DE102019110771A1

DE102019110771A1 - Turboladerschutzsysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE102019110771A1
Application number: DE102019110771.7A
Authority: DE
Inventors: Eugenio MANTA; Mirco DE MARCO
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: CN110439674A; CN110439674B; US10641189B2; DE102019110771B4; US20190338715A1

Abstract

Verfahren zum Schutz eines Turboladers eines Motorsystems, welches das Bestimmen eines Drehzahlgradienten des Turboladers und das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl beinhaltet, wenn der bestimmte Drehzahlgradientenwert über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt. Die Implementierung einer Schutzmaßnahme umfasst die Begrenzung von Motordrehmoment, Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Kraftstoffeinspritzung in den Motor. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen eines Kaltstartzustands vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers beinhalten. Ein Kaltstartzustand kann basierend auf der Umgebungstemperatur, der Motoröltemperatur oder der Motorkühlmitteltemperatur bestimmt werden. Das Verfahren kann ferner das Deaktivieren der Schutzmaßnahmen für die Turboladerdrehzahl nach dem Implementieren der Schutzmaßnahmen für die Turboladerdrehzahl beinhalten, wenn ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unterhalb des Drehzahlgradientenschwellenwerts liegt. Systeme zur Implementierung der Verfahren werden ebenfalls offenbart.

Description

EINLEITUNG
Während eines Verbrennungszyklus eines Verbrennungsmotors werden Luft-/Kraftstoffgemische für Zylinder des Motors bereitgestellt. Die Luft-/Kraftstoffgemische werden komprimiert und/oder gezündet und verbrannt, um ein Abtriebsdrehmoment bereitzustellen. Viele Diesel- und Benzinmotoren verwenden eine Aufladevorrichtung, wie ein von einer Abgasturbine angetriebener Turbolader, der den Luftstrom komprimiert, bevor er in den Ansaugkrümmer des Motors eintritt, um Leistung und Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Insbesondere ist ein Turbolader ein Zentrifugal-Gaskompressor, der mehr Luft (d. h. Sauerstoff) in die Verbrennungskammern des Motors presst, als andernfalls mit normalem Umgebungsluftdruck erreichbar ist. Die zusätzliche Masse sauerstoffhaltiger Luft, die in den Motor gepresst wird, verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad des Motors, indem dieser mehr Kraftstoff in einem gegebenen Zyklus verbrennen kann und dadurch mehr Leistung erzeugt. Turboladerkomponenten müssen geschmiert werden, um eine Beschädigung und unerwünschten Verschleiß der Komponenten zu vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG
Es sind Verfahren zum Schutz eines Turboladers eines Motorsystems vorgesehen. Der Turbolader kann eine Turbine beinhalten, die konfiguriert ist, um Abgase vom Motor aufzunehmen, und einen Kompressor, der konfiguriert ist, um Druckluft an den Motor zu übertragen. Die Verfahren können das Bestimmen eines Drehzahlgradienten des Turboladers und das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahlbeinhalten, wenn der bestimmte Drehzahlgradient über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt. Das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl kann die Begrenzung des Motordrehmoments beinhalten. Das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl kann die Begrenzung des Motordrehmoments beinhalten. Das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl kann die Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit beinhalten. Das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl kann die Begrenzung der Kraftstoffeinspritzung in den Motor beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen eines Kaltstartzustands des Motors vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers beinhalten. Das Bestimmen eines Kaltstartzustands des Motors kann das Bestimmen einer Umgebungstemperatur unterhalb eines Umgebungstemperaturschwellenwerts beinhalten. Das Bestimmen eines Kaltstartzustands des Motors kann das Bestimmen einer Motoröltemperatur unterhalb eines Motoröltemperaturschwellenwerts und/oder das Bestimmen einer Motorkühlmitteltemperatur unterhalb eines Motorkühlmitteltemperaturschwellenwerts vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers beinhalten. Der Drehzahlgradientenschwellenwert kann aus einer Nachschlagetabelle ausgewählt werden, die durch eine oder mehrere der Umgebungstemperaturen und der Motorlaufzeit, der Kraftstofftemperatur, der Motoröltemperatur, der Motorkühlmitteltemperatur und des integrierten Motordrehmoments, gemessen ab dem Motorstart, indiziert wird. Das Verfahren kann ferner das Deaktivieren der Schutzmaßnahmen für die Turboladerdrehzahl nach dem Implementieren der Schutzmaßnahmen für die Turboladerdrehzahl beinhalten, wenn ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unterhalb des Drehzahlgradientenschwellenwerts liegt.
Weiterhin sind Turboladerschutzsysteme enthalten. Die Systeme können einen Turbolader mit einer Turbine zum Aufnehmen von Abgasen aus einem Motor und einen Kompressor zum Übertragen von Druckluft an den Motor sowie eine Steuerung beinhalten. Die Steuerung kann konfiguriert werden, um einen Drehzahlgradienten des Turboladers zu bestimmen und eine Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl zu implementieren, wenn der bestimmte Drehzahlgradient über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt. Das Implementieren einer Drehzahlschutzmaßnahme des Turboladers kann die Begrenzung des Motordrehmoments beinhalten. Das Implementieren einer Drehzahlschutzmaßnahme des Turboladers kann die Begrenzung des Motordrehmoments beinhalten. Das Implementieren einer Drehzahlschutzmaßnahme des Turboladers kann die Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit beinhalten. Das Implementieren einer Drehzahlschutzmaßnahme des Turboladers kann die Begrenzung der Kraftstoffeinspritzung in den Motor beinhalten. Die Steuerung kann ferner konfiguriert werden, um einen Kaltstartzustand des Motors zu bestimmen und eine Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl zu implementieren, wenn der bestimmte Drehzahlgradient über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt. Die Steuerung kann ferner konfiguriert werden, um einen Kaltstartzustand des Motors zu Bestimmen, wenn eine Umgebungstemperatur unterhalb eines Umgebungstemperaturschwellenwerts liegt. Die Steuerung kann ferner konfiguriert werden, um einen Kaltstartzustand des Motors zu Bestimmen, wenn eine Motoröltemperatur unterhalb eines Motoröltemperaturschwellenwerts liegt. Die Steuerung kann konfiguriert werden, um den Drehzahlgradientenschwellenwert aus einer Nachschlagetabelle auszuwählen, die durch eine oder mehrere der Umgebungstemperaturen und der Motorlaufzeit, der Kraftstofftemperatur, der Motoröltemperatur, der Motorkühlmitteltemperatur und des integrierten Motordrehmoments indiziert ist, die beim Starten des Motors gemessen werden. Die Steuerung kann konfiguriert werden, um die Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl zu deaktivieren, wenn nach dem Implementieren der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unter dem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Beispiele sind in den zugehörigen Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt. Weitere Merkmale, Objekte und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Patentansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung;
2 veranschaulicht eine perspektivische geschnittene Ansicht des Turboladers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung; und
3 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Turboladerschutzverfahrens gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, worin ähnliche Referenznummern in den Figuren verwendet werden, um ähnliche oder ähnliche Elemente zu bezeichnen. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet und dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung. Mehrere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf exemplarische Anwendungen zur Veranschaulichung beschrieben. Es ist zu verstehen, dass zahlreiche spezifische Details, Beziehungen und Verfahren dargelegt sind, die zum Verständnis der Erfindung beitragen. Ein Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet wird jedoch schnell erkennen, dass die Erfindung ohne eines oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen oder Verfahren nicht im Detail dargestellt, um eine Verschattung der Erfindung zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung wird nicht durch die veranschaulichte Anordnung von Handlungen oder Ereignissen beschränkt, da einige Handlungen in unterschiedlichen Ordnungen und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen auftreten können. Des Weiteren sind nicht alle veranschaulichten Handlungen oder Ereignisse erforderlich, um eine Methodik in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung anzuwenden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Steuerung“ auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 mit einem Motorsystem, das gemäß der vorliegenden Offenbarung schematisch veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass das Motorsystem und verschiedene Aspekte lediglich exemplarischer Natur sind, und dass das hierin beschriebene Turboladerschutzsystem in verschiedenen Motorsystemen implementiert werden kann. Ein Turboladerschutzsystem 11 beinhaltet einen Motor 12, der ein Luft-/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Die Luft wird zu einem Ansaugkrümmer 22 geleitet und in die Zylinder 26 verteilt. Obwohl vier Zylinder 26 veranschaulicht sind, ist zu beachten, dass die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung in Motoren mit einer Vielzahl von Zylindern implementiert werden können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Zylinder. Es ist ebenfalls zu begrüßen, dass die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung in einer V-artigen Zylinderkonfiguration implementiert werden können. Der Kraftstoff wird durch Kraftstoffeinspritzdüsen 28 in die Zylinder 26 eingespritzt. Bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs werden Kolben (nicht dargestellt) in jedem Zylinder 26 hin- und herbewegt und Abgase erzeugt. Das Abgas tritt aus den Zylindern 26 in ein Abgassystem ein. Das Abgassystem kann eine oder mehrere Abgasbehandlungsvorrichtungen 64 beinhalten.
Die Steuerung 1 regelt den Betrieb des Motors 12 basierend auf verschiedenen Motorbetriebsparametern, wie beispielsweise Betriebsparametern, die als Signale von einem oder mehreren Sensoren, die dem Fahrzeug 10 zugehörig sind, empfangen werden. So kann beispielsweise das System 11 einen Turboladerdrehzahlsensor 60 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Turboladerdrehzahlsignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Die Steuerung kann eine Vielzahl von Turboladerdrehzahlsignalen verwenden, um einen Drehzahlgradienten des Turboladers zu bestimmen, wie im Folgenden erläutert wird. So kann beispielsweise das System 11 einen Fahrzeugdrehzahlsensor 74 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Fahrzeugdrehzahlsignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Das System 11 kann einen Motorkühlmitteltemperatursensor 68 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Kühlmitteltemperatursignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Das System 11 kann einen Motoröltemperatursensor 70 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Motoröltemperatursignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Das System 11 kann einen Umgebungstemperatursensor 72 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Umgebungstemperatursignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Der Umgebungstemperatursensor 72 kann beispielsweise angrenzend an oder im Verdichtereinlass 52 oder im Luftfilter 14 angeordnet werden. Das System 11 kann einen Motordrehzahlsensor 62 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Motordrehzahlsignal basierend auf der Drehzahl des Motors 12 zu erzeugen (z. B. die Drehzahl einer Kurbelwelle, die dem Motor 12 zugehörig ist) und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen. Das System 11 kann einen Kraftstofftemperatursensor 66 beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Kraftstofftemperatursignal zu erzeugen und das Signal an die Steuerung 1 zu übertragen.
Die Steuerung 1 kann den Betrieb des Motors 12 regeln, beispielsweise durch Erzeugen von Kraftstoffanforderungen basierend auf oder mehreren Faktoren und Steuern der Kraftstoffeinspritzdüsen 28 basierend auf dem einen oder den mehreren Faktoren. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 1 eine Kraftstoffanforderung basierend auf einer Gaspedalstellung erzeugen, oder die Logik der Steuerung 1 ist konfiguriert, um verschiedene Fahrzeugziele zu erreichen (z. B. Leerlauf, Magerverbrennungsstrategien usw.). Zum Beispiel kann die Steuerung 24 unter bestimmten Fahrzeugbetriebsbedingungen (z. B. Leerlauf) Kraftstoffanforderungen erzeugen, um eine gewünschte Motordrehzahl zu erreichen.
2 veranschaulicht eine perspektivische Schnittansicht des Turboladers 30, die eine Turbine 40 innerhalb eines Turbinengehäuses 41 und einen Kompressor 50 innerhalb eines Verdichtergehäuses 51 beinhaltet. Die Turbine 40 und der Verdichter 50 sind über eine gemeinsame, drehbare Welle 33, die sich durch ein Lagergehäuse 31 erstreckt, mechanisch gekoppelt. Im Betrieb nimmt die Turbine 40 über einen Turbinenauslass 42 Abgas auf, das über den Abgaskrümmer 18 aus dem Motor 12 ausgestoßen wird. Der Einlass 42 kann das Abgas mit der umlaufenden Spirale oder Schnecke 45 kommunizieren, welche die Abgase aufnimmt und zur Turbine 40 weiterleitet. Danach wird das Abgas über eine Abgasleitung 43 aus dem Turbinengehäuse 41 ausgestoßen. Die Turbine 40 fängt kinetische Energie aus den Abgasen ab und dreht den Kompressor 50 über die gemeinsame Welle 33. Volumetrische Restriktionen des Abgases im Turbinengehäuse 41 wandeln thermische Energie in zusätzliche kinetische Energie um, die ebenfalls von der Turbine 40 aufgenommen wird. So kann beispielsweise die Schnecke 45 speziell für die Umwandlung thermischer Energie in kinetische Energie optimiert werden. Die Drehung des Verdichters 50 über die gemeinsame Welle 33 saugt Luft durch den Verdichtereinlass 52 an, die verdichtet und über die Leitung 53 zum Ansaugkrümmer 22 des Motors geführt wird. Luft kann vor Eintritt in den Verdichtereinlass 52 durch einen Luftfilter 14 strömen. Der Turbolader 30 erhöht die Leistung und/oder den volumetrischen Wirkungsgrad des Motors 12, indem er den Sauerstoff pro Luftvolumeneinheit erhöht, die jedem der Zylinder 26 zugeführt wird. Druckluft kann durch einen Luftkühler 20 strömen, bevor sie in den Ansaugkrümmer 22 gelangt.
Die gemeinsame Welle 33 wird durch ein oder mehrere Lager 32 getragen, die im Lagergehäuse 31 angeordnet sind. Das eine oder die mehreren Lager 32 und/oder andere rotierende Komponenten des Turboladers 30 werden durch ein Fluid, wie beispielsweise Öl, geschmiert, um einen effizienten Betrieb des Turboladers zu gewährleisten und Verschleiß oder Beschädigungen an Komponenten desselben zu vermeiden. Im Kaltstartzustand eines Fahrzeugs kann die Durchflussmenge (z. B. durch eine Ölpumpe bewirkt) der Turboladerschmierflüssigkeit niedriger sein als gewünscht, beispielsweise aufgrund der temperaturreduzierten Viskosität der Schmierflüssigkeit. In einigen Fällen können ein oder mehrere Ölkreisläufe im Kaltstart vollständig entleert werden, sodass kein Öl durch den Turbolader 30 strömt.
Dementsprechend sind hierin Schutzverfahren für Turbolader zum Steuern von mit Turbolader verstärkten Motorsystemen vorgesehen, wie beispielsweise das System 11 des Fahrzeugs 10. Die Verfahren werden zur Veranschaulichung mit Bezug auf das Fahrzeug 10 und das System 11 beschrieben, sollen aber dadurch keinesfalls eingeschränkt werden. 3 veranschaulicht ein Verfahren 300 zum Schutz eines Turboladers 30 eines Motorsystems 11, umfassend das Bestimmen 320 eines Drehzahlgradienten des Turboladers und das Implementieren 330 einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl, wenn der bestimmte Drehzahlgradientenwert über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt. Da das Verfahren 300 vorteilhaft bei Kaltstartbedingungen des Fahrzeugs 10 eingesetzt wird, kann das Verfahren 300 ferner das Bestimmen 310 eines Kaltstartzustands des Motors 12 vor dem Bestimmen 320 des Drehzahlgradienten des Turboladers umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren 300 ferner nach dem Implementieren 330 der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl die Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl 340 deaktivieren, wenn ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unterhalb des Drehzahlgradientenschwellenwerts liegt. Die Steuerung 1 und das Fahrzeug 10 und das System 11 sind ebenfalls konfiguriert, um alle offenbarten Verfahren zu implementieren. Dementsprechend umfassen das Fahrzeug 10 und das System 11 eine Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Drehzahlgradienten des Turboladers zu bestimmen 320, eine Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl zu implementieren 330, wenn der bestimmte 320 Drehzahlgradientenwert über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt, gegebenenfalls einen Kaltstartzustand des Motors zu bestimmen 310 und eine Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl zu implementieren 330, wenn der bestimmte 320 Drehzahlgradientenwert über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt und ein Kaltstartzustand bestimmt 310 wird, und optional Deaktivieren der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl, wenn nach dem Implementieren 330 der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unterhalb des Drehzahlgradientenschwellenwerts liegt.
Das Bestimmen 310 eines Kaltstartzustands des Fahrzeugs 10 kann einen oder mehrere aus dem Bestimmen einer Umgebungstemperatur unter einem Umgebungstemperaturschwellenwert, dem Bestimmen einer Motoröltemperatur unter einem Motoröltemperaturschwellenwert und dem Bestimmen einer Motorkühlmitteltemperatur unter einem Motorkühlmitteltemperaturschwellenwert vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers umfassen. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise über den Umgebungstemperatursensor 72 bestimmt werden. Die Motoröltemperatur kann beispielsweise über den Motoröltemperatursensor 70 bestimmt werden. Die Motorkühlmitteltemperatur kann beispielsweise über den Motorkühlmitteltemperatursensor 68 bestimmt werden.
Das Bestimmen 320 eines Drehzahlgradienten des Turboladers kann das Sammeln einer Vielzahl von Turboladerdrehzahlen und das Bestimmen eines Drehzahlgradienten für einen bestimmten Zeitraum umfassen. Insbesondere ist der Drehzahlgradient des Turboladers eine Drehzahl im Vergleich zur Zeitdomäne, die durch das Verhältnis der Drehzahländerung über die Zeit (dDrehzahl/dt) definiert ist. Die Drehzahl des Turboladers 30 kann die Drehzahl der Turbine 40, des Verdichters und/oder der gemeinsamen Welle 33 sein. Das Vorhandensein, die Abwesenheit und/oder die Menge an Öl im Turbolader 30 kann durch den Drehzahlgradienten bestimmt werden, indem ein Ölmangel in den Lagern 32 einem höheren Drehzahlgradienten im Verhältnis zu einem Drehzahlgradienten entspricht, der bei ordnungsgemäßer Schmierung der Lager 32 beobachtet wird. So kann beispielsweise ein nicht geölter oder minimal geölter Turbolader 30 einen um eine Ordnung oder Größe höheren Drehzahlgradienten aufweisen als der Drehzahlgradient eines entsprechend geölten Turboladers 30. Dementsprechend kann ein Turbolader durch eine Begrenzung der Drehzahl des Turboladers 30 geschützt werden, wenn keine geeignete Ölmenge vorhanden ist. Der Schwellenwert für den Drehzahlgradienten kann vorgegeben und im Speicher gespeichert werden, auf den beispielsweise die Steuerung 1 zugreifen kann. In einigen Ausführungsformen wird der Drehzahlgradientenschwellenwert aus einer Nachschlagetabelle ausgewählt, die durch eine oder mehrere der Umgebungstemperaturen und der Motorlaufzeit, der Kraftstofftemperatur, der Motoröltemperatur, der Motorkühlmitteltemperatur und des integrierten Motordrehmoments, gemessen ab dem Motorstart, indiziert wird.
Die Implementierung 330 einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl kann eine oder mehrere einer Begrenzung des Motordrehmoments, der Begrenzung der Motordrehzahl, der Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Begrenzung der Kraftstoffeinspritzung umfassen. So kann beispielsweise das Motordrehmoment pro Drehmomentkennlinie, die bestimmten Betriebsbedingungen (z. B. einer umgebungstemperaturabhängigen Drehmomentkennlinie) entspricht, für einen bestimmten Zeitraum begrenzt werden. Der Zeitraum kann eine feste Zeitspanne sein oder durch oder basierend auf der Drehmomentkennlinie bestimmt werden. Schutzmaßnahmen sind im Allgemeinen diejenigen, welche die Aktivität des Turboladers 30 reduzieren oder verhindern. Durch die Implementierung derartiger Schutzmaßnahmen wird verhindert, dass ein Turbolader festsitzt, eine unerwünschte Reibung zwischen den Komponenten reduziert und andere nachteilige Auswirkungen des Betriebs während eines Ölmangels reduziert oder verhindert. Während das Fahrzeug 10 und der Motor 12 betrieben werden, steigt die Temperatur der zugehörigen Komponenten und Systeme, und das Öl verbindet sich schließlich mit dem Turbolader 30 in einer angemessenen Menge. Zu diesem Zeitpunkt weist der bestimmte Drehzahlgradient des Turboladers eine geeignete Ölpräsenz im Turbolader nach, und alle zuvor implementierten 330 Schutzmaßnahmen können deaktiviert 340 werden. Ebenso kann das Deaktivieren 340 der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl das Zurückkehren zu normalen Betriebsbedingungen umfassen, beispielsweise durch die Verwendung einer anderen Drehmomentkennlinie.
Während exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen beinhaltet sind. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Daher sind Ausführungsformen, die nach dem Stand der Technik, in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Verfahren zum Schutz eines Turboladers eines Motorsystems, worin der Turbolader eine Turbine beinhaltet, die konfiguriert ist, um Abgas vom Motor aufzunehmen, und einen Verdichter, der konfiguriert ist, um Druckluft an den Motor zu übertragen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Drehzahlgradienten des Turboladers; und Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl, wenn der bestimmte Drehzahlgradient über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt.
Turboladerschutzsystem, umfassend: einen Turbolader mit einer Turbine, die zum Aufnehmen von Abgasen aus einem Motor konfiguriert ist, und einem Verdichter, der konfiguriert ist, um Druckluft an den Motor zu übertragen, und eine Steuerung, die konfiguriert ist zum: Bestimmen eines Drehzahlgradienten des Turboladers; und Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl, wenn der bestimmte Drehzahlgradient über einem Drehzahlgradientenschwellenwert liegt.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl die Begrenzung des Motordrehmoments umfasst.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl die Begrenzung der Motordrehzahl umfasst.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl die Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Implementieren einer Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl das Begrenzen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor umfasst.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend das Bestimmen eines Kaltstartzustands des Motors vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Bestimmen eines Kaltstartzustands des Motors einen oder mehrere aus dem Bestimmen einer Umgebungstemperatur unter einem Umgebungstemperaturschwellenwert, dem Bestimmen einer Motoröltemperatur unter einem Motoröltemperaturschwellenwert und dem Bestimmen einer Motorkühlmitteltemperatur unter einem Motorkühlmitteltemperaturschwellenwert vor dem Bestimmen des Drehzahlgradienten des Turboladers umfasst.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der Drehzahlgradientenschwellenwert aus einer Nachschlagetabelle ausgewählt wird, die durch eine oder mehrere der Umgebungstemperaturen und der Motorlaufzeit, der Kraftstofftemperatur, der Motoröltemperatur, der Motorkühlmitteltemperatur und des integrierten Motordrehmoments, gemessen ab dem Motorstart, indiziert wird.
Verfahren und Systeme nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend nach dem Implementieren der Schutzmaßnahmen für die Turboladerdrehzahl das Deaktivieren der Schutzmaßnahme für die Turboladerdrehzahl, wenn ein nachfolgend bestimmter Drehzahlgradient des Turboladers unterhalb des Drehzahlgradientenschwellenwerts liegt.