahmen das Durchführen eines Kühlvorgangs auf eine Weise einer Ringverteilung beinhalten, der das Abschalten der Kraftstoffzufuhr an einen Zylinder nacheinander beinhaltet, während das Öffnen der Einlass- und Auslassventile beibehalten wird, um kalte Luft durch den Verbrennungsmotor zu pumpen. Es versteht sich jedoch, dass in dieser beispielhaften Zeitachse Kühllüfter angeschaltet sind.
Mit dem zum Zeitpunkt t1 identifizierten Verbrennungsmotorüberhitzungszustand ist für das nächste S/S-Ereignis ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang geplant. Zum Zeitpunkt t2 wird die Anforderung des nächsten S/S-Ereignisses angegeben (Verlauf 715). Entsprechend wird Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungsmotorzylinder angehalten (Verlauf 705). Es versteht sich, dass zwischen dem Zeitpunkt t2 und t3 Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs als erfüllt angegeben sind, vorstehend in Bezug auf Schritt 402 des Verfahrens 400 detailliert erörtert.
Wenn Bedingungen zum Durchführen des allgemeinen Verbrennungsmotorkühlvorgangs erfüllt sind, wird zum Zeitpunkt t3 die Drossel in eine vollständig offene Position befohlen (Verlauf 720) und wird die elektrische Maschine angeschaltet (Verlauf 725), um den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr zu drehen. Entsprechend erhöht sich zwischen dem Zeitpunkt t3 und t4 die U/min des Verbrennungsmotors, während die elektrische Maschine eingesetzt wird, um den Verbrennungsmotor zu drehen. Es versteht sich, dass die Einlass- und Auslassventile arbeiten, um sich zu öffnen und zu schließen, während der Verbrennungsmotor gedreht wird. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, kann in einigen Beispielen, in denen das Fahrzeug ein Wastegate (z. B. 91) beinhaltet, das Wastegate in eine vollständig offene Position befohlen werden.
In diesem Beispiel wird der Verbrennungsmotor gedreht, um eine zuvor festgelegte Drehzahl zu erreichen. Die zuvor festgelegte Drehzahl kann von der Verbrennungsmotortemperatur, der Umgebungstemperatur, der über den aktuellen Antriebszyklus summierten Luftmasse vor dem aktuellen S/S-Ereignis usw. abhängig sein. Während sich zum Zeitpunkt t4 der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr dreht, wird der elektrische Booster aktiviert. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, wird der elektrische Booster auf eine zuvor festgelegte Drehzahl oder ein zuvor festgelegtes Leistungsniveau gesteuert. In einigen Beispielen kann ein derartige(s) zuvor festgelegte(s) Drehzahl und/oder Leistungsniveau von der Verbrennungsmotortemperatur, der Umgebungstemperatur, der über den aktuellen Antriebszyklus summierten Luftmasse usw. abhängig sein.
Wenn der elektrische Booster angeschaltet ist, wird Luft durch den CAC (z. B. 118) geleitet, wodurch Kühlluft durch den Verbrennungsmotor geführt wird, der ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, versteht es sich, dass das Drehen des Verbrennungsmotors derart durchgeführt wird, dass sich der Verbrennungsmotor in dieselbe Richtung dreht wie diejenige, wenn der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt. Eine derartige Drehung erzeugt ein Vakuum in dem Einlass und einen Druck in dem Auslass und unterstützt dadurch die Entnahme von Luft aus dem elektrischen Booster durch den Verbrennungsmotor. Entsprechend nimmt zwischen dem Zeitpunkt t4 und t5 die Verbrennungsmotortemperatur ab.
Zum Zeitpunkt t5 erreicht die Verbrennungsmotortemperatur (Verlauf 710) die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur (Linie 712). Entsprechend wird die elektrische Maschine über die Steuerung deaktiviert (Verlauf 725) und wird der elektrische Booster (Verlauf 735) über die Steuerung ausgeschaltet. Entsprechend läuft der Verbrennungsmotor zwischen dem Zeitpunkt t5 und t6 in den Ruhezustand aus (Verlauf 730). Zwischen dem Zeitpunkt t5 und t6 wird die Verbrennungsmotortemperatur weiterhin überwacht und die Temperatur bleibt unter der ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur, sodass keine zusätzliche Verbrennungsmotorkühlung angefordert wird.
Zu Zeitpunkt t6 wird ein Verbrennungsmotorstart angefordert (Verlauf 740) und entsprechend wird die elektrische Maschine eingesetzt (Verlauf 725), um den Verbrennungsmotor zu drehen. Entsprechend erhöht sich die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 730) zwischen dem Zeitpunkt t6 und t7 und zum Zeitpunkt t7 wird dem Verbrennungsmotor Kraftstoff bereitgestellt (Verlauf 705), während die elektrische Maschine deaktiviert wird (Verlauf 725). Zwischen dem Zeitpunkt t7 und t8, während der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt, variieren die Drosselposition und U/min des Verbrennungsmotors gemäß Fahrerbedarf.
Auf diese Weise kann unter Bedingungen, bei denen ein Zustand eines überhitzten Verbrennungsmotors identifiziert ist, abhängig davon, ob der Zustand des überhitzten Verbrennungsmotors auf einen einzelnen Verbrennungsmotorzylinder (oder in einigen Beispielen Zylinder) oder den Verbrennungsmotor als Ganzes beschränkt ist, eine effektive Strategie ausgewählt werden, um den Zustand des überhitzten Verbrennungsmotors abzumildern, die den einzelnen Verbrennungsmotorzylinder oder den Verbrennungsmotor als Ganzes effektiv kühlen kann, während effektiv Leistung verwendet wird, die in einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung gespeichert ist. Dabei kann Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors aufgrund von Überhitzungszuständen reduziert oder vermieden werden.
Der technische Effekt ist das Erkennen, dass unter Bedingungen, bei denen ein Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs bei einem Start-/Stopp-Ereignis davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, Temperaturen des Verbrennungsmotors und der Verbrennungsmotorzylinder weiter steigen können und dass in einem Fall, in dem angegeben wird, dass ein oder mehrere Zylinder oder der Verbrennungsmotor als Ganzes überhitzt sind, ein derartiger weiterer Anstieg zu Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors führen kann. Somit ist ein weiterer technischer Effekt das Erkennen, dass es in einigen Beispielen energieeffizienter sein kann, einen einzelnen Verbrennungsmotorzylinder oder Zylinder nacheinander zu kühlen, auf sequentielle Weise, wohingegen es in anderen Beispielen wünschenswert sein kann, alle Verbrennungsmotorzylinder zu kühlen. Ein weiterer technischer Effekt ist das Erkennen, dass ein elektrischer Luftverdichter, der in einem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, eingesetzt werden kann, um dem Verbrennungsmotor oder (einem) einzelnen Verbrennungsmotorzylinder(n) unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, Kühlluftstrom bereitzustellen. Ein noch weiterer technischer Effekt ist das Erkennen, dass ein derartiger Kühlluftstrom unter derartigen Umständen erhöht werden kann, wenn eine Ansaugdrossel und ein Wastegate vollständig offen befohlen sind, während der elektrische Luftverdichter angeschaltet ist. Indem die vorstehend genannten technischen Effekte in Bezug auf die hier erörterten Systeme und Methodiken eingesetzt werden, kann Beeinträchtigung des Verbrennungsmotors als Reaktion auf Verbrennungsmotorüberhitzungszustände für Fahrzeuge, die mit Start-/Stopp-Fähigkeiten konfiguriert sind, reduziert oder vermieden werden.
Die hier und unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Systeme können zusammen mit den hier und unter Bezugnahme auf 3-5 beschriebenen Verfahren ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Anschalten eines elektrischen Verdichters in einem Einlass eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, um während eines Start-/Stopp-Ereignisses, wenn der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, einen Luftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders mit sowohl einem Einlassventil als auch einem Auslassventil des ersten einzelnen Zylinders in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders sowohl mit dem Einlassventil als auch dem Auslassventil in der zumindest teilweise offenen Konfiguration das Einstellen einer Ansteuerung der Öffnung des Einlassventils und des Auslassventils über das Steuern der Drehung einer ersten Nockenwelle, die mechanisch an das Einlassventil gekoppelt ist, und über das Steuern der Drehung einer zweiten Nockenwelle, die mechanisch an das Auslassventil gekoppelt ist, beinhaltet. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis zweiten Beispiel und umfasst ferner das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, in eine vollständig offene Position, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Verbrennungsmotor eine Turbine beinhaltet, die in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Verdichters in dem Einlass positioniert ist, und wobei das Abgassystem einen Wastegate-Durchlass beinhaltet, der konfiguriert ist, um Fluidfluss um die Turbine herum zu leiten, wenn ein Wastegate, das in dem Wastegate-Durchlass positioniert ist, offen ist; und wobei das Wastegate in eine vollständig offene Position befohlen wird, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Anschalten des elektrischen Verdichters, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten, ferner eine Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses umfasst, in Bezug auf die erwartet oder vorhergesagt wird, dass sie ausreichend ist, um die Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor der Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf die gewünschte Temperatur zu reduzieren. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis fünften Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Anschalten des elektrischen Verdichters ferner das Anschalten des elektrischen Verdichters auf eine Drehzahl oder ein Leistungsniveau umfasst, die/das von einem oder mehreren von der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig ist. Ein siebtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis sechsten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Reduzieren der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders als Reaktion auf eine Angabe stattfindet, dass der erste einzelne Zylinder überhitzt ist; und als Reaktion auf eine Angabe, dass ein zweiter einzelner Zylinder überhitzt ist, das Auswählen, ob der erste einzelne Zylinder und der zweite einzelne Zylinder während des Start-/Stopp-Ereignisses sequentiell gekühlt werden sollen oder ob ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll. Ein achtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis siebten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Auswählen, ob der erste und der zweite einzelne Zylinder sequentiell gekühlt werden sollen oder ob der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll, von einem Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung abhängt. Ein neuntes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis achten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang das Anschalten des elektrischen Verdichters beinhaltet, um einen anderen Luftstrom durch den Verbrennungsmotor zu leiten, während der Verbrennungsmotor über einen Elektromotor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird.
Ein anderes Beispiel eines Verfahrens umfasst in einem ersten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine erste Temperatur eines einzelnen Zylinders eines Verbrennungsmotors über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem ersten Modus über das Anschalten eines elektrischen Luftverdichters, der in einem Einlass des Verbrennungsmotors stromaufwärts eines Ladeluftkühlers positioniert ist, um einen ersten Luftstrom durch den einzelnen Zylinder, aber nicht durch andere Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten; und in einem zweiten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors als Ganzes über einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet, das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem zweiten Modus über das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um einen zweiten Luftstrom durch alle Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten. In einem ersten Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren ferner, dass das Leiten des ersten Luftstroms durch den einzelnen Zylinder in dem ersten Modus dazu dient, die erste Temperatur auf eine zweite Zylinderschwellentemperatur zu reduzieren; und wobei das Leiten des zweiten Luftstroms durch alle Zylinder dazu dient, die zweite Temperatur auf eine zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur zu reduzieren. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und umfasst ferner das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus während eines Start-/Stopp-Ereignisses, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen; und wobei das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus ferner eine Angabe umfasst, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, in der erwartet wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert oder in der erwartet wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem zweiten Modus die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert, vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor zum Verbrennen von Luft und Kraftstoff erneut zu starten. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der erste Betriebszustand und der zweite Betriebszustand identifiziert werden, während der Verbrennungsmotor arbeitet, um Luft und Kraftstoff zu verbrennen, und wobei in dem ersten Betriebszustand und/oder dem zweiten Betriebszustand vor dem Start-/Stopp-Ereignis abmildernde Maßnahmen ergriffen werden, wobei die abmildernden Maßnahmen eines oder mehrere von Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern, um Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten, und/oder Anhalten der Einspritzung von Kraftstoff in den einzelnen Zylinder in dem ersten Betriebszustand; und Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern und/oder sequentielles Anhalten und dann Wiederaufnehmen der Einspritzung von Kraftstoff in jeden aller Zylinder des Verbrennungsmotors auf eine Weise einer Ringverteilung in dem zweiten Betriebszustand beinhalten. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass stromabwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist, in eine vollständig offene Position, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben; und unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor ein Wastegate beinhaltet, das in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, das Befehlen des Öffnens des Wastegates in eine vollständig offene Position, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von jedem von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus ferner das Positionieren des einzelnen Zylinders sowohl mit einem ersten Einlassventil als auch einem ersten Auslassventil in zumindest teilweise offenen Konfigurationen an den einzelnen Zylinder gekoppelt umfasst; und wobei das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem zweiten Modus ferner das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr über einen Elektromotor umfasst, und wobei das Drehen des Verbrennungsmotors das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile beinhaltet, die an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors gekoppelt sind.
Ein System für ein Hybridfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor, beinhaltend einen Einlass und einen Auslass; eine Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern wobei jeder Zylinder Einlass- und Auslassventile beinhaltet; einen elektrischen Luftverdichter, der an den Einlass stromaufwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelt ist, wobei sich der Ladeluftkühler stromaufwärts einer Ansaugdrossel befindet, einen ersten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer ersten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Einlassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; einen zweiten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer zweiten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Auslassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; ein Start-/Stopp-System, das konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass ein Satz an zuvor festgelegten Betriebsbedingungen erfüllt ist, automatisch davon abzuhalten, Luft und Kraftstoff zu verbrennen; und eine Steuerung, die eine Steuerung, die Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anschalten des elektrischen Luftverdichters bei einem Start-/Stopp-Ereignis, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, um unter Bedingungen, bei denen sich eine erste Temperatur des einzelnen Zylinders über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, aber bei denen sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors unter einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet, Kühlluft durch einen einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu strömen; und wobei das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen, ferner das Befehlen, dass sich die Drossel in eine vollständig offene Position öffnet, und das Steuern des ersten Aktors und des zweiten Aktors, um ein Einlassventil und ein Auslassventil des einzelnen Zylinders in zumindest teilweise offenen Konfigurationen zu positionieren, umfasst. In einem ersten Beispiel des Systems umfasst das System ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung; ein bordeigenes Navigationssystem; wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes speichert: Abrufen von Informationen in Bezug auf eine vorhergesagte Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung und/oder das bordeigene Navigationssystem; und Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um bei dem Start-/Stopp-Ereignis als Reaktion darauf, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, die größer ist als eine Menge an Zeit in Bezug auf die vorhergesagt wird, dass sie die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf eine gewünschte Temperatur reduziert, Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen. Ein zweites Beispiel des Systems beinhaltet optional das erste Beispiel und umfasst ferner eine Turbine, die in dem Auslass positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen mechanisch angetriebenen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist; einen Wastegate-Durchlass, der ein betätigbares Wastegate beinhaltet, wobei der Wastegate-Durchlass konfiguriert ist, um Fluidfluss unter Bedingungen, bei denen das betätigbare Wastegate offen ist, um die Turbine herum zu leiten; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um dem Wastegate bei dem Start-/Stopp-Ereignis und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Luftverdichters zu befehlen, sich zu öffnen. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis zweiten Beispiel und umfasst ferner einen Elektromotor, der einen Elektromotor, der konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu drehen; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um unter Bedingungen, bei denen die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors größer als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist, den elektrischen Luftverdichter anzuschalten und den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr zu drehen, um die Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern zu kühlen, anstatt Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
Es ist zu beachten, 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 einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wiedergeben, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen 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 oben ausgeführte Technik auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfiguration und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen, wobei sie 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 Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren durch Folgendes bereitgestellt: Anschalten eines elektrischen Verdichters in einem Einlass eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, um während eines Start-/Stopp-Ereignisses, wenn der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, einen Luftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren durch das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders mit sowohl einem Einlassventil als auch einem Auslassventil des ersten einzelnen Zylinders in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration bereitgestellt, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders sowohl mit dem Einlassventil als auch dem Auslassventil in der zumindest teilweise offenen Konfiguration das Einstellen einer Ansteuerung der Öffnung des Einlassventils und des Auslassventils über das Steuern der Drehung einer ersten Nockenwelle, die mechanisch an das Einlassventil gekoppelt ist, und über das Steuern der Drehung einer zweiten Nockenwelle, die mechanisch an das Auslassventil gekoppelt ist, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren durch das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, in eine vollständig offene Position bereitgestellt, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei der Verbrennungsmotor eine Turbine beinhaltet, die in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Verdichters in dem Einlass positioniert ist, und wobei das Abgassystem einen Wastegate-Durchlass beinhaltet, der konfiguriert ist, um Fluidfluss um die Turbine herum zu leiten, wenn ein Wastegate, das in dem Wastegate-Durchlass positioniert ist, offen ist; und wobei das Wastegate in eine vollständig offene Position befohlen wird, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei das Anschalten des elektrischen Verdichters, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten, ferner eine Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses umfasst, in Bezug auf die erwartet oder vorhergesagt wird, dass sie ausreichend ist, um die Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor der Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf die gewünschte Temperatur zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei das Anschalten des elektrischen Verdichters ferner das Anschalten des elektrischen Verdichters auf eine Drehzahl oder ein Leistungsniveau umfasst, die/das von einem oder mehreren von der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei das Reduzieren der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders als Reaktion auf eine Angabe stattfindet, dass der erste einzelne Zylinder überhitzt ist; und als Reaktion auf eine Angabe, dass ein zweiter einzelner Zylinder überhitzt ist, das Auswählen, ob der erste einzelne Zylinder und der zweite einzelne Zylinder während des Start-/Stopp-Ereignisses sequentiell gekühlt werden sollen oder ob ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahrens bereitgestellt, wobei das Auswählen, ob der erste und der zweite einzelne Zylinder sequentiell gekühlt werden sollen oder ob der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll, von einem Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung abhängt.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang das Anschalten des elektrischen Verdichters beinhaltet, um einen anderen Luftstrom durch den Verbrennungsmotor zu leiten, während der Verbrennungsmotor über einen Elektromotor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahrens bereitgestellt, durch, in einem ersten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine erste Temperatur eines einzelnen Zylinders eines Verbrennungsmotors über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem ersten Modus über das Anschalten eines elektrischen Luftverdichters, der in einem Einlass des Verbrennungsmotors stromaufwärts eines Ladeluftkühlers positioniert ist, um einen ersten Luftstrom durch den einzelnen Zylinder, aber nicht durch andere Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten; und in einem zweiten Betriebszustand, in dem angegeben wird, dass sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors als Ganzes über einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet, das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem zweiten Modus über das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um einen zweiten Luftstrom durch alle Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, durch Leiten des ersten Luftstroms durch den einzelnen Zylinder in dem ersten Modus dazu dient, die erste Temperatur auf eine zweite Zylinderschwellentemperatur zu reduzieren; und wobei das Leiten des zweiten Luftstroms durch alle Zylinder dazu dient, die zweite Temperatur auf eine zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, durch Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus während eines Start-/Stopp-Ereignisses, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen; und wobei das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus und dem zweiten Modus ferner eine Angabe umfasst, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, in der erwartet wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf die zweite Zylinderschwellentemperatur reduziert oder in der erwartet wird, dass das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem zweiten Modus die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors auf die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur reduziert, vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor zum Verbrennen von Luft und Kraftstoff erneut zu starten.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei, der erste Betriebszustand und der zweite Betriebszustand identifiziert werden, während der Verbrennungsmotor arbeitet, um Luft und Kraftstoff zu verbrennen, und wobei in dem ersten Betriebszustand und/oder dem zweiten Betriebszustand vor dem Start-/Stopp-Ereignis abmildernde Maßnahmen ergriffen werden, wobei die abmildernden Maßnahmen eines oder mehrere von Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern, um Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten, und/oder Anhalten der Einspritzung von Kraftstoff in den einzelnen Zylinder in dem ersten Betriebszustand; und Anschalten von einem oder mehreren Kühllüftern und/oder sequentielles Anhalten und dann Wiederaufnehmen der Einspritzung von Kraftstoff in jeden aller Zylinder des Verbrennungsmotors auf eine Weise einer Ringverteilung in dem zweiten Betriebszustand beinhalten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass stromabwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist, in eine vollständig offene Position, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben; und unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor ein Wastegate beinhaltet, das in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, das Befehlen des Öffnens des Wastegates in eine vollständig offene Position, um den Verbrennungsmotor sowohl in dem ersten Modus als auch dem zweiten Modus zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, wobei das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Modus ferner das Positionieren des einzelnen Zylinders sowohl mit einem ersten Einlassventil als auch einem ersten Auslassventil in zumindest teilweise offenen Konfigurationen an den einzelnen Zylinder gekoppelt umfasst; und wobei das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem zweiten Modus ferner das Drehen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffzufuhr über einen Elektromotor umfasst, und wobei das Drehen des Verbrennungsmotors das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile beinhaltet, die an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors gekoppelt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, aufweisend einen Verbrennungsmotor, beinhaltend einen Einlass und einen Auslass; eine Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern wobei jeder Zylinder Einlass- und Auslassventile beinhaltet, einen elektrischen Luftverdichter, der an den Einlass stromaufwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelt ist, wobei sich der Ladeluftkühler stromaufwärts einer Ansaugdrossel befindet, einen ersten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer ersten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Einlassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; einen zweiten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer zweiten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Auslassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; ein Start-/Stopp-System, das konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass ein Satz an zuvor festgelegten Betriebsbedingungen erfüllt ist, automatisch davon abzuhalten, Luft und Kraftstoff zu verbrennen; und eine Steuerung, die eine Steuerung, die Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anschalten des elektrischen Luftverdichters bei einem Start-/Stopp-Ereignis, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, um unter Bedingungen, bei denen sich eine erste Temperatur des einzelnen Zylinders über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, aber bei denen sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors unter einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet, Kühlluft durch einen einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu strömen; und wobei das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen, ferner das Befehlen, dass sich die Drossel in eine vollständig offene Position öffnet, und das Steuern des ersten Aktors und des zweiten Aktors, um ein Einlassventil und ein Auslassventil des einzelnen Zylinders in zumindest teilweise offenen Konfigurationen zu positionieren, umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung; ein bordeigenes Navigationssystem gekennzeichnet; wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes speichert: Abrufen von Informationen in Bezug auf eine vorhergesagte Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung und/oder das bordeigene Navigationssystem; und Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um bei dem Start-/Stopp-Ereignis als Reaktion darauf, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, die größer ist als eine Menge an Zeit in Bezug auf die vorhergesagt wird, dass sie die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf eine gewünschte Temperatur reduziert, Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Turbine gekennzeichnet, die in dem Auslass positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen mechanisch angetriebenen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist; einen Wastegate-Durchlass, der ein betätigbares Wastegate beinhaltet, wobei der Wastegate-Durchlass konfiguriert ist, um Fluidfluss unter Bedingungen, bei denen das betätigbare Wastegate offen ist, um die Turbine herum zu leiten; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um dem Wastegate bei dem Start-/Stopp-Ereignis und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Luftverdichters zu befehlen, sich zu öffnen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Elektromotor gekennzeichnet, der konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu drehen; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um unter Bedingungen, bei denen die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors größer als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist, den elektrischen Luftverdichter anzuschalten und den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr zu drehen, um die Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern zu kühlen, anstatt Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
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 9217379 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: Anschalten eines elektrischen Verdichters in einem Einlass eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, um während eines Start-/Stopp-Ereignisses, wenn der Verbrennungsmotor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt, einen Luftstrom durch einen ersten einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu leiten, um eine Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor einer Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf eine gewünschte Temperatur zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders mit sowohl einem Einlassventil als auch einem Auslassventil des ersten einzelnen Zylinders in einer zumindest teilweise offenen Konfiguration, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Positionieren des ersten einzelnen Zylinders sowohl mit dem Einlassventil als auch dem Auslassventil in der zumindest teilweise offenen Konfiguration das Einstellen einer Ansteuerung der Öffnung des Einlassventils und des Auslassventils über das Steuern der Drehung einer ersten Nockenwelle, die mechanisch an das Einlassventil gekoppelt ist, und über das Steuern der Drehung einer zweiten Nockenwelle, die mechanisch an das Auslassventil gekoppelt ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Befehlen einer Drossel, die in dem Einlass des Verbrennungsmotors positioniert ist, in eine vollständig offene Position, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor eine Turbine beinhaltet, die in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Verdichters in dem Einlass positioniert ist, und wobei das Abgassystem einen Wastegate-Durchlass beinhaltet, der konfiguriert ist, um Fluidfluss um die Turbine herum zu leiten, wenn ein Wastegate, das in dem Wastegate-Durchlass positioniert ist, offen ist; und wobei das Wastegate in eine vollständig offene Position befohlen wird, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor damit aufgehört hat, Luft und Kraftstoff zu verbrennen und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Verdichters.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anschalten des elektrischen Verdichters, um den Luftstrom durch den ersten einzelnen Zylinder zu leiten, ferner eine Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses umfasst, in Bezug auf die erwartet oder vorhergesagt wird, dass sie ausreichend ist, um die Temperatur des ersten einzelnen Zylinders vor der Anforderung, den Verbrennungsmotor neu zu starten, auf die gewünschte Temperatur zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anschalten des elektrischen Verdichters ferner das Anschalten des elektrischen Verdichters auf eine Drehzahl oder ein Leistungsniveau umfasst, die/das von einem oder mehreren von der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reduzieren der Temperatur des ersten einzelnen Zylinders als Reaktion auf eine Angabe stattfindet, dass der erste einzelne Zylinder überhitzt ist, und als Reaktion auf eine Angabe, dass ein zweiter einzelner Zylinder überhitzt ist, das Auswählen, ob der erste einzelne Zylinder und der zweite einzelne Zylinder während des Start-/Stopp-Ereignisses sequentiell gekühlt werden sollen oder ob ein allgemeiner Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Auswählen, ob der erste und der zweite einzelne Zylinder sequentiell gekühlt werden sollen oder ob der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang durchgeführt werden soll, von einem Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung abhängt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der allgemeine Verbrennungsmotorkühlvorgang das Anschalten des elektrischen Verdichters beinhaltet, um einen anderen Luftstrom durch den Verbrennungsmotor zu leiten, während der Verbrennungsmotor über einen Elektromotor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird.
System für ein Hybridfahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor, der einen Einlass und einen Auslass beinhaltet; eine Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern, wobei jeder Zylinder Einlass- und Auslassventile beinhaltet, einen elektrischen Luftverdichter, der an den Einlass stromaufwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelt ist, wobei sich der Ladeluftkühler stromaufwärts einer Ansaugdrossel befindet; einen ersten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer ersten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Einlassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; einen zweiten Aktor, der konfiguriert ist, um Drehung einer zweiten Nockenwelle zu steuern, die mechanisch an die Auslassventile der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern gekoppelt ist; ein Start-/Stopp-System, das konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass ein Satz an zuvor festgelegten Betriebsbedingungen erfüllt ist, automatisch davon abzuhalten, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, und eine Steuerung, die Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anschalten des elektrischen Luftverdichters bei einem Start-/Stopp-Ereignis, bei dem der Verbrennungsmotor davon abgehalten wird, Luft und Kraftstoff zu verbrennen, um unter Bedingungen, bei denen sich eine erste Temperatur des ersten Zylinders über einer ersten Zylinderschwellentemperatur befindet, aber bei denen sich eine zweite Temperatur des Verbrennungsmotors unter einer ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur befindet, Kühlluft durch einen einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors zu strömen; und wobei das Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen, ferner das Befehlen des Öffnens der Drossel in eine vollständig offene Position und das Steuern des ersten Aktors und des zweiten Aktors, um ein Einlassventil und ein Auslassventil des einzelnen Zylinders in zumindest teilweise offenen Konfigurationen zu positionieren, umfasst.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung; ein bordeigenes Navigationssystem; wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes speichert: Abrufen von Informationen in Bezug auf eine vorhergesagte Dauer des Start-/Stopp-Ereignisses über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung und/oder das bordeigene Navigationssystem; und Anschalten des elektrischen Luftverdichters, um bei dem Start-/Stopp-Ereignis als Reaktion darauf, dass vorhergesagt wird, dass das Start-/Stopp-Ereignis von einer Dauer ist, die größer ist als eine Menge an Zeit, in Bezug auf die vorhergesagt wird, dass sie die erste Temperatur des einzelnen Zylinders auf eine gewünschte Temperatur reduziert, Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Turbine, die in dem Auslass positioniert ist, wobei die Turbine mechanisch an einen mechanisch angetriebenen Verdichter gekoppelt ist, der stromaufwärts des elektrischen Luftverdichters positioniert ist; einen Wastegate-Durchlass, der ein betätigbares Wastegate beinhaltet, wobei der Wastegate-Durchlass konfiguriert ist, um Fluidfluss unter Bedingungen, bei denen das betätigbare Wastegate offen ist, um die Turbine herum zu leiten; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um dem Wastegate bei dem Start-/Stopp-Ereignis und unmittelbar vor dem Anschalten des elektrischen Luftverdichters zu befehlen, sich zu öffnen.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Elektromotor, der konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu drehen; und wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert, um das vollständige Öffnen der Drossel zu befehlen, den elektrischen Luftverdichter anzuschalten und den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr unter Bedingungen zu drehen, bei denen die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors größer als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist, um die Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern bei dem Start-/Stopp-Ereignis zu kühlen, anstatt Kühlluft durch den einzelnen Zylinder zu strömen.
System nach Anspruch 14, ferner umfassend: einen oder mehrere Kühllüfter, die konfiguriert sind, um Kühlluft in Richtung des Verbrennungsmotors zu leiten; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um vor dem Start-/Stopp-Ereignis abmildernde Maßnahmen zu ergreifen, wobei die abmildernden Maßnahmen das Anschalten des einen oder der mehreren Kühllüfter im Anschluss darauf, dass die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors größer als die erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist und das sequentielle Anhalten und Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr an jeden aus der Vielzahl von Verbrennungsmotorzylindern auf eine Weise einer Ringverteilung beinhalten; und wobei die abmildernden Maßnahmen das Anschalten des einen oder der mehreren Kühllüfter und/oder Anhalten der Einspritzung von Kraftstoff in den einzelnen Zylinder vor dem Start/Stopp und als Reaktion darauf, dass die erste Temperatur des einzelnen Zylinders über der ersten Zylinderschwellentemperatur ist, aber die zweite Temperatur des Verbrennungsmotors unter der ersten Verbrennungsmotorschwellentemperatur ist, beinhalten.