DE102020109125A1

DE102020109125A1 - Verfahren und system zur diagnose von angeschalteten auslassventilen auf grundlage von temperatur- und wärmebilddaten

Info

Publication number: DE102020109125A1
Application number: DE102020109125.7A
Authority: DE
Inventors: Vinod Kumar Ravi; Sumanth Dadam; Robert Roy Jentz
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN111794841A; US20200318521A1; US11015511B2

Abstract

Es werden ein Verfahren und System zur Diagnose von angeschalteten Auslassventilen auf Grundlage von Temperatur- und Wärmebilddaten bereitgestellt. Es werden Verfahren und Systeme zum Diagnostizieren eines angeschalteten Auslassventils in einem Abgassystem auf Grundlage von Wärmedaten bereitgestellt. In einem Beispiel kann das Verfahren Folgendes beinhalten: das Anzeigen einer Verschlechterung eines ersten angeschalteten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten angeschalteten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist. Die Verschlechterung des Ventils kann auf der Grundlage von Wärmebilddaten bestätigt werden, die an Auslässen des ersten und zweiten Abgasrohrs erfasst wurden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Diagnostizieren eines Zustands eines oder mehrerer angeschalteter Auslassventile in einem Abgassystem eines Fahrzeugs auf Grundlage von Temperatur- und Wärmebilddaten.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Motorsystem für ein Fahrzeug kann ein Abgassystem mit einem oder mehreren Auslasskanälen beinhalten, die dazu angepasst sind, verbrannte Abgase an die Umgebung (z. B. über ein oder mehrere Fahrzeugauspuffrohre) zu erwarten. Ein angeschaltetes Auslassventil kann in jedem Auslasskanal platziert sein, um das Auspuffgeräusch zu steuern. Zum Beispiel können diese Ventile schließen, um den Luftstrom durch den Auslasskanal zu beschränken, an den sie gekoppelt sind, wodurch das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel gesteuert wird. In einigen Beispielen können diese Ventile nach einem Schalldämpfer in den Auslasskanälen positioniert sein. Eine schnelle Diagnose der angeschalteten Auslassventile vor deren Verschlechterung ist derzeit nicht möglich. Eine frühzeitige Diagnose der Funktion dieser Ventile kann jedoch dabei helfen, die Verschlechterung der Ventile durch Korrekturmaßnahmen zu verringern.
Andere Versuche, das Diagnostizieren von Ventilen anzugehen, die in einem Motorsystem positioniert sind, beinhalten das Diagnostizieren der Ventile auf Grundlage von Änderungen der Temperaturen stromaufwärts des Ventils unter ausgewählten Bedingungen. Ein beispielhafter Ansatz ist von Uhrich et al. in US 2018/0128145 gezeigt. Darin wird ein Abgasumlenkventil, das stromaufwärts eines Schalldämpfers positioniert ist und zur Regulierung des Auspuffgeräuschs sowie zur Verringerung der Emissionen und zur Beschleunigung der Erwärmung verwendet wird, auf Grundlage von Temperaturänderungen stromaufwärts des Ventils während eines Kaltstarts diagnostiziert, wenn das Ventil geschlossen ist. Die Temperatur vor dem Ventil während dieser speziellen Bedingung wird mit einer Temperatur vor dem Ventil beim Motorstart verglichen. Die Erfinder in dieser Schrift haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann das Abgasumlenkventil nur unter ausgewählten Betriebsbedingungen (Kaltstart, wenn das Ventil geschlossen ist) diagnostiziert werden und kann somit möglicherweise nicht unter allen Betriebsbedingungen diagnostiziert werden, was beinhaltet, wenn das Fahrzeug nach dem Aufwärmen des Motors betrieben wird. Folglich ist eine frühzeitige Diagnose des Ventils möglicherweise nicht möglich. Dies kann zu einer Verschlechterung des Ventils führen, bevor Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Anzeigen einer Verschlechterung eines ersten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist, behoben werden. Auf diese Weise kann eine schnelle und frühzeitige Diagnose des ersten Auslassventils unter einer Reihe von Motorbetriebsbedingungen und Ventilstellungen erreicht werden.
Als ein Beispiel können das erste und das zweite Auslassventil angeschaltete Auslassventile sein, die in geöffnete oder geschlossene Stellungen einstellbar sind, um das Auspuffgeräusch in einem Doppelbank-Abgassystem auf einen gewünschten Pegel zu steuern. Das erste und das zweite Auslassventil können in dieselbe Stellung (geöffnet oder geschlossen) befohlen werden, um den gewünschten Pegel des Auspuffgeräuschs zu erreichen. Folglich sollten die Abgaseigenschaften (z. B. die Temperatur) nach dem ersten und zweiten Auslassventil ähnlich sein, wenn sie ordnungsgemäß funktionieren. Durch das Durchführen eines relativen Vergleichs der Abgastemperaturen an den Ausgängen des ersten Auslassventils und des zweiten Auslassventils kann somit bestimmt werden, ob eines der Ventile verschlechtert ist und/oder in einer Stellung festsitzt, die von der befohlenen Stellung verschieden ist. Diese Abgastemperaturen können gemessene Temperaturen oder Temperaturen sein, die über Wärmebilder sichtbar gemacht wurden, die an den Ausgängen des ersten und zweiten Abgasrohrs über Infrarotkameras erfasst wurden. Auf diese Weise kann eine Verschlechterung und/oder ein festsitzender Zustand von einem oder mehreren des ersten und zweiten Auslassventils während des Motorbetriebs schneller diagnostiziert werden, wodurch die Verschlechterung der Ventile verringert und eine längere ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der Ventile aufrechterhalten wird. Folglich kann die Erfahrung eines Fahrers durch das Bereitstellen des gewünschten Auspuffgeräuschpegels verbessert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer 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. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch einen Motor mit einem Abgassystem.
2 zeigt schematisch einen V-Motor mit einem Doppelbank-Abgassystem.
3 zeigt schematisch ein Fahrzeug, das ein Doppelbank-Abgassystem und eine Anordnung von Infrarotkameras beinhaltet.
4 zeigt beispielhafte Wärmebilder, die von den Infrarotkameras aus 3 erlangt werden können.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Diagnostizieren eines Zustands von einem oder mehreren angeschalteten Auslassventilen eines Abgassystems.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen, welche(s) angeschaltete(n) Auslassventil(e) in einem Doppelbank-Abgassystem, das mindestens zwei angeschaltete Auslassventile an getrennten Bänken beinhaltet, verschlechtert ist/sind.
7 zeigt eine graphische Darstellung beispielhafter Änderungen der Abgastemperaturen nach dem ersten und zweiten angeschalteten Auslassventil, die sowohl gemessen als auch modelliert werden, und sich daraus ergebende Hinweise auf eine Verschlechterung der Ventile.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren von einem oder mehreren angeschalteten Auslassventilen in einem Abgassystem auf Grundlage von Wärmedaten. Ein angeschaltetes Auslassventil kann in einem Abgasrohr (z. B. Kanal) nach einem Schalldämpfer positioniert sein, wie im Fahrzeugsystem aus 1 gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug ein Einzelbank-Abgassystem mit einem angeschalteten Auslassventil in einem Abgaskanal der einen Bank beinhalten (wie zum Beispiel in 1 gezeigt). In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug ein Doppelbank-Abgassystem mit zwei getrennten Abgasrohren beinhalten, die jeweils ein anderes angeschaltetes Auslassventil beinhalten, wie etwa das in 2 gezeigte Doppelbank-Abgassystem. Somit können in diesem System zwei angeschaltete Auslassventile vorhanden sein, die sich jeweils auf einer anderen Abgasbank befinden. Eine Abgastemperatur nach jedem der angeschalteten Auslassventile kann gemessen, modelliert und/oder über Infrarotkameras abgebildet werden. Zum Beispiel können, wie in 3 gezeigt, Infrarotkameras an Ausgängen der Auspuffrohre des Fahrzeugs positioniert und angepasst sein, um Wärmebilddaten von Abgas zu erfassen, das von den angeschalteten Auslassventilen strömt. Beispielhafte Wärmebilder, die von derartigen Vorrichtungen erfasst werden können, sind in 4 gezeigt. Ein Zustand eines oder mehrerer der angeschalteten Auslassventile kann über einen einzelnen oder relativen Vergleich der Abgastemperaturen und/oder Wärmebilddaten zwischen den beiden Bänken diagnostiziert werden, wie durch das Verfahren aus 5 gezeigt. In einer Ausführungsform kann, wie durch das Verfahren aus 6 gezeigt, die Verschlechterung eines der Auslassventile durch einen relativen Vergleich von Abgastemperaturen zwischen Bänken angezeigt werden, während eine Bestimmung dessen, welches Ventil die Verschlechterung erfährt, durch einzelnes Analysieren der gemessenen und modellierten Temperaturen von jedem der angeschalteten Auslassventile bestimmt werden kann. Zusätzlich können Wärmedaten oder -bilder verwendet werden, um den Hinweis auf eine Verschlechterung zu bestätigen. Beispiele für die Anzeige einer Verschlechterung von einem der beiden angeschalteten Auslassventile auf Grundlage von gemessenen und modellierten Temperaturen sind in 7 gezeigt. Auf diese Weise kann ein fehlerhafter Betrieb von einem oder beiden der angeschalteten Auslassventile unter einer Reihe von Motorbetriebsbedingungen in einer beliebigen befohlenen Stellung der Ventile bestimmt werden, wodurch die Verschlechterung verringert und die Lebensdauer der angeschalteten Auslassventile erhöht wird.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Zylinders eines Mehrzylindermotors 10 gezeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs 5 beinhaltet sein kann. Das Fahrzeug 5 kann für einen Straßenantrieb konfiguriert sein. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert sein. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Eine Brennkammer 30 (auch Zylinder 30 genannt) des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. Der Kolben 36 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem (nicht gezeigt) an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad (nicht gezeigt) an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen und kann Verbrennungsabgase über einen Abgaskrümmer 48 ablassen. Der Abgaskrümmer 48 kann einen Temperatursensor 72 beinhalten. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskrümmer 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und ein entsprechendes Auslassventil 54 wahlweise mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist im Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet gezeigt, die eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal nach der Brennkammer 30 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW einspritzen. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die direkt an die Brennkammer 30 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diese auf eine Weise, die als Direkteinspritzung bekannt ist, gekoppelt ist.
Der Ansaugkanal 42 kann eine Drossel 62 beinhalten, die eine Drosselklappe 64 aufweist. In diesem konkreten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktor bereitgestellt wird, der in der Drossel 62 beinhaltet ist, eine Konfiguration, die normalerweise als eine elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control - ETC) bezeichnet ist. Auf diese Weise kann die Drossel 62 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die neben anderen Motorzylindern der Brennkammer 30 bereitgestellt wird. Die Stellung der Drosselklappe 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselstellungssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Luftmassenstromsensor 120 beinhalten, der vor die Drossel 62 zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Luftladung gekoppelt ist, die durch die Drossel 62 in den Zylinder eintritt. Der Ansaugkanal 42 kann außerdem einen Krümmerluftdrucksensor 122 beinhalten, der nach der Drossel 62 zum Messen des Krümmerluftdruck MAP gekoppelt ist.
In einigen Ausführungsformen kann eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa ein Turbolader oder ein Kompressor (nicht gezeigt), welche mindestens einen Verdichter 162 beinhalten, entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordnet sein. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter mindestens teilweise durch eine Turbine (nicht gezeigt), zum Beispiel über eine Welle, angetrieben werden, wobei die Turbine entlang des Abgaskrümmers angeordnet ist. Im Falle eines Kompressors kann der Verdichter mindestens teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und kann keine Turbine beinhalten.
Das Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (spark advance) von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann/können der Brennraum 30 oder ein oder mehrere andere Brennräume des Motors 10 in einigen Ausführungsformen in einem Selbstzündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben sein.
Der Abgassensor 126 ist vor die Emissionssteuervorrichtung 70 an den Abgaskanal 58 gekoppelt gezeigt. Der Sensor kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder ein UEGO- (universal exhaust gas oxygen sensor - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine Schmalbandlambdasonde (ältere Systeme betrachten sie als binäre Vorrichtung) oder ein EGO- , ein HEGO- (beheizter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuerungsvorrichtung 70 entlang dem Abgaskanal 48 nach dem Abgassensor 126 angeordnet gezeigt. Die Emissionssteuervorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC), ein SCR-Katalysator, eine NOx-Falle, ein Benzinpartikelfilter (gasoline particulate filter - GPF), eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen oder eine von verschiedenen anderen Emissionssteuervorrichtungen sein.
Ferner kann der Motor 10 ein Abgasrückführungssystem (AGR) (nicht gezeigt) beinhalten, um dabei zu helfen, NOx und andere Emissionen zu senken. Das AGR-System kann dazu konfiguriert sein, einen Teil des Abgases vom Motorauslass zum Motoreinlass zurückzuführen. In einem Beispiel kann das AGR-System ein Niederdruck-AGR-System sein, bei dem das Abgas nach dem Benzinpartikelfilter 70 zum Motoreinlass zurückgeführt wird.
Der Abgaskanal 58 kann außerdem einen Schalldämpfer 72 und ein angeschaltetes Auslassventil (auch als Auslassabstimmventil 75 bezeichnet) beinhalten, das nach dem Schalldämpfer 72 angeordnet ist. Der Abgaskanal 58 kann in dieser Schrift auch als ein Auslasskanal oder Abgasrohr bezeichnet werden und kann an einer Außenseite des Fahrzeugs 5 als ein Auspuffrohr enden (oder an dieses gekoppelt sein). Ein Temperatursensor 76 kann ebenfalls nach dem angeschalteten Auslassventil 75 positioniert sein.
Die Lambdasonde(n) des Fahrzeugs 5 können lineare Lambdasonden oder Schaltlambdasonden sein. Als ein Beispiel können die Lambdasonden eine von einer UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder eine EGO-Sonde oder eine HEGO-Sonde (beheizte EGO-Sonde) sein. Die Abgaslambdasonden 126 können eine im Abgas vorhandene Sauerstoffkonzentration bewerten und die Abgassauerstoffkonzentrationen des Auspuffrohrs um die Emissionssteuervorrichtung 70 erkennen. Der Abgassensor 126 kann eine Einsatzgas-Lambdasonde sein, die vor der Emissionssteuervorrichtung 71 positioniert und dazu konfiguriert ist, Sauerstoffkonzentrationen des Einsatzgas-Abgases zu erkennen.
Das von den Zylindern 30 freigesetzte Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases kann durch eine oder mehrere der im Abgasstrom des Motors befindlichen Lambdasonden bestimmt werden. Auf Grundlage des geschätzten Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses, kann die Kraftstoffeinspritzung in die Motorzylinder eingestellt werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Zylinderverbrennung zu steuern. Zum Beispiel können die Kraftstoffeinspritzmengen in die Zylinder auf Grundlage einer Abweichung des Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt werden, die auf Grundlage der Ausgabe des Abgassensors 126 und eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (wie etwa eine Abweichung von der Stöchiometrie) geschätzt werden.
Das Fahrzeug 5 kann ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n). Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 53. Die elektrische Maschine 53 kann ein Elektromotor oder ein Elektromotor/Generator sein. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 53 sind über ein Getriebe 57 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 in Eingriff gebracht sind. Im abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 53 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist zwischen der elektrischen Maschine 53 und dem Getriebe 57 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 53 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 53 mit dem Getriebe 57 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen trennen. Das Getriebe 57 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, die als ein paralleles, serielles oder seriell-paralleles Hybridfahrzeug beinhalten.
Die elektrische Maschine 53 erhält elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 53 kann auch als ein Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsvorgangs elektrische Leistung bereitzustellen, um die Batterie 58 zu laden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, welche die Messung der Folgenden beinhalten: des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) vom Luftmassenstromsensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) vom Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) vom Hall-Sensor 118 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselstellung (throttle position - TP) von einem Drosselstellungssensor; einer Abgastemperatur nach dem angeschalteten Abgasventil 75 vom Sensor 76; einer Abgastemperatur im Abgaskrümmer vom Sensor 72 und eines Absolutkrümmerdrucksignals, MAP (absolute manifold pressure - Absolutkrümmerdruck), vom Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige des Vakuums, oder Drucks, im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen aus den vorstehend erwähnten Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor und umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor, gemeinsam mit der erfassten Motordrehzahl, eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (die Luft beinhaltet) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der ebenfalls als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen für jede Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen. Zusätzlich kann die Steuerung 12 mit einer Clusteranzeigevorrichtung in Verbindung stehen, um zum Beispiel den Fahrer auf Fehler im Motor- oder Abgassystem aufmerksam zu machen.
Der Speichermedium-Festwertspeicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 102 zum Durchführen der nachfolgend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorgesehen aber nicht konkret aufgeführt sind, ausgeführt werden können.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. Zum Beispiel kann das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung das Einstellen des Impulsbreitensignals FPW an den elektronischen Treiber 68 beinhalten, um die über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge einzustellen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist nun eine Beispielversion des Motors 10, der mehrere Zylinder beinhaltet, die in einer V-Konfiguration (z. B. V-Motor) angeordnet sind, als V-Motor 202 gezeigt. Der Motor 202 beinhaltet eine Vielzahl von Brennkammern oder Zylindern 30. Die Vielzahl von Zylindern 30 des Motors 202 sind als Gruppen von Zylindern auf unterschiedlichen Motorbänken angeordnet. Im dargestellten Beispiel beinhaltet der Motor 202 zwei Motorzylinderbänke 30A, 30B. Somit sind die Zylinder als eine erste Gruppe von Zylindern (vier Zylinder im dargestellten Beispiel), die auf der ersten Motorbank 30A angeordnet und als A1-A4 gekennzeichnet sind, und eine zweite Gruppe von Zylindern (vier Zylinder im dargestellten Beispiel) angeordnet, die auf der zweiten Motorbank 30B angeordnet und als B1-B4 gekennzeichnet sind. Es versteht sich, dass obwohl das in 1 dargestellte Beispiel einen V-Motor zeigt, bei dem die Zylinder auf verschiedenen Bänken angeordnet sind, dies keine Einschränkung darstellen soll, und in alternativen Beispielen der Motor ein Reihenmotor sein kann, bei dem sich alle Motorzylinder auf einer gemeinsamen Motorbank befinden können.
Der Motor 202 kann Ansaugluft über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen, der mit dem verzweigten Ansaugkrümmer 44A, 44B in Verbindung steht. Insbesondere nimmt die erste Motorbank 30A Ansaugluft vom Ansaugkanal 42 über einen ersten Ansaugkrümmer 44A auf, während die zweite Motorbank 30B Ansaugluft vom Ansaugkanal 142 über den zweiten Ansaugkrümmer 44B aufnimmt. Obwohl die Motorbänke 30A, 30B mit einem gemeinsamen Ansaugkrümmer gezeigt sind, versteht es sich, dass der Motor in alternativen Beispielen zwei getrennte Ansaugkrümmer beinhalten kann. Die den Zylindern des Motors zugeführte Luftmenge kann durch das Einstellen einer Stellung der Drossel 62 auf der Drosselplatte 64 gesteuert werden. Zusätzlich kann eine jeder Gruppe von Zylindern an den spezifischen Bänken zugeführte Luftmenge durch das Variieren einer Einlassventilsteuerung eines oder mehrerer an die Zylinder gekoppelter Einlassventile eingestellt werden.
An den Zylindern der ersten Motorbank 30A erzeugte Verbrennungsprodukte werden zu einer oder mehreren Emissionssteuervorrichtungen im ersten Abgaskrümmer 48A geleitet, wo die Verbrennungsprodukte behandelt werden, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden. Eine erste Emissionssteuervorrichtung 70A ist an den ersten Abgaskrümmer 48A gekoppelt. Die erste Emissionssteuervorrichtung 70A kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren beinhalten. Das an der ersten Motorbank 30A erzeugte Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70A behandelt.
An den Zylindern der zweiten Motorbank 30B erzeugte Verbrennungsprodukte werden über den zweiten Abgaskrümmer 48B an die Atmosphäre abgegeben. Eine zweite Emissionssteuervorrichtung 70B ist an den zweiten Abgaskrümmer 48B gekoppelt. Die zweite Emissionssteuervorrichtung 70B kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren beinhalten. Das an der zweiten Motorbank 30B erzeugte Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70B behandelt.
Obwohl 2 jede Motorbank an entsprechende Unterbauemissionssteuervorrichtungen gekoppelt zeigt, kann in alternativen Beispielen jede Motorbank an entsprechende Emissionssteuervorrichtungen 70A, 70B gekoppelt sein, jedoch mit einer gemeinsamen Unterbauemissionssteuervorrichtung, die stromabwärts in einem gemeinsamen Abgasdurchgang positioniert ist.
Verschiedene Sensoren können an den Motor 202 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann ein erster Abgassensor 126A an den ersten Abgaskrümmer 48A der ersten Motorbank 30A vor der ersten Emissionssteuervorrichtung 70A gekoppelt sein, während ein zweiter Abgassensor 126B an den zweiten Abgaskrümmer 48B der zweiten Motorbank 30B vor der zweiten Emissionssteuervorrichtung 70B gekoppelt ist. In weiteren Beispielen können zusätzliche Abgassensoren nach den Emissionssteuervorrichtungen gekoppelt sein. Noch andere Sensoren, wie etwa Temperatursensoren, können zum Beispiel an die Unterbauemissionssteuervorrichtungen gekoppelt beinhaltet sein. Wie in 2 ausgeführt, können die Abgassensoren 126A und 126B Abgas-Lambdasonden beinhalten, wie etwa EGO, HEGO- oder UEGO-Sensoren.
Wie in 2 gezeigt, können die Abgaskanäle 58A, 58B jeder Bank an einem Resonator 204 zusammenlaufen. In alternativen Ausführungsformen ist der Resonator jedoch möglicherweise nicht im Motor 202 beinhaltet. Nach dem Resonator wird der Abgasstrom in ein erstes Abgasrohr 206A (auf der ersten Motorbankseite) und ein zweites Abgasrohr 206B (auf der zweiten Motorbankseite) aufgeteilt, die Fortsetzungen der jeweiligen Abgaskanäle sein können. Das erste Abgasrohr 206A beinhaltet einen ersten Schalldämpfer 71A und ein erstes angeschaltetes Auslassventil 75A, das nach dem ersten Schalldämpfer 71A angeordnet ist. Wenn das erste angeschaltete Auslassventil 75A geöffnet ist, tritt der Abgasstrom über das erste angeschaltete Auslassventil 75A aus dem ersten Schalldämpfer 71A aus und bewegt sich weiter zu einem ersten Auslass 208A des ersten Abgasrohrs 206A (der an das erste Auspuffrohr gekoppelt sein kann). Wenn jedoch das erste angeschaltete Auslassventil 75A geschlossen ist, verlässt der Abgasstrom den ersten Schalldämpfer 71A über einen ersten Umgehungskanal 210A. In dieser geschlossenen Stellung kann der Abgasstrom über den ersten Umgehungskanal 210A eingeschränkt werden. Gleichermaßen beinhaltet das zweite Abgasrohr 206B einen zweiten Schalldämpfer 71B und ein zweites angeschaltetes Auslassventil 75B, das nach dem zweiten Schalldämpfer 71B angeordnet ist. Das zweite angeschaltete Auslassventil 75B arbeitet ähnlich wie das erste angeschaltete Auslassventil 75A, wie vorstehend beschrieben, und ein zweiter Umgehungskanal 210B ist um das zweite angeschaltete Auslassventil 75B herum beinhaltet. Die Steuerung kann die Stellungen des ersten angeschalteten Auslassventils 75A und des zweiten angeschalteten Auslassventils 75B (z. B. zwischen geöffnet und geschlossen) einstellen, um das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern (z. B. auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen).
Im Abgassystem des Motors 202 können verschiedene Temperatursensoren beinhaltet sein, welche die Abgaskrümmer-Temperatursensoren 72A und 72B (angepasst, um die Abgastemperatur im Abgaskrümmer zu messen, an den sie gekoppelt sind), Abgastemperatursensoren 76A und 76B (angepasst, die Abgastemperatur nach dem angeschalteten Auslassventil nahe seiner Position zu messen) und die Metalltemperatursensoren 77A und 77B (angepasst, um die Temperatur des Metalls des Abgasrohrs zu messen, an das es gekoppelt ist) beinhalten. In alternativen Ausführungsformen beinhaltet das Abgassystem möglicherweise einige oder alle dieser Temperatursensoren nicht, und Temperaturen können stattdessen auf Grundlage von anderen Motorbetriebsbedingungen modelliert werden, wie in dieser Schrift genauer erläutert.
Eine schnelle Diagnose der angeschalteten Auslassventile ist möglicherweise nicht möglich. Zum Beispiel können aktuelle Verfahren zum Diagnostizieren des angeschalteten Auslassventils / der angeschalteten Auslassventile das Nutzen der Stellungssensorrückmeldung und das Umsetzen eines Diagnosezyklus beinhalten, der beinhaltet, dass das/die Ventil(e) in eine bestimmte Anzahl von geschlossenen und geöffneten Stellungen befohlen wird, bevor eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob das/die Ventil(e) festsitzen oder nicht. Dieser Diagnosezyklus kann von der Zeit und der Umgebungstemperatur abhängig sein. Somit kann dieses Verfahren, insbesondere bei kälteren Temperaturen, eine beträchtliche Zeitspanne in Anspruch nehmen, bevor eine Diagnose gestellt wird (z. B. ungefähr 5 Minuten). Eine frühzeitige Diagnose der Funktion dieser Ventile kann jedoch dabei helfen, die Verschlechterung der Ventile durch Korrekturmaßnahmen zu verringern, wie etwa eine Reparatur oder Bewegung eines festgesetzten Ventils. Somit haben die Erfinder in dieser Schrift erkannt, dass es notwendig ist, die Funktion der angeschalteten Auslassventile zu diagnostizieren, was das Diagnostizieren beinhaltet, ob sie sich in der befohlenen Stellung befinden.
In Doppelbank-Abgassystemen sind, wie in 2 gezeigt, beide angeschalteten Auslassventile (z. B. Ventil 75A und Ventil 75B, die in 2 gezeigt sind) an den getrennten Bänken ausgelegt, sich gleich zu verhalten, um gleichmäßige Auspuffgeräuschpegel zu erreichen. Zum Beispiel können die zwei angeschalteten Auslassventile in eine selbe Stellung (z. B. geöffnet oder geschlossen) befohlen werden, um einen gewünschten und gleichmäßigen Auspuffgeräuschpegel zu erreichen. Somit sollten die Abgastemperaturen nach jedem der angeschalteten Auslassventile ähnlich sein. Anders ausgedrückt sollten sich die relativen Temperatureigenschaften zwischen den beiden Bänken nach den angeschalteten Auslassventilen zum gleichen Zeitpunkt (z. B. bei gleichen Motorbetriebsbedingungen) ähnlich verhalten. Ferner können die tatsächlichen Abgastemperaturbedingungen an jedem der angeschalteten Auslassventile anhand der erwarteten Bedingungen bewertet werden (z. B. über Temperaturmodelle und/oder erwartete Temperaturprofilbilder), um die Ventile zu diagnostizieren. Zum Beispiel können in Fahrzeugen mit lediglich einem einzelnen Abgassystem, das einen einzelnen Abgaskanal mit einem angeschalteten Auslassventil beinhaltet, die tatsächlichen Abgastemperaturbedingungen des angeschalteten Auslassventils anhand dieser erwarteten Bedingungen und/oder erwarteten gespeicherten Daten bewertet werden.
In einem Beispiel kann eine an das Fahrzeug gekoppelte Wärmeinfrarotkamera verwendet werden, um Wärmebilddaten von Abgas zu erfassen, das aus dem entsprechenden angeschalteten Auslassventil austritt (z. B. an einem Auspuffrohr des Fahrzeugs nach dem angeschalteten Auslassventil). Das Wärmebild kann ein Temperaturprofil am Auslass des Auspuffrohrs und/oder Abgasrohr zeigen, in dem das angeschaltete Auslassventil positioniert ist. Im Fall eines verschlechterten Ventils (z. B. geöffnet oder geschlossen festsitzend) kann das Wärmebild, welches das Abgastemperaturprofil am angeschalteten Auslassventilausgang darstellt, unterschiedliche Bildeigenschaften im Vergleich zum angeschalteten Auslassventil auf der anderen Bank (z. B. für ein Doppelbank-Abgassystem) oder im Vergleich zu den erwarteten Bildeigenschaften (z. B. für ein Einzel- oder Doppelbank-Abgassystem) aufweisen. Wenn sich zum Beispiel das erfasste Wärmebild für ein befohlenes geöffnetes Ventil von einem erwarteten Wärmebild unterscheidet, kann diagnostiziert werden, dass das angeschaltete Auslassventil in einer geschlossenen Stellung festsitzt (z. B. nicht in der befohlenen Stellung).
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs (das dem in 1 gezeigten Fahrzeug 5 ähnlich sein kann und einen Motor ähnlich dem in 2 gezeigten Motor 202 beinhalten kann) 300, das ein Doppelbank-Abgassystem 302 beinhaltet, das sich an einem hinteren Ende des Fahrzeugs 300 befindet. Das Doppelbank-Abgassystem 302 beinhaltet ein erstes Abgasrohr 304A (das an einem vorderen Ende in Bezug auf eine Richtung des Abgasstroms 312 durch das doppelflutige Abgassystem an einen ersten Abgaskrümmer eines Motors gekoppelt sein kann) und ein zweites Abgasrohr 304B (das an einem vorderen Ende an einen zweiten Abgaskrümmer des Motors gekoppelt sein kann). Das erste Abgasrohr 304A beinhaltet ein erstes angeschaltetes Auslassventil 306A, das darin angeordnet und direkt an ein erstes Auspuffrohr 308A gekoppelt ist und als ein derartiges endet. Gleichermaßen beinhaltet das zweite Abgasrohr 304B ein zweites angeschaltetes Auslassventil 306B, das darin angeordnet und direkt an ein zweites Auspuffrohr 308B gekoppelt ist und als ein derartiges endet.
In einer ersten Ausführungsform ist eine erste Infrarotkamera 310A an eine Außenseite des Fahrzeugs in einer Umgebung (z. B. in der Nähe) des ersten Auspuffrohrs 308A gekoppelt und angepasst, ein Wärmebild aufzunehmen, das ein Temperaturprofil von Abgas sichtbar macht, das aus dem ersten angeschalteten Auslassventil austritt und sich hinter diesem befindet. Eine erste Infrarotkamera 310B ist an eine Außenseite des Fahrzeugs in einer Umgebung (z. B. in der Nähe) des zweiten Auspuffrohrs 308B gekoppelt und angepasst, ein Wärmebild aufzunehmen, das ein Temperaturprofil von Abgas sichtbar macht, das aus dem zweiten angeschalteten Auslassventil austritt und sich hinter diesem befindet.
In einer zweiten Ausführungsform kann eine einzelne (z. B. lediglich eine) Infrarotkamera 322 in der Nähe einer Rückfahrkamera 320 des Fahrzeugs positioniert sein. Diese einzelne Infrarotkamera kann ein Sichtfeld beider Abgasströme aufweisen, die aus dem Abgassystem am ersten Auspuffrohr 308A und am zweiten Auspuffrohr 308B austreten. Auf diese Weise kann die einzelne Infrarotkamera 322 ein Wärmebild aufnehmen, das (zugleich) sowohl ein Temperaturprofil des austretenden und nach dem ersten angeschalteten Auslassventil befindlichen Abgases als auch ein Temperaturprofil des austretenden und nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil befindlichen Abgases sichtbar macht. Dieses aufgenommene Wärmebild kann dann symmetrisch in zwei Hälften geteilt werden, und die linke und rechte Seite können (z. B. relativ) auf Änderungen oder Unterschiede in den Abgastemperaturprofilen miteinander verglichen werden, entweder durch ein Korrelationsverfahren oder durch das Subtrahieren einer Seite des Wärmebildes von der anderen und das Analysieren des Unterschiedsschaubilds. In einer weiteren Ausführungsform kann jede Hälfte des Wärmebildes (jede Hälfte entspricht einer anderen der Abgasbänke) mit Referenzbilddaten verglichen werden, wie in dieser Schrift genauer erörtert wird. Da das Wärmebild in der Nähe der Rückfahrkamera aufgenommen werden kann, kann es zu erhöhtem Rauschen kommen. Somit kann dieses Verfahren möglicherweise nicht bei hohen Geschwindigkeiten angewendet werden, bei denen es möglicherweise schwieriger ist, ein Bild aufzunehmen und zu verarbeiten. Stattdessen kann das Wärmebild durch die einzelne Kamera aufgenommen werden, wenn sich das Fahrzeug aus einer ortsfesten Position bewegt und/oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt und die Motordrehzahl über einem Schwellenwert liegt, da die Abgase in diesem Zustand stärker aufflammen können, wodurch ein Bild mit höherer Qualität zum Vergleich erreicht wird. In noch einem weiteren Beispiel kann ein Wärmebild nach einer bekannten Änderung der Einstellung der Auslassventilstellung aufgenommen werden, zum Beispiel für eine Änderung des Auslassmodus von einem „leisen“ Modus in einen „Spur“-Modus.
4 zeigt beispielhafte Wärmebilder, die von der in 3 gezeigten ersten und zweiten Infrarotkamera erlangt werden können. Konkret zeigt 4 eine Anzeige 400, die über einen internen Fahrzeuganzeigebildschirm oder einen anderen Anzeigebildschirm des Fahrzeugs angezeigt werden kann. Die Anzeige 400 beinhaltet einen ersten Anzeigebereich 402, der eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs (z. B. Fahrzeug 300 aus 3) und Wärmebildausgaben 406 und 408 von zwei Infrarotkameras zeigt. In einer alternativen Ausführungsform können, wie vorstehend erläutert, die Wärmebildausgaben 406 und 408 von einer einzelnen Infrarotkamera erlangt werden, die positioniert ist, um beide Ströme von heißem Abgas aufzunehmen. Zum Beispiel kann eine erste Wärmebildausgabe (z. B. Wärmebild) 406 über die erste Infrarotkamera 310A aus 3 erfasst werden und eine zweite Wärmebildausgabe (z. B. Wärmebild) 408 kann über die zweite Infrarotkamera 310B aus 3 erfasst werden. Alternativ können die erste Wärmebildausgabe 406 und die zweite Wärmebildausgabe 408 von derselben mittig angebrachten Infrarotkamera erhalten werden. Die Anzeige 400 beinhaltet ferner einen zweiten Anzeigebereich 404, der vergrößerte Versionen der ersten Wärmebildausgabe 406 und der zweiten Wärmebildausgabe 408 zeigt. Wie im zweiten Anzeigebereich 404 zu sehen ist, scheinen die erste Wärmebildausgabe 406 und die zweite Wärmebildausgabe 408 nahezu identisch zu sein, wodurch ein erwartetes, ähnliches Abgastemperaturprofil angezeigt wird, da sich beide angeschalteten Auslassventile in derselben Stellung befinden. In alternativen Ausführungsformen stimmen die erfassten Wärmebilder (oder Wärmebilddaten, die über das Analysieren der Wärmebilder erlangt werden) möglicherweise nicht überein, wenn eines der angeschalteten Auslassventile (z. B. eines der in 3 gezeigten Ventile 306A oder 306B) verschlechtert ist (wie etwa, geschlossen festsitzend, wenn ihm befohlen wird, sich zu öffnen). Zum Beispiel kann das Wärmebild, das einem festsitzenden geschlossenen Ventil entspricht, einen gleichmäßigeren Farbbereich aufweisen, der eine kühlere Temperatur als das Wärmebild anzeigt, das dem Ventil entspricht, dem befohlen wurde, sich zu öffnen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist nun ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Diagnostizieren eines Zustands von einem oder mehreren angeschalteten Auslassventilen eines Abgassystems gezeigt. Wie vorstehend erläutert, kann ein Abgassystem eines Fahrzeugs ein oder mehrere angeschaltete Auslassventile (auch als Auslassabstimmventile bezeichnet) aufweisen, die angepasst sind, das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern (wie etwa das in 1 gezeigte angeschaltete Auslassventil 75, die in 2 gezeigten angeschalteten Auslassventile 75A und 75B, oder die in 3 gezeigten angeschalteten Auslassventile 306A und 306B). Zum Beispiel können in einem Einzelbank-Abgassystem (wie etwa als ein System zu dem in 1 gezeigten) ein oder mehrere angeschaltete Auslassventile in einer einzelnen Abgasbank positioniert sein. In einem Doppelbank-Abgassystem können ein oder mehrere angeschaltete Auslassventile in jeder von zwei Auslassbänken positioniert sein. Zum Beispiel kann in einem Doppelbank-Abgassystem jede Abgasbank ihr eigenes angeschaltetes Auslassventil beinhalten. Die zwei angeschalteten Auslassventile können jedoch koordiniert eingestellt werden, um einen gewünschten Auspuffgeräuschpegel zu erreichen. Somit kann erwartet werden, dass die Eigenschaften nach jedem der angeschalteten Auslassventile, wie etwa die Abgastemperatur, ähnlich sind, wenn sie in eine selbe Stellung befohlen werden. In einem Einzelbank-Abgassystem kann erwartet werden, dass die Eigenschaften nach dem angeschalteten Auslassventil den modellierten und/oder erwarteten/gespeicherten Daten (für die aktuellen Betriebsbedingungen) ähnlich sind. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 500 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und/oder 2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Das Verfahren beginnt mit 502 und beinhaltet das Schätzen und/oder das Messen von Motorbetriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen des Motors können die Motordrehzahl und/oder -last, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Abgaskrümmertemperatur, Abgastemperaturen in den Abgasrohren, Gasdrücke, eine Temperatur des Metalls der Abgasrohre im Abgassystem, Luftmassenstrom usw. beinhalten. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren 502 das Messen einer Abgastemperatur nach jedem angeschalteten Auslassventil über einen Temperatursensor, der nach dem entsprechenden angeschalteten Auslassventil angeordnet ist (z. B. der in 1 gezeigte Temperatursensor 76 oder die in 2 gezeigten Temperatursensoren 75A und 75B). Das Verfahren 502 kann zusätzlich das Messen der Abgaskrümmertemperatur über einen in jedem Abgaskrümmer angeordneten Sensor (z. B. die in 2 gezeigten Temperatursensoren 72A und 72B) oder das Schätzen der Abgaskrümmertemperatur auf Grundlage von zusätzlichen Motorbetriebsbedingungen und das Messen einer Metalltemperatur der Abgasrohre des Abgassystems über einen Sensor beinhalten, der an den Abgasrohren in der Nähe der angeschalteten Auslassventile angeordnet ist (z. B. die in 2 gezeigten Temperatursensoren 77A und 77B).
Bei 504 beinhaltet das Verfahren das Schätzen einer Abgastemperatur nach dem/den angeschalteten Auslassventil(en). Zum Beispiel kann das Verfahren bei 504 das Schätzen einer Abgastemperatur in einem Abgasrohr oder -durchgang nach der Stelle beinhalten, an der das angeschaltete Auslassventil im Abgasrohr oder -durchgang positioniert ist. In einem Doppelbank-Abgassystem, wie dem in 2 gezeigten System, kann eine Schätzung der Abgastemperatur nach jedem angeschalteten Auslassventil (z. B. nach dem angeschalteten Auslassventil 75A und nach dem angeschalteten Auslassventil 75B) bestimmt werden. Das Schätzen der Abgastemperatur nach jedem angeschalteten Auslassventil, das im Abgassystem beinhaltet ist, kann das Schätzen, für jedes angeschaltete Auslassventil, über ein gespeichertes Modell in einem Beispiel, der Abgastemperatur nach dem angeschalteten Ausslassventil auf Grundlage der Abgaskrümmertemperatur (z. B. die Abgastemperatur im Abgaskrümmer vor dem angeschalteten Auslassventil, die über einen Temperatursensor gemessen oder auf Grundlage von Betriebsbedingungen des Motors, der Luftfeuchtigkeit, der Umgebungstemperatur usw. geschätzt werden kann) und des Abfalls der Abgastemperatur an einer Stelle nach dem angeschalteten Auslassventil (z. B. nach dem Ventil, am Ventilausgang) beinhalten, was eine Abhängigkeit von der Länge des Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und dem angeschalteten Auslassventil, der Platzierung des Temperatursensors in Bezug auf das Ventil, einer befohlenen Stellung des angeschalteten Auslassventils (z. B. geöffnet oder geschlossen), einer Metalltemperatur des Abgasrohrs, in dem sich das angeschaltete Auslassventil befindet (z. B. an einer Stelle in der Nähe der Stelle des angeschalteten Auslassventils), einer Umgebungstemperatur, eines Koeffizienten der Wärmeübertragung durch Konvektion und einer spezifischen Wärmekonstante sein kann. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 504 beinhalten, dass die Steuerung die zeitveränderlichen vorstehend aufgeführten Parameter (z. B. Abgaskrümmertemperatur, befohlene Stellung des angeschalteten Auslassventils, Metalltemperatur des Abgasrohrs und Umgebungstemperatur) in einer Lookup-Tabelle oder einer oder mehreren Karten eingibt und die geschätzten Abgastemperatur nach dem angeschalteten Ausslassventil als Ausgabe empfängt. Zum Beispiel kann die geschätzte Abgastemperatur heißer sein, wenn die befohlene Stellung des Ventils geöffnet ist, als wenn die befohlene Stellung geschlossen ist. Die Steuerung kann diese Schätzung für jedes der angeschalteten Auslassventile im Abgassystem durchführen.
Bei 506 kann das Verfahren optional das Erlangen von Wärmebilddaten an einem Auslass jedes Abgasrohrs beinhalten, das ein angeschaltetes Auslassventil beinhaltet. Das Erlangen von Wärmebilddaten kann das Erlangen einer Wärmebildausgabe über eine Wärmeinfrarotkamera (wie etwa die in 3 gezeigten Infrarotkameras 310A, 310B und/oder 322) beinhalten. Die Wärmebilddaten können die im Bild dargestellten optischen Daten sein (z. B. die Farben, Muster usw. des Wärmebildes). Die Steuerung kann in einigen Ausführungsformen außerdem das/die empfangene(n) Wärmebild(er) verarbeiten, um eine Schätzung der Temperatur am Auslass des Abgasrohrs/der Abgasrohre zu bestimmen.
Weitergehend zu 508 beinhaltet das Verfahren das Diagnostizieren eines Zustands von einem oder mehreren angeschalteten Auslassventil(en) des Abgassystems. Das Diagnostizieren eines Zustands des einen angeschalteten Auslassventils oder der mehreren angeschalteten Auslassventile kann das Bestimmen beinhalten, dass sich das/die angeschalteten Auslassventil(e) in der richtigen, befohlenen Stellung befindet/befinden oder in einer geöffneten oder geschlossenen Stellung (und nicht in der befohlenen Stellung) festsitzt/festsitzen. Das Diagnostizieren des Zustands des einen angeschalteten Auslassventils oder der mehreren angeschalteten Auslassventile kann ferner das Bestimmen beinhalten, dass das/die angeschalteten Auslassventil(e) verschlechtert ist/sind und/oder ersetzt werden muss/müssen. Das Verfahren bei 508 kann bei 510 das einzelne Diagnostizieren jedes angeschalteten Auslassventils auf Grundlage eines Vergleichs (und eines Unterschieds) zwischen gemessenen und geschätzten Abgastemperaturen nach dem jeweiligen angeschalteten Auslassventil (z. B. die bei 502 gemessene und bei 504 geschätzte Abgastemperatur) ) und/oder auf Grundlage eines Vergleichs (z. B. Unterschieds) zwischen erlangten (bei 506 erlangten) und erwarteten Wärmebilddaten beinhalten. Das Verfahren kann bei 510 in Einzel- und Doppelbank-Abgassystemen eingesetzt werden. In einem Beispiel können die erwarteten Wärmebilddaten ein gespeichertes Wärmebild und/oder entsprechende Wärmebilddaten beinhalten. Das gespeicherte Wärmebild zum Vergleich mit dem erlangten (z. B. erfassten) Wärmebild kann aus einer Vielzahl von erwarteten Wärmebildern, die im Speicher der Steuerung gespeichert sind, auf Grundlage von aktuellen Betriebsbedingungen (z. B. einer aktuell befohlenen Stellung des angeschalteten Auslassventils, Motordrehzahl und/oder -last, Abgaskrümmertemperatur usw.) ausgewählt werden. Auf diese Weise kann das Verfahren bei 510 gemessene oder erfasste Daten, die für das einzelne angeschaltete Auslassventil spezifisch sind, mit erwarteten oder geschätzten Daten für das einzelne angeschaltete Auslassventil vergleichen. Das Verfahren kann bei 508 zusätzlich oder alternativ das Diagnostizieren der angeschalteten Auslassventile auf Grundlage eines Vergleichs der Abgastemperaturen und/oder Bilddaten zwischen dem ersten und dem zweiten angeschalteten Auslassventil (z. B. in einem Doppelbank-Abgassystem mit zwei angeschalteten Auslassventilen, eines auf jeder Bank) bei 512 beinhalten. Das Verfahren kann bei 512 in Doppelbank-Abgassystemen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann eine gemessene Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil in einem ersten Abgasrohr an einer ersten Bank des Motorabgassystems mit einer gemessenen Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil in einem zweiten Abgasrohr an einer zweiten Bank der Motorabgassystems verglichen werden. Weitere Einzelheiten zum Verfahren zum Diagnostizieren des angeschalteten Auslassventils/der angeschalteten Auslassventile sind im Verfahren aus 6 dargestellt, wie weiter unten beschrieben.
Das Verfahren geht zu 514 über, um zu bestimmen, ob ein Fehler auf Grundlage der Diagnose bei 508 erfasst wird. Der Fehler kann eine Bestimmung beinhalten, dass eines oder mehrere der angeschalteten Auslassventile verschlechtert sind und ausgetauscht werden müssen oder in einer geöffneten oder geschlossenen Stellung festsitzen (und daher nicht in der Lage sind, in die befohlene Stellung betätigt zu werden). In einem Doppelbank-Abgassystem kann der erfasste Fehler eine Bestimmung, dass eines der beiden angeschalteten Auslassventile fehlerhaft ist (ohne anzuzeigen, welches) und/oder eine Bestimmung sein, welches (oder beide) der beiden angeschalteten Auslassventile fehlerhaft ist. Wenn kein Fehler erkannt wird und bestimmt wird, dass alle angeschalteten Auslassventile wie erwartet arbeiten (z. B. sich in den befohlenen Stellungen befinden), geht das Verfahren zu 516 über, um keine Verschlechterung der angeschalteten Auslassventile anzuzeigen und den Motorbetrieb fortzusetzen. In einigen Ausführungsformen kann dies das Nichteinstellen von Diagnosekennzeichnungen und das Anzeigen in einem Speicher der Steuerung beinhalten, dass die angeschalteten Auslassventile wie befohlen arbeiten.
Wenn alternativ bei 514 ein Fehler erkannt wird, geht das Verfahren zu 518 über, um eine Verschlechterung eines angeschalteten Auslassventils oder mehrerer der angeschalteten Auslassventile anzuzeigen. Das Anzeigen der Verschlechterung kann das Anzeigen, dass eines oder mehrere der angeschalteten Auslassventile verschlechtert sind und gewartet oder ersetzt werden müssen und/oder das Anzeigen beinhalten, dass sich angeschaltete Auslassventile in einer festsitzenden geöffneten oder festsitzenden geschlossenen Stellung befinden (und welche). Das Anzeigen kann das Einstellen einer Diagnosekennzeichnung und/oder Benachrichtigung eines Fahrzeugführers über eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung (z. B. über ein Armaturenbrett oder eine andere Anzeige) beinhalten. Bei 520 beinhaltet das Verfahren das Einstellen des Motorbetriebs auf Grundlage der Anzeige bei 518. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 520 das Senden eines elektronischen Steuersignals (zum Beispiel über einen oder mehrere Impulse) an das angezeigte angeschaltete Auslassventil beinhalten, wenn eines oder mehrere der angeschalteten Auslassventile als in einer geöffneten oder geschlossenen Stellung festsitzend angezeigt werden, um das Ventil zu betätigen und zu lösen. Zum Beispiel kann das Verfahren bei 520 das Ausführen eines „Selbstheilungs“-Programms beinhalten, das das Anwenden einer Reihe von Betätigungen des Ventils in eine geöffnete und geschlossene Stellung beinhalten kann. In alternativen Ausführungsformen kann das Verfahren bei 520 zusätzlich oder alternativ das Einstellen eines alternativen Motorbetriebsparameters beinhalten, um das Auspuffgeräusch zu verringern und/oder das/die verschlechterte(n) angeschaltete(n) Auslassventil(e) in der aktuellen Stellung zu halten. Ein Beispiel für mögliche Einstellungen der Motorbetriebsparameter bei 520 kann als Reaktion darauf, dass ein angeschaltetes Auslassventil geschlossen festsitzt, das Abschalten eines oder mehrerer Zylinder auf derselben Zylinderbank (die mit dem festsitzenden geschlossenen Ventil in Verbindung steht) und/oder das Erhöhen der Abgastemperaturen (um Ruß abzubrennen, der verursachen kann, dass das Ventil geschlossen festgesetzt wird) durch das Verzögern des Zündfunkens oder das Erhöhen von Nacheinspritzmengen beinhalten. In einer anderen Ausführungsform können mögliche Motorbetriebsparametereinstellungen bei 520 das Drosseln des Motors und das Begrenzen der Motorleistung und/oder das Befehlen des Ventils/der Ventile in eine Stellung beinhalten, die den Abgasgegendruck am Motor verringert. Das Verfahren endet dann.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Verfahren 600 zum Bestimmen gezeigt, welche(s) angeschaltete(n) Auslassventil(e) in einem Doppelbank-Abgassystem, das mindestens zwei angeschaltete Auslassventile an getrennten Bänken (z. B. ein erstes und ein zweites angeschaltetes Abgasventil) beinhaltet, verschlechtert ist/sind. Das Verfahren 600 kann vom Verfahren bei 508 in 5 fortgesetzt werden. Somit beinhaltet das Verfahren bei 602 das Erlangen (z. B. das Empfangen und/oder das Bestimmen an der Steuerung) von Abgastemperaturschätzungen und -messungen nach den angeschalteten Auslassventilen und/oder Bilddaten von den Infrarotkameras, die an den Abgasrohrauslässen nach den angeschalteten Auslassventilen positioniert sind. Diese Daten können gemäß den Verfahren bei 502, 504 und 506 erlangt werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Bei 604 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob ein Absolutwert eines Abgastemperaturdeltas (z. B. Abgastemperaturunterschied) zwischen dem ersten und dem zweiten angeschalteten Auslassventil größer als ein erster Schwellenwert ist. Als ein Beispiel kann das Verfahren bei 604 das Bestimmen beinhalten, ob ein Absolutwert eines Unterschieds zwischen der gemessenen Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und der gemessenen Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil kleiner als der erste Schwellenwert ist. Der erste Schwellenwert kann ein Schwellenwert ungleich Null sein, der anzeigen kann, dass es möglicherweise ein Problem (z. B. eine verschlechterte oder festsitzende Stellung) mit einem der beiden angeschalteten Auslassventile gibt. In einer Ausführungsform beträgt die erste Schwellenwert zwei Grad C. In einer weiteren Ausführungsform befindet sich der erste Schwellenwert in einem Bereich von zwei bis drei Grad C. In noch einer weiteren Ausführungsform befindet sich der erste Schwellenwert in einem Bereich von ein bis vier Grad C. Wenn bei 604 bestimmt wird, dass das absolute Delta größer als der erste Schwellenwert ist, geht das Verfahren zu 606 über, um eine Verschlechterung von einem oder mehreren des ersten und zweiten angeschalteten Auslassventils anzuzeigen, und dann durch das Übergehen zu 608 zu bestimmen, welches Ventil verschlechtert wird. Das Anzeigen der Verschlechterung kann das Einstellen eines Diagnosekennzeichens im Speicher der Steuerung und/oder das Benachrichtigen des Fahrzeugführers beinhalten, wie vorstehend bei 518 erläutert. Das Verfahren geht ebenfalls zu 608 über, wenn nicht bestimmt wird, dass der Absolutwert von Delta kleiner als der Absolutwert von Delta bei 604 ist. Wenn das Motorsystem in einem Einzelbank-Abgassystem ist (und nicht einem Doppelbank-Abgassystem), kann das Verfahren direkt von 602 zu 608 übergehen.
Bei 608 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob ein Absolutwert eines Fehlers (z. B. Unterschied) zwischen der gemessenen und geschätzten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil (EXTUN1, welches das einzige angeschaltete Auslassventil in einem Einzelbank-Abgassystem sein kann) größer als ein zweiter Schwellenwert ist. Die gemessene Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil kann bei 502 bestimmt werden, und die geschätzte Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil kann bei 504 bestimmt werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In alternativen Ausführungsformen kann stattdessen die geschätzte Abgastemperatur gespeichert werden, Referenztemperaturdaten auf Grundlage der aktuellen Motorbetriebsbedingungen. Die zweite Schwellenwert kann ein Schwellenwert ungleich Null sein, der anzeigen kann, dass das erste angeschaltete Auslassventil verschlechtert ist oder sich in einer anderen Stellung als befohlen befindet (und daher festgesetzt sein kann). In einer Ausführungsform ist der zweite Schwellenwert drei Grad C. In einer weiteren Ausführungsform liegt die zweite Schwellenwert in einem Bereich von zwei bis vier Grad C. In noch einer weiteren Ausführungsform liegt die zweite Schwellenwert in einem Bereich von 2,5 bis 3,5 Grad C. Der zweite Schwellenwert kann vom ersten Schwellenwert verschieden sein. Wenn bei 608 festgestellt wird, dass der Absolutwert des Fehlers zwischen der gemessenen und der geschätzten Abgastemperatur für das erste angeschaltete Auslassventil größer als der zweite Schwellenwert ist, geht das Verfahren zu 610 über, um eine Verschlechterung des ersten angeschalteten Auslassventils anzuzeigen und die Verschlechterung mit Wärmebilddaten (wie nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf 616 beschrieben) zu bestätigen. Das Verfahren geht dann zu 612 über.
Bei 612 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob ein Absolutwert eines Fehlers (z. B. Unterschied) zwischen der gemessenen und geschätzten Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil (EXTUN2) größer als der zweite Schwellenwert ist. Die gemessene Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil kann bei 502 bestimmt werden, und die geschätzte Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil kann bei 504 bestimmt werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wenn bei 612 bestimmt wird, dass der Absolutwert des Fehlers zwischen der gemessenen und der geschätzten Abgastemperatur für das zweite angeschaltete Auslassventil größer als der zweite Schwellenwert ist, geht das Verfahren zu 614 über, um eine Verschlechterung des zweiten angeschalteten Auslassventils anzuzeigen und die Verschlechterung mit Wärmebilddaten (wie nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf 616 beschrieben) zu bestätigen. Das Verfahren geht dann zu 616 über.
Bei 616 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob zwischen den Abgasrohren (z. B. das erste Abgasrohr mit dem ersten angeschalteten Auslassventil darin und das zweite Abgasrohr mit dem zweiten angeschalteten Auslassventil darin) eine Nichtübereinstimmung der Wärmebilddaten und/oder eine Nichtübereinstimmung zwischen erwarteten (und gespeicherten) Wärmebilddaten besteht. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform das Verfahren bei 616 das Vergleichen von Wärmebildern, die am Auslass von jedem der beiden Abgasrohre (im Doppelbank-Abgassystem) erfasst wurden, und das Bestätigen der Verschlechterung von einem oder mehreren der angeschalteten Auslassventile bei 618 als Reaktion darauf beinhalten, dass zwischen den verglichenen Wärmebildern eine Nichtübereinstimmung besteht. Eine Nichtübereinstimmung bei den Bildern kann beinhalten, dass die zwei Bilder, die größer als ein Schwellenprozentsatz sind (z. B. 5 %, 10 %, oder 10-30 %), zueinander verschieden sind. Zum Beispiel kann ein Bilderkennungs- und - verarbeitungsalgorithmus im Speicher der Steuerung gespeichert sein und kann jedes Wärmebild analysieren und bestimmen, wie genau die analysierten Bilder übereinstimmen, und dann bestimmen, ob sie um den Schwellenprozentsatz oder mehr nicht übereinstimmen. In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren bei 616 das Vergleichen eines am Auslass des ersten Abgasrohrs erfassten Wärmebildes mit einem gespeicherten erwarteten Wärmebild (wie vorstehend unter Bezugnahme auf 510 aus 5 beschrieben) und das Vergleichen eines am Auslass des zweiten Abgasrohrs erfassten Wärmebildes mit einem gespeicherten erwarteten Wärmebild (das als ein Beispiel für einen bestimmten Bereich von Motordrehzahl und -last gelten kann) beinhalten. Dies kann automatisch für beide angeschalteten Auslassventile oder für das spezifische Ventil durchgeführt werden, das aufgrund der Temperaturanalyse als verschlechtert angezeigt wird (z. B. bei 610 und/oder 614). Wenn die Steuerung bestimmt, dass eine Nichtübereinstimmung zwischen dem erwarteten Wärmebild und dem Wärmebild des angezeigten Ventils/der angezeigten Ventile (ähnlich wie vorstehend beschrieben) besteht, geht das Verfahren zu 618 über, um zu bestätigen, dass das angezeigte angeschaltete Auslassventil verschlechtert ist.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen das Bestätigen der Verschlechterung bei 618 und/oder das Anzeigen der Verschlechterung bei 610 und/oder 614 ferner das Anzeigen beinhalten, wie das angezeigte Ventil verschlechtert ist (z. B. geöffnet festsitzend oder geschlossen festsitzend). Wenn zum Beispiel das erfasste Wärmebild für eines der Ventile ein kühleres Temperaturprofil (z. B. eine niedrigere Temperatur) als das erwartete Bild aufzuweisen scheint, kann die Steuerung bestimmen, dass das angezeigte Ventil in einer geschlossenen Stellung festsitzt. Als weiteres Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass das angezeigte Ventil in einer geöffneten Stellung festsitzt, wenn die gemessene Abgastemperatur nach dem angezeigten Ventil höher als die modellierte Temperatur ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 616 kann das Verfahren zu 620 übergehen, wenn bei der Wärmeangabe keine Nichtübereinstimmung vorliegt, um anzuzeigen, dass keine Verschlechterung der angeschalteten Auslassventile vorliegt, und den aktuellen Motorbetrieb fortzusetzen. Das Verfahren endet dann.
7 zeigt eine graphische Darstellung 700 von Änderungen der Abgastemperaturen nach dem ersten und zweiten angeschalteten Auslassventil (in einem Doppelbank-Abgassystem), die sowohl gemessen als auch modelliert sind, und sich daraus ergebende Hinweise auf eine Verschlechterung der Ventile. Alle Abgastemperaturen, die unter Bezugnahme auf 7 beschrieben sind, sind Temperaturen, die stromabwärts (z. B. an einem Ausgang) eines jeweiligen angeschalteten Auslassventils gemessen oder modelliert sind, das in einem Abgasrohr angeordnet ist. Die modellierten Abgastemperaturen werden gemäß dem vorstehend unter Bezugnahme auf 504 aus 5 beschriebenen Verfahren geschätzt. Im Beispiel aus 7 gibt es zwei angeschaltete Auslassventile („Ventil 1“ und „Ventil 2“), die in getrennten Abgasrohren eines Doppelbank-Abgassystems angeordnet sind, wie etwa das in 2 gezeigte System. Insbesondere zeigt die graphische Darstellung 700 einen Vergleich von Änderungen einer gemessenen Abgastemperatur nach Ventil 1 bei 702 mit Änderungen einer modellierten Abgastemperatur nach Ventil 1 bei Verlauf 704, einen Vergleich von Änderungen der gemessenen Abgastemperatur nach Ventil 2 bei 706 mit Änderungen einer modellierten Abgastemperatur nach Ventil 2 bei Verlauf 708, einen Vergleich von Änderungen der gemessenen Abgastemperatur von Ventil 1 bei Verlauf 710 mit Änderungen der gemessenen Abgastemperatur von Ventil 2 bei Verlauf 712 und Änderungen beim Anzeigen eines Fehlers (z. B. Verschlechterung) in Ventil 1, Ventil 2 oder keinem der Ventile 1 und 2 bei Verlauf 714.
Vor dem Zeitpunkt t1 liegen die gemessenen und modellierten Abgastemperaturen für Ventil 1 und Ventil 2 nahe beieinander und es wird kein Fehler in den Ventilen angezeigt. Zum Zeitpunkt t1 weicht die gemessene Abgastemperatur von Ventil 1 (Verlauf 702) jedoch um mehr als einen Schwellenwert T1 von der modellierten Abgastemperatur von Ventil 1 (Verlauf 704) ab. Ferner weicht die gemessene Abgastemperatur von Ventil 1 (Verlauf 710) um mehr als einen Schwellenwert T3 von der gemessenen Abgastemperatur von Ventil 2 (Verlauf 712) ab. Es gibt keine beträchtliche Abweichung (z. B. größer als ein Schwellenwert) zwischen der gemessenen und modellierten Abgastemperatur bei Ventil 2. Somit zeigt die Steuerung zum Zeitpunkt t1 einen Fehler bei Ventil 1 an.
Nach einer Zeitspanne (die das Warten oder Ersetzen von Ventil 1 oder das Betätigen von Ventil 1 über Impulse bis zum Lösen von Ventil 1 beinhalten kann) stimmen zum Zeitpunkt t3 alle gemessenen und modellierten Temperaturen der Ventile wieder ziemlich genau überein. Somit werden für die Ventile 1 und 2 keine Fehler angezeigt. Vor dem Zeitpunkt t4 beginnt die gemessene Abgastemperatur von Ventil 2 von der modellierten Abgastemperatur von Ventil 2 (Verlauf 708) und der gemessenen Abgastemperatur von Ventil 1 (Verlauf 710) abzuweichen. Folglich zeigt die Steuerung zum Zeitpunkt t4 einen Fehler in Ventil 2 an, wenn diese Abweichungen über die jeweiligen Schwellenwerte T2 und T4 ansteigen.
Obwohl 7 das Anzeigen von Fehlern in den zwei angeschalteten Auslassventilen auf Grundlage von gemessenen und modellierten Abgastemperaturen anzeigt, werden die Fehler in alternativen Ausführungsformen möglicherweise zuerst durch das Vergleichen der erfassten Wärmebilder nach den angeschalteten Auslassventilen bestätigt. Ferner können in einigen Ausführungsformen Fehler bei den Ventilen auf Grundlage der Analyse von Wärmebildern allein und nicht auf Grundlage von Abgastemperaturen angezeigt werden.
Auf diese Weise kann ein Zustand eines oder mehrerer angeschalteter Auslassventile, die in einem Abgassystem angeordnet und zur Steuerung des Auspuffgeräuschs angepasst sind, auf Grundlage der Abgastemperaturen und/oder Wärmebilddaten diagnostiziert werden, die nach den Ventilen erfasst werden. In einem Doppelbank-Abgassystem mit getrennten Abgasrohren mit jeweils einem anderen angeschalteten Auslassventil können die angeschalteten Auslassventile auf Grundlage von beiden oder einem einzelnen (für jedes Ventil) und einem relativen Vergleich (zwischen den beiden Ventilen) der Temperatur und/oder der Bilddaten des Auslasses diagnostiziert werden. Folglich kann die Diagnose der angeschalteten Auslassventile unter allen Motorbetriebsbedingungen und befohlenen Stellungen der angeschalteten Auslassventile durchgeführt werden. Die technische Auswirkung des Anzeigens einer Verschlechterung eines ersten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist, ist das schnellere Diagnostizieren des ersten Auslassventils (und/oder des zweiten Auslassventils) zu einem früheren Zeitpunkt, wodurch die Verschlechterung verringert und die Lebensdauer der Ventile erhöht wird.
Als eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren das Anzeigen einer Verschlechterung eines ersten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist. In einem ersten Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren ferner das Einstellen eines Motorbetriebsparameters als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass die erste Temperatur über einen ersten Temperatursensor gemessen wird, der nach dem ersten Auslassventil angeordnet ist, und die zweite Temperatur über einen zweiten Temperatursensor gemessen wird, der nach dem zweiten Auslassventil angeordnet ist. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Anzeigen einer Verschlechterung das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als ein erster Schwellenwert ist, und eines Unterschied zwischen der ersten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil beinhaltet, der größer als ein zweiter Schwellenwert ist. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die erwartete Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil auf Grundlage der Folgenden bestimmt wird: einer Abgastemperatur in einem Abgaskrümmer, an welches das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und dem ersten Auslassventil, eine befohlene Stellung des ersten Auslassventils und der Umgebungstemperatur. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner zusätzlich das Anzeigen einer Verschlechterung des zweiten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als der erste Schwellenwert ist, und einen Unterschied zwischen der zweiten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur nach dem zweiten Auslassventil, der größer als der zweite Schwellenwert ist. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass die erste Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer ersten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des ersten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des ersten Auslassventils, und dass die zweite Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer zweiten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das zweite Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des zweiten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des zweiten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des zweiten Auslassventils. Ein siebentes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die erste Temperatur über ein Wärmebild sichtbar gemacht wird, das von einer ersten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des ersten Abgasrohrs angeordnet ist, und dass die zweite Temperatur über ein Wärmebild sichtbar gemacht wird, das von einer zweiten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des zweiten Abgasrohrs angeordnet ist. Ein achtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis siebenten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das erste Auslassventil und das zweite Auslassventil als Reaktion auf einen gewünschten Auspuffgeräuschpegel in dieselbe Stellung betätigt werden. Ein neuntes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis achten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das erste Auslassventil nach einem ersten Schalldämpfer positioniert ist, der im ersten Abgasrohr angeordnet ist, und dass das zweite Auslassventil nach einem zweiten Schalldämpfer positioniert ist, der im zweiten Abgasrohr angeordnet ist, wobei sich das Abgas im ersten Schalldämpfer nicht mit dem Abgas im zweiten Schalldämpfer vermischt.
Als eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils, das in einem Abgasrohr positioniert und einstellbar ist, um das Geräusch auf Grundlage von einer Abgastemperatur nach dem Auslassventil zu verringern; und als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung das Bestätigen auf Grundlage eines Wärmebildes, das eine Temperatur des Abgases darstellt, das an einem Abgasrohr eines Fahrzeugs aus dem Auslassventil austritt, dass das Auslassventil verschlechtert ist. In einem ersten Beispiel des Verfahrens wird als Reaktion auf das Bestätigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, ein Fahrzeugführer über eine optische oder akustische Anzeigeeinrichtung benachrichtigt. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner als Reaktion auf das Bestätigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, das Einstellen eines Motorbetriebsparameters. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils auf Grundlage der Temperatur des Abgases nach dem Auslassventils das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils als Reaktion auf einen Absolutwert eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur, die nach dem Auslassventil gemessen wird, und einer zweiten Abgastemperatur nach dem Auslassventil beinhaltet, wobei die zweite Abgastemperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, der an das Abgasrohr vor dem Auslassventil gekoppelt ist Auslassventil, einer Länge des Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des Auslassventils im Abgasrohr und einer befohlenen Stellung des Auslassventils, die größer als ein Schwellenwert ist. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Auslassventil nach einem im Abgasrohr angeordneten Schalldämpfer angeordnet ist. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Bestätigen auf Grundlage des Wärmebilds, dass das Auslassventil verschlechtert ist, Folgendes beinhaltet: das Vergleichen des Wärmebilds, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe dem Auspuffrohr angeordnet ist, mit einem erwarteten Wärmebild für aktuelle Motorbetriebsbedingungen, das in einem Speicher einer Steuerung eines Motors gespeichert ist, und das Bestätigen als Reaktion darauf, dass das erfasste Wärmebild um einen Schwellenprozentsatz vom erwarteten Bild verschieden ist, dass das Auslassventil verschlechtert ist. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Abgasrohr ein erstes Abgasrohr eines Doppelbank-Auspuffsystems ist, das Auslassventil ein erstes Auslassventil ist und das Auspuffrohr ein erstes Auspuffrohr ist, dass das Wärmebild ein erstes Wärmebild ist, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe dem ersten Auspuffrohr angeordnet ist, und dass das Bestätigen auf Grundlage des ersten Wärmebilds, dass das erste Auslassventil verschlechtert ist, das Vergleichen des ersten Wärmebilds mit einem zweiten Wärmebild, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe eines zweiten Auspuffrohrs angeordnet ist, das an ein zweites Auspuffrohr gekoppelt ist, das ein zweites Auslassventil beinhaltet, und das Bestätigen als Reaktion darauf beinhaltet, dass das erfasste erste Wärmebild um einen Schwellenprozentsatz vom erfassten zweiten Wärmebild verschieden ist, dass das erste Auslassventil verschlechtert ist.
Als noch eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein System für ein Fahrzeug Folgendes: ein erstes Abgasrohr, das einen ersten Schalldämpfer und ein erstes angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem ersten Schalldämpfers positioniert ist; ein zweites Abgasrohr, das einen zweiten Schalldämpfer und ein zweites angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem zweiten Schalldämpfers positioniert ist, wobei das erste und das zweite angeschaltete Auslassventil auf dieselbe Stellung einstellbar sind, um das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, der bei Ausführung während des Betriebs des Fahrzeugs die Steuerung zu Folgendem veranlasst: das Anzeigen einer Verschlechterung eines des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils als Reaktion darauf, dass ein Absolutwert eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und einer zweiten Auslasstemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil größer als ein Schwellenwert ist. In einem ersten Beispiel des Systems beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Bestimmen und Anzeigen auf Grundlage eines ersten Unterschieds zwischen der ersten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und eines zweiten Unterschieds zwischen der zweiten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist. Ein zweites Beispiel des Systems beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner mindestens eine Infrarotkamera, die an einem hinteren Ende des Fahrzeugs nahe jedem von einem Auslass des ersten Abgasrohrs und einem Auslass des zweiten Abgasrohrs positioniert ist, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Anzeigen auf Grundlage eines Wärmebilds beinhalten, das von der mindestens einen Infrarotkamera erfasst wurde, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert
In einer weiteren Darstellung kann ein System für ein Fahrzeug Folgendes umfassen: ein Abgasrohr, das einen Schalldämpfer und ein angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem Schalldämpfer angeordnet ist, wobei sich das Abgasrohr zwischen Motor und Umgebung erstreckt, wobei das angeschaltete Auslassventil einstellbar ist, um Geräusche zu verringern;
eine Infrarotkamera, die nahe einem Auslass des Abgasrohrs positioniert ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, der bei Ausführung während des Betriebs des Fahrzeugs die Steuerung zu Folgendem veranlasst: das Anzeigen einer Verschlechterung des angeschalteten Auslassventils auf Grundlage eines von der Infrarotkamera erfassten Wärmebilds, das eine Temperatur von Abgas darstellt, das während des Motorbetriebs aus dem angeschalteten Auslassventil austritt.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzprogramme mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -programme können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem ausgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuerte oder unterbrechungsgesteuerte Strategien, Multi-Tasking-, Multi-Threading-Strategien und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in der vorliegenden Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen; vielmehr ist sie zur besseren 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 Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch für Code stehen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Programme beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I3-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nichtnaheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Begriff „ungefähr“ so gemeint, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nichtnaheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer zugehörigen Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren das Anzeigen einer Verschlechterung eines ersten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das Einstellen eines Motorbetriebsparameters als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Temperatur über einen ersten Temperatursensor gemessen, der nach dem ersten Auslassventil angeordnet ist, und die zweite Temperatur wird über einen zweiten Temperatursensor gemessen, der nach dem zweiten Auslassventil angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als ein erster Schwellenwert ist, und eines Unterschied zwischen der ersten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil, der größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erwartete Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil auf Grundlage der Folgenden bestimmt: einer Abgastemperatur in einem Abgaskrümmer, an welches das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und dem ersten Auslassventil, eine befohlene Stellung des ersten Auslassventils und der Umgebungstemperatur.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das zusätzliche Anzeigen einer Verschlechterung des zweiten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als der erste Schwellenwert ist, und eines Unterschieds zwischen der zweiten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur nach dem zweiten Auslassventil gekennzeichnet, der größer als der zweite Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert: einer ersten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des ersten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des ersten Auslassventils, und wobei die zweite Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer zweiten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das zweite Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des zweiten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des zweiten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des zweiten Auslassventils.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Temperatur über ein Wärmebild sichtbar gemacht, das von einer ersten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des ersten Abgasrohrs angeordnet ist, und die zweite Temperatur wird über ein Wärmebild sichtbar gemacht, das von einer zweiten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des zweiten Abgasrohrs angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform werden das erste Auslassventil und das zweite Auslassventil als Reaktion auf einen gewünschten Auspuffgeräuschpegel in eine selbe Stellung betätigt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Auslassventil nach einem ersten Schalldämpfer positioniert, der im ersten Abgasrohr angeordnet ist, und wobei das zweite Auslassventil nach einem zweiten Schalldämpfer positioniert ist, der im zweiten Abgasrohr angeordnet ist, wobei sich das Abgas im ersten Schalldämpfer nicht mit dem Abgas im zweiten Schalldämpfer vermischt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils, das in einem Abgasrohr positioniert und einstellbar ist, um das Geräusch auf Grundlage von einer Abgastemperatur nach dem Auslassventil zu verringern; und als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung das Bestätigen auf Grundlage eines Wärmebildes, das eine Temperatur des Abgases darstellt, das an einem Abgasrohr eines Fahrzeugs aus dem Auslassventil austritt, dass das Auslassventil verschlechtert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ferner als Reaktion auf das Bestätigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, durch das Benachrichtigen eines Fahrzeugführers über eine optische oder akustische Anzeigeeinrichtung gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner als Reaktion auf das Bestätigen, dass das Auslassventils verschlechtert ist, durch das Einstellen eines Motorbetriebsparameters gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils auf Grundlage der Temperatur des Abgases nach dem Auslassventils das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils als Reaktion auf einen Absolutwert eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur, die nach dem Auslassventil gemessen wird, und einer zweiten Abgastemperatur nach dem Auslassventil, wobei die zweite Abgastemperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, der an das Abgasrohr vor dem Auslassventil gekoppelt ist Auslassventil, einer Länge des Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des Auslassventils im Abgasrohr und einer befohlenen Stellung des Auslassventils, die größer als ein Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Auslassventil nach einem Schalldämpfer angeordnet, der im Abgasrohr angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Bestätigen auf Grundlage des Wärmebilds, dass das Auslassventil verschlechtert ist, Folgendes: das Vergleichen des Wärmebilds, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe dem Auspuffrohr angeordnet ist, mit einem erwarteten Wärmebild für aktuelle Motorbetriebsbedingungen, das in einem Speicher einer Steuerung eines Motors gespeichert ist, und das Bestätigen als Reaktion darauf, dass das erfasste Wärmebild um einen Schwellenprozentsatz vom erwarteten Bild verschieden ist, dass das Auslassventil verschlechtert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Abgasrohr ein erstes Abgasrohr eines Doppelbank-Auspuffsystems, ist das Auslassventil ein erstes Auslassventil und ist das Auspuffrohr ein erstes Auspuffrohr, wobei das Wärmebild ein erstes Wärmebild ist, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe dem ersten Auspuffrohr angeordnet ist, und wobei das Bestätigen auf Grundlage des ersten Wärmebilds, dass das erste Auslassventil verschlechtert ist, das Vergleichen des ersten Wärmebilds mit einem zweiten Wärmebild, das über eine Infrarotkamera erfasst wurde, die nahe eines zweiten Auspuffrohrs angeordnet ist, das ein zweites Abgasrohr beinhaltet, das an ein zweites Auslassventil gekoppelt ist, und das Bestätigen als Reaktion darauf beinhaltet, dass das erfasste erste Wärmebild um einen Schwellenprozentsatz vom erfassten zweiten Wärmebild verschieden ist, dass das erste Auslassventil verschlechtert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein erstes Abgasrohr, das einen ersten Schalldämpfer und ein erstes angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem ersten Schalldämpfers positioniert ist; ein zweites Abgasrohr, das einen zweiten Schalldämpfer und ein zweites angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem zweiten Schalldämpfers positioniert ist, wobei das erste und das zweite angeschaltete Auslassventil auf dieselbe Stellung einstellbar sind, um das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, der bei Ausführung während des Betriebs des Fahrzeugs die Steuerung zu Folgendem veranlasst: das Anzeigen einer Verschlechterung eines des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils als Reaktion darauf, dass ein Absolutwert eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und einer zweiten Auslasstemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil größer als ein Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Bestimmen und Anzeigen auf Grundlage eines ersten Unterschieds zwischen der ersten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und eines zweiten Unterschieds zwischen der zweiten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch mindestens eine Infrarotkamera gekennzeichnet, die an einem hinteren Ende des Fahrzeugs nahe jedem von einem Auslass des ersten Abgasrohrs und einem Auslass des zweiten Abgasrohrs positioniert ist, und wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Anzeigen auf Grundlage eines Wärmebilds beinhalten, das von der mindestens einen Infrarotkamera erfasst wurde, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2018/0128145 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: das Anzeigen einer Verschlechterung eines ersten Auslassventils, das in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert ist, auf Grundlage eines Unterschieds zwischen einer ersten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil und einer zweiten Abgastemperatur nach einem zweiten Auslassventil, das in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einstellen eines Motorbetriebsparameters als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Temperatur über einen ersten Temperatursensor gemessen wird, der nach dem ersten Auslassventil angeordnet ist, und die zweite Temperatur über einen zweiten Temperatursensor gemessen wird, der nach dem zweiten Auslassventil angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Anzeigen einer Verschlechterung das Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als ein erster Schwellenwert ist, und einen Unterschied zwischen der ersten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil beinhaltet, der größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erwartete Abgastemperatur nach dem ersten Auslassventil auf Grundlage der Folgenden bestimmt wird: einer Abgastemperatur in einem Abgaskrümmer, an den das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und dem ersten Auslassventil, eine befohlene Stellung des ersten Auslassventils und der Umgebungstemperatur.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das zusätzliche Anzeigen einer Verschlechterung des zweiten Auslassventils als Reaktion auf den Unterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, der größer als der erste Schwellenwert ist, und einen Unterschied zwischen der zweiten Temperatur und einer erwarteten Abgastemperatur stromabwärts des zweiten Auslassventils, der größer als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer ersten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das erste Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des ersten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des ersten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des ersten Auslassventils, und wobei die zweite Temperatur auf Grundlage der Folgenden modelliert wird: einer zweiten Abgaskrümmertemperatur eines Abgaskrümmers, an den das zweite Abgasrohr gekoppelt ist, einer Länge des zweiten Abgasrohrs zwischen dem Abgaskrümmer und einer Position des zweiten Auslassventils und einer befohlenen Stellung des zweiten Auslassventils.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Temperatur über ein Wärmebild sichtbar gemacht wird, das von einer ersten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des ersten Abgasrohrs angeordnet ist, und wobei die zweite Temperatur über ein Wärmebild sichtbar gemacht wird, das von einer zweiten Wärmebildvorrichtung erlangt wird, die an einem Auslass des zweiten Abgasrohrs angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Auslassventil und das zweite Auslassventil als Reaktion auf einen gewünschten Auspuffgeräuschpegel in eine selbe Stellung betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Auslassventil nach einem ersten Schalldämpfer positioniert ist, der im ersten Abgasrohr angeordnet ist, und wobei das zweite Auslassventil nach einem zweiten Schalldämpfer positioniert ist, der im zweiten Abgasrohr angeordnet ist, wobei sich das Abgas im ersten Schalldämpfer nicht mit dem Abgas im zweiten Schalldämpfer vermischt.
System für ein Fahrzeug, umfassend: ein erstes Abgasrohr, das einen ersten Schalldämpfer und ein erstes angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das stromabwärts des ersten Schalldämpfers positioniert ist. ein zweites Abgasrohr, das einen zweiten Schalldämpfer und ein zweites angeschaltetes Auslassventil beinhaltet, das nach dem zweiten Schalldämpfers positioniert ist, wobei das erste und das zweite angeschaltete Auslassventil auf dieselbe Stellung einstellbar sind, um das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung während des Betriebs des Fahrzeugs die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Anzeigen einer Verschlechterung von einem vom ersten angeschalteten Auslassventil und zweiten angeschalteten Auslassventil als Reaktion darauf, dass ein Absolutwert eines Unterschieds zwischen einer ersten Auslasstemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und einer zweiten Auslasstemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil größer als ein Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen beinhalten, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Bestimmen und Anzeigen auf Grundlage eines ersten Unterschieds zwischen der ersten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem ersten angeschalteten Auslassventil und eines zweiten Unterschieds zwischen der zweiten Abgastemperatur und einer erwarteten modellierten Abgastemperatur nach dem zweiten angeschalteten Auslassventil, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend mindestens eine Infrarotkamera, die an einem hinteren Ende des Fahrzeugs nahe jedem von einem Auslass des ersten Abgasrohrs und einem Auslass des zweiten Abgasrohrs positioniert ist, und wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Anzeigen auf Grundlage eines Wärmebilds beinhalten, das von der mindestens einen Infrarotkamera erfasst wurde, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend eine erste Infrarotkamera, die nahe einem Auslass des ersten Abgasrohrs positioniert ist, und eine zweite Infrarotkamera, die nahe einem Auslass des zweiten Abgasrohrs positioniert ist, und wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Anzeigen auf Grundlage eines ersten Wärmebilds, das von der ersten Infrarotkamera erfasst wurde, und eines zweiten Wärmebildes beinhalten, das von der zweiten Infrarotkamera erfasst wurde, welches des ersten angeschalteten Auslassventils und des zweiten angeschalteten Auslassventils verschlechtert ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Einstellen eines Motorbetriebsparameters eines Motors des Fahrzeugs als Reaktion auf das Anzeigen einer Verschlechterung von einem vom ersten angeschalteten Auslassventil und zweiten angeschalteten Auslassventil beinhalten.