DE102021114386A1

DE102021114386A1 - System und verfahren zum steuern eines luftstroms eines fahrzeugakkumulators

Info

Publication number: DE102021114386A1
Application number: DE102021114386.1A
Authority: DE
Inventors: John Eric Rollinger; Douglas Raymond Martin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2021-12-09
Also published as: US20210381451A1; CN113833561A; US11280282B2; US20220154655A1; US11549450B2

Abstract

Die Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Steuern eines Luftstroms eines Fahrzeugakkumulators bereit. Verfahren und Systeme zum Steuern eines Luftstroms eines Akkumulators eines Kraftfahrzeugs werden bereitgestellt. In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren das Speichern von druckbeaufschlagten Gasen in dem Akkumulator durch Strömen von Ansaugluft aus einem Verdichter eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zu einem Druckverstärker, der stromaufwärts des Akkumulators angeordnet ist. In dem Akkumulator gespeicherte druckbeaufschlagte Gase können verwendet werden, um eine oder mehrere pneumatische Vorrichtungen anzutreiben.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Luftstroms eines Akkumulators eines Kraftfahrzeugs.
Allgemeiner Stand der Technik
Fahrzeuge können fahrzeugeigene Druckluft, die in dem Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors erzeugt wird, verwenden, um Werkzeuge zu versorgen, wie etwa in US 20060137345 beschrieben. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch erkannt, dass der Druck, der durch Verstärkungsvorrichtungen erzeugt wird, die für den Fahrzeugfahrbetrieb optimiert sind, Strömungen erzeugt, die höher sind als für Luftdruckwerkzeuge erforderlich, zusammen mit einem Druck, der niedriger ist als für derartige Werkzeuge erforderlich.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor angegangen werden, das Steuern eines Stroms von Verbrennungsmotoransaugluft zu einem Druckverstärker, der stromabwärts eines Ansaugluftverdichters angeordnet ist, auf Grundlage eines Gasdrucks eines Akkumulators umfasst.
Die Strömungsrate der Verbrennungsmotoransaugluft, die in den Druckverstärker eintritt, kann höher sein als die Strömungsrate von Luft, die aus dem Luftdruckverstärker austritt, und Hochdruckluft aus dem Akkumulator kann fahrzeugexternen Vorrichtungen zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, fahrzeugexternen Vorrichtungen, wie etwa Druckluftwerkzeugen, eine effizientere Luftversorgung bereitzustellen, während die Konstruktionseigenschaften von Verdichter und Turbine für einen effizienten Fahrzeugantrieb mit dem Verbrennungsmotor beibehalten werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher 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. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, das einen Druckverstärker beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, druckbeaufschlagte Gase zu einem Akkumulator zu strömen.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Druckverstärkers eines Fahrzeugs.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Luftstroms eines Akkumulators eines Fahrzeugs veranschaulicht.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das die Steuerung des Luftstroms des Akkumulators in einem ersten Modus gemäl dem Verfahren aus 3 veranschaulicht.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das die Steuerung des Luftstroms des Akkumulators in einem zweiten Modus gemäl dem Verfahren aus 3 veranschaulicht.
6 zeigt ein Diagramm, das einen beispielhaften Verbrennungsmotorbetrieb, während ein Akkumulatorluftstrom gesteuert wird, veranschaulicht.
2 ist mal stabsgetreu gezeigt, wenngleich nach Bedarf auch andere relative Abmessungen verwendet werden können.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Verwendung von Verbrennungsmotorluft (einer Luftquelle mit niedrigerem Druck) mit einem mechanischen Luftvervielfacher (auch als Druckverstärker bezeichnet), um Hochdruckluft einem integrierten Luftspeichertank des Fahrzeugs zuzuführen. Die Luft mit höherem Druck wird mit einer proportional reduzierten Strömungsrate im Vergleich zu der Luft mit niedrigerem Druck, die aus dem Verbrennungsmotorluftansaug- und -verstärkungssystem stammt, zugeführt. In einigen Beispielen treibt die Eingangsluft einen Kolben in einem Zylinder mit einem großen Durchmesser im Vergleich zu dem angetriebenen oder komprimierten Zylinder an. Der angetriebene Zylinder weist einen höheren Druck auf, aber das geringere Volumen pro Hub des Zylinders führt dadurch zu einer geringeren Strömung.
Wie in dieser Schrift beschrieben, wird ein integriertes Fahrzeugsystem bereitgestellt, das spezifische Verbrennungsmotor- und Fahrzeugsteuerungen beinhaltet, um eine effektive Zufuhr von Luft mit höherem Druck während eines „Luft-zum-Kasten“-Modus zu ermöglichen, während außerdem die Systemintegrität überwacht wird und als Reaktion auf eine identifizierte Verschlechterung des Systems und/oder der Komponenten Standardmai nahmen ergriffen werden. Darüber hinaus wird eine nahtlose Integration für das Übergehen in den „Luft-zum-Kasten“-Fahrzeugmodus und aus diesem heraus bereitgestellt, während gleichzeitig eine effektive und effiziente Verwendung des Luftansaugsystems während des Fahrzeugbetriebs ermöglicht wird. Gleichermal en wird während der Bewegung und des Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Hochdruckluft ausgesperrt, um die Verwendung während des Betreibens des Fahrzeugs zu verhindern und eine verschlechterte Verbrennungsmotorleistung während der Fahrzeugfahrt zu reduzieren.
Unter Bezugnahme auf 1 ist nun ein beispielhaftes Verbrennungsmotorsystem 100 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 10 ein druckverstärkter Verbrennungsmotor, der an einen Turbolader 13 gekoppelt ist, der einen durch eine Turbine 116 angetriebenen Verdichter 114 beinhaltet. Insbesondere wird Frischluft entlang eines Ansaugkanals 142 über einen Luftreiniger 112 in den Verbrennungsmotor 10 eingeführt und strömt zu dem Verdichter 114.
In einigen Beispielen kann der Verdichter 114 ein elektrisch betätigter Ansaugluftverdichter sein, der durch Betätigen eines Elektromotors 117 angetrieben werden kann (z. B. kann der Verdichter als motorgetriebener oder antriebswellengetriebener Verdichter konfiguriert sein). In anderen Beispielen kann der Verdichter 114 ein Turboladerverdichter sein, der über eine Welle (nicht gezeigt) mechanisch an die Turbine 116 gekoppelt ist, wobei die Turbine 116 dazu konfiguriert ist, durch sich ausdehnende Verbrennungsmotorabgase angetrieben zu werden. Ferner kann der Verdichter 114 in einigen Beispielen dazu konfiguriert sein, selektiv von einem Elektromotor 117, einer Turbine 116 oder beiden angetrieben zu werden. In einer Ausführungsform können der Verdichter und die Turbine innerhalb eines Twin-Scroll-Turboladers gekoppelt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Turbolader mit variabler Geometrie (VGT) sein, wobei die Turbinengeometrie als eine Funktion der Verbrennungsmotordrehzahl aktiv variiert wird.
Der Verdichter 114 ist durch einen Ladeluftkühler (charge-air cooler - CAC) 18 (in dieser Schrift auch als Zwischenkühler bezeichnet) fluidisch an ein Drosselventil 20 gekoppelt. Das Drosselventil 20 ist fluidisch an den Verbrennungsmotoransaugkrümmer 23 gekoppelt (z. B. ist das Drosselventil 20 dazu konfiguriert, Fluid, wie etwa Ansaugluft, zu dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer 23 zu strömen). Der Druck der Luftladung innerhalb des Ansaugkrümmers kann durch den Krümmerluftdruck-(manifold air pressure - MAP- )Sensor 124 erfasst werden. Von dem Verdichter strömt die Druckluftladung durch den Ladeluftkühler (CAC) 115 und das Drosselventil 20 zu dem Ansaugkrümmer 23. Da die Verdichtung von Ansaugluft durch den Verdichter 114 zu einer erhöhten Temperatur der Druckluft relativ zu Luft, die nicht durch den Verdichter 114 verdichtet wurde, führen kann, ist der CAC 115 stromabwärts des Verdichters 114 bereitgestellt, sodass die druckverstärkte Ansaugluftladung vor der Zufuhr zu dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer 23 gekühlt werden kann. Der CAC 114 kann in einigen Beispielen ein Luft-Wasser-Wärmetauscher sein.
Ein oder mehrere Sensoren können an einen Einlass des Verdichters 114 gekoppelt sein. Beispielsweise kann ein Temperatursensor 55 zum Messen einer Temperatur des Einlasses des Verdichters 114 an den Einlass gekoppelt sein und kann ein Drucksensor 56 zum Messen eines Gasdrucks an dem Einlass des Verdichters 114 an den Einlass gekoppelt sein. Als ein anderes Beispiel kann ein Feuchtigkeitssensor 57 zum Schätzen einer Feuchtigkeit einer in den Verdichter 114 eintretenden Luftladung an den Einlass gekoppelt sein. Noch andere Sensoren können zum Beispiel Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren usw. beinhalten. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlassbedingungen (wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur, Druck usw.) auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen abgeleitet (z. B. geschätzt) werden. Zusätzlich können die Sensoren, wenn AGR aktiviert ist, eine Temperatur, einen Druck, eine Feuchtigkeit und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luftladungsgemisches, das Frischluft, zurückgeführte Druckluft und Abgasrückstände, die an dem Verdichtereinlass aufgenommen wurden, beinhaltet, schätzen.
Der Ansaugkrümmer 23 ist durch eine Reihe von Einlassventilen, wie etwa das Einlassventil 31, an eine Reihe von Brennkammern 30 des Verbrennungsmotors 10 gekoppelt. Die Brennkammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen, wie etwa das Auslassventil 32, an den Abgaskrümmer 25 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 25 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abströme aus unterschiedlichen Brennkammern zu unterschiedlichen Stellen in dem Verbrennungsmotorsystem geleitet wird.
Jeder Brennkammer, wie etwa der Brennkammer 30, kann über eine jeweilige Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie etwa die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 (die der Darstellung nach an die Brennkammer 30 gekoppelt ist) ein oder mehrere Kraftstoffen, wie etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Gemische, Diesel, Biodiesel, komprimiertes Erdgas usw., zugeführt werden. Der Kraftstoff kann den Brennkammern über Direkteinspritzung, Einlasskanaleinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder eine beliebige Kombination davon zugeführt werden. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Fremdzündung und/oder Selbstzündung ausgelöst werden.
Abgas aus dem einen oder den mehreren Abgaskrümmerabschnitten kann zu der Turbine 116 geleitet werden, um die Turbine anzutreiben. Wenn ein reduziertes Turbinendrehmoment erwünscht wird, kann ein Teil des Abgases von dem Verbrennungsmotor 10 stattdessen durch ein Wastegate 90 geleitet werden und damit die Turbine umgehen. In einigen Beispielen kann das gesamte Abgas von dem Verbrennungsmotor 10 über den Umgehungskanal 90 durch das Wastegate 92 geleitet werden. Der kombinierte Strom von der Turbine 116 und dem Wastegate 92 kann dann durch die Emissionssteuervorrichtung (emission control device - ECD) 170 strömen. In einigen Beispielen kann das Verbrennungsmotorsystem 100 eine zusätzliche Emissionssteuervorrichtung 171 beinhalten, die stromabwärts der ECD 170 positioniert ist. Ein Wastegate 173, das innerhalb des Umgehungskanals 172 angeordnet ist, kann gesteuert (z. B. geöffnet und/oder geschlossen) werden, um eine Menge von Abgas, das die ECD 170 umgeht und zu der ECD 171 strömt, einzustellen. Die ECD 170 und die ECD 171 können einen oder mehrere Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung beinhalten, die dazu konfiguriert sind, den Abgasstrom katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge von einer oder mehreren Substanzen in dem Abgasstrom zu reduzieren. Beispielsweise kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, NOx aus dem Abgasstrom abzuscheiden, wenn der Abgasstrom mager ist, und das abgeschiedene NOx zu reduzieren, wenn der Abgasstrom fett ist. In weiteren Beispielen kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, NOx zu disproportionieren oder NOx mithilfe eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren. In noch anderen Beispielen kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoff- und/oder Kohlenmonoxidrückstände im Abgasstrom zu oxidieren. Unterschiedliche Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung, die beliebige dieser Funktionen aufweisen, können in Washcoats oder an anderen Stellen in den Abgasnachbehandlungsstufen entweder separat oder gemeinsam angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Abgasnachbehandlungsstufen einen regenerierbaren Rul filter beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Rul partikel im Abgasstrom abzuscheiden und zu oxidieren.
Das behandelte Abgas aus der Emissionssteuervorrichtung 171 kann über ein Abgasrohr 35 ganz oder teilweise in die Atmosphäre abgegeben werden. Je nach Betriebsbedingungen kann stattdessen jedoch ein Teil der Abgasrückstände zu dem AGR-Kanal 150, durch den AGR-Kühler 151 und das AGR-Ventil 152 und zu dem Einlass des Verdichters 114 umgeleitet werden. Der AGR-Kanal 150 kann in einigen Beispielen stromabwärts der ECD 170 und stromaufwärts der ECD 171 positioniert sein. In dem dargestellten Beispiel ist der AGR-Kanal der Darstellung nach fluidisch an den Einlass des Verdichters 114 gekoppelt. In anderen Beispielen kann der AGR-Kanal 150 unterschiedlich angeordnet (z. B. stromaufwärts der ECD 170 und der ECD 171 positioniert) sein und/oder kann das Verbrennungsmotorsystem 100 zusätzliche AGR-Kanäle beinhalten, die relativ zu dem AGR-Kanal 150 unterschiedlich angeordnet sein können. Beispielsweise ist der AGR-Kanal 150 der Darstellung nach dazu konfiguriert, Abgasrückstände von einer Stelle stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 170 zu einer Stelle stromaufwärts des Verdichters 114 zu strömen. Es versteht sich, dass in alternativen Beispielen der AGR-Kanal 150 dazu konfiguriert sein kann, Abgasrückstände von einer Stelle stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 170 zu strömen. Der AGR-Kanal 150 ist als Niederdruck-AGR-Kanal konfiguriert, der den Verbrennungsmotorabgaskrümmer stromabwärts der Turbine 116 mit dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer stromaufwärts des Verdichters 114 koppelt. In einigen Beispielen kann das Verbrennungsmotorsystem 100 zusätzlich oder optional ein Hochdruck-AGR-System beinhalten, das den Verbrennungsmotorabgaskrümmer stromaufwärts der Turbine 116 mit dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer stromabwärts des Verdichters 114 koppelt.
Das AGR-Ventil 152 kann geöffnet werden, um eine kontrollierte Menge von gekühltem Abgas für eine gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung in den Verdichtereinlass einzulassen. Auf diese Weise ist das Verbrennungsmotorsystem 10 dazu ausgelegt, eine externe Niederdruck-(ND)-AGR durch Entnehmen von Abgas von stromabwärts der Turbine 116 bereitzustellen. In einigen Beispielen ist das AGR-Ventil 152 ein stufenloses Ventil und in anderen Beispielen ist das AGR-Ventil 152 ein Auf-/Zu-Ventil. Die Drehung des Verdichters 114 zusätzlich zu dem ND-AGR-Strömungspfad in dem Verbrennungsmotorsystem 10 kann eine Homogenisierung des Abgases in die Ansaugluftladung bereitstellen. Ferner kann die Anordnung der AGR-Abnahme- und - Mischpunkte eine Kühlung des Abgases für eine erhöhte verfügbare AGR-Masse und eine erhöhte Verbrennungsmotorleistung bereitstellen.
Der AGR-Kühler 151 kann zum Kühlen der dem Verdichter 114 zugeführten AGR an den AGR-Kanal 150 gekoppelt sein. Zusätzlich können ein oder mehrere Sensoren an den AGR-Kanal 150 gekoppelt sein, um dem Steuersystem 14 Details in Bezug auf die Zusammensetzung und den Zustand der AGR bereitzustellen (z. B. die Zusammensetzung und/oder den Zustand des AGR-Gases zu messen und/oder schätzen). Beispielsweise kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein, um eine Temperatur der AGR zu bestimmen, kann ein Drucksensor bereitgestellt sein, um einen Druck der AGR zu bestimmen, kann ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt sein, um eine Feuchtigkeit oder einen Wassergehalt der AGR zu bestimmen und kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 154 (der in dieser Schrift als AGR-Sensor bezeichnet werden kann) bereitgestellt sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der AGR zu schätzen. Alternativ können AGR-Bedingungen durch den einen oder die mehreren Temperatur-, Druck-, Feuchtigkeits- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 55- 57, die an den Verdichtereinlass gekoppelt sind, abgeleitet werden. Eine Öffnung des AGR-Ventils kann auf Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen und der AGR-Bedingungen eingestellt werden, um ein gewünschtes Mal an Verdünnung der Verbrennungsmotoransaugluft (z. B. Mischen von Ansaugluft mit Abgas) bereitzustellen.
Das Verbrennungsmotorsystem 100 beinhaltet ferner ein Steuersystem 14. Der Darstellung nach empfängt das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden). Als ein Beispiel können die Sensoren 16 den stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung angeordneten Abgassensor 126, den MAP-Sensor 124, den Abgastemperatursensor 128, den Abgasdrucksensor 129, den Verdichtereinlasstemperatursensor 55, den Verdichtereinlassdrucksensor 56, den Verdichtereinlassfeuchtigkeitssensor 57 und den AGR-Sensor 154 beinhalten. Weitere Sensoren, wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Stellen in dem Verbrennungsmotorsystem 100 gekoppelt sein. Die Aktoren 81 können beispielsweise die Drossel 20, das AGR-Ventil 152, das Wastegate 92, das Wastegate 173 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 beinhalten. Das Steuersystem 14 beinhaltet eine elektronische Steuerung 12. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und verschiedene Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes gemäl einer oder mehrerer Routinen auslösen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 dazu ein, den Verbrennungsmotorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und der in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung 12 Signale von dem Verdichtereinlassdrucksensor 56 empfangen und einen Aktor der Drossel 20 einsetzen, um die Position der Drossel (z. B. den Öffnungsbetrag der Drossel 20) einzustellen, um die Verbrennungsmotordrehzahl auf Grundlage des Verdichtereinlassdrucks einzustellen.
In einigen Beispielen kann das Verbrennungsmotorsystem 100 in einem Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern zur Verfügung stehen, enthalten sein. Beispielsweise kann den Fahrzeugrädern über eine Ausgabe des Verbrennungsmotors 10 Drehmoment bereitgestellt werden und unter bestimmten Bedingungen kann eine elektrische Maschine (z. B. ein Elektromotor) zusätzlich zu dem Drehmoment (oder anstelle davon), das den Rädern durch den Verbrennungsmotor 10 bereitgestellt wird, den Fahrzeugrädern Drehmoment bereitstellen. Die elektrische Maschine kann in einigen Beispielen ein Motor oder ein Motor/Generator sein. Eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 und die elektrische Maschine können über ein Getriebe mit den Fahrzeugrädern verbunden sein, wenn eine oder mehrere Kupplungen eingerückt sind. Beispielsweise kann eine erste Kupplung zwischen der Kurbelwelle und der elektrischen Maschine bereitgestellt sein und kann eine zweite Kupplung zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe bereitgestellt sein. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um so die Kurbelwelle mit der elektrischen Maschine und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder davon zu trennen und/oder um die elektrische Maschine mit dem Getriebe und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder davon zu trennen. Das Getriebe kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, die als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug beinhalten. Die elektrische Maschine kann in einigen Beispielen elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie aufnehmen, um den Fahrzeugrädern Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine kann auch als Generator betrieben werden, um elektrische Leistung zum Laden der Traktionsbatterie, beispielsweise während eines Bremsbetriebs, bereitzustellen.
Das Verbrennungsmotorsystem 100 beinhaltet ferner ein Druckgassystem 199, das einen Akkumulator 168 beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, Ansauggase aufzunehmen und zu speichern, die von dem Ansaugkanal 142 zu dem Verbrennungsmotor 10 strömen. Insbesondere ist der Akkumulator 168 dazu konfiguriert, verdichtete Ansaugluft aufzunehmen, die von dem Verdichter 114 über den stromabwärts des Verdichters 114 angeordneten Kanal 160 strömt. Der Kanal 160 ist über ein Ventil 162 (das in dieser Schrift als Akkumulatoreinlassventil oder Strömungssteuerventil bezeichnet werden kann) fluidisch an einen Luftdruckverstärker 164 gekoppelt, wobei der Luftdruckverstärker 164 über den Kanal 161 fluidisch an den Akkumulator 168 gekoppelt ist. Der Luftdruckverstärker 164 ist dazu konfiguriert, einen Druck von Gasen (z. B. Ansaugluft), die aus dem Verdichter 114 strömen, zu erhöhen. Beispielsweise kann der Verdichter 114 Ansauggase mit einem ersten Druck (z. B. Atmosphärendruck) über den Ansaugkanal 142 aufnehmen und der Verdichter 114 kann den Druck der Ansauggase auf einen zweiten Druck (z. B. 8 PSI über dem Atmosphärendruck) erhöhen. Die Ansauggase mit dem zweiten Druck können über den Kanal 160 von dem Verdichter 114 zu dem Druckverstärker 164 strömen und der Druckverstärker 164 kann den Druck der Ansauggase weiter auf mindestens einen höheren dritten Druck (z. B. 100 PSI) erhöhen. Die Ansauggase mit dem dritten Druck (oder über dem dritten Druck) können dann zu dem Akkumulator 168 strömen und können dann innerhalb des Akkumulators 168 zur späteren Verwendung (wie weiter unten beschrieben) gespeichert werden.
Der Druckverstärker 164 kann dazu konfiguriert sein, eine Strömungsgeschwindigkeit von Ansauggasen, die über den Kanal 160 zu dem Druckverstärker 164 strömen, zu reduzieren, um den Druck der Ansauggase zu erhöhen. Als ein Beispiel können Ansauggase mit einer höheren ersten Strömungsrate von dem Verdichter 114 zu dem Verbrennungsmotor 10 strömen und können Ansauggase von dem Verdichter 114 mit einer langsameren zweiten Strömungsrate durch den Druckverstärker 164 strömen. Durch Reduzieren der Strömungsgeschwindigkeit der Ansauggase erhöht der Druckverstärker 164 den Druck der Ansauggase. Ähnlich dem in 2 gezeigten und weiter unten beschriebenen Beispiel kann der Druckverstärker 164 einen Kolben beinhalten, der ein größeres erstes Ende, das durch den Druck von Ansauggasen angetrieben wird, die über den Kanal 160 in den Druckverstärker 164 strömen, und ein kleineres zweites Ende, das dazu konfiguriert ist, Gase an einem Auslass des Druckverstärkers zu verdichten, aufweisen. Der erhöhte Druck der Ansauggase an dem ersten Ende kann den Kolben antreiben, um Luft an dem Auslassende des Druckverstärkers 164 zu verdichten, wodurch der Druck der Gase an dem Auslassende auf mindestens den dritten Druck erhöht wird. Die Gase können dann von dem Auslassende zu dem Akkumulator 168 strömen, wo die Gase in dem Akkumulator 168 gespeichert werden können.
Der Druckverstärker 164 kann an eine Vielzahl von Kanälen fluidisch gekoppelt sein, die zu verschiedenen Stellen stromaufwärts und stromabwärts des Verdichters 114 führen, und der Druck von Gasen in Innenkammern des Druckverstärkers 164 kann durch jeweilige Ventile der Vielzahl von Kanälen gesteuert werden, um eine Druckdifferenz über gegenüberliegende Enden des Kolbens des Druckverstärkers 164 bereitzustellen, um den Kolben innerhalb des Druckverstärkers 164 anzutreiben (z. B. um den Luftdruck an dem Auslassende des Druckverstärkers 164 zu erhöhen). In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Druckverstärker 164 durch jeden von dem Kanal 181, der das darin angeordnete Ventil 183 aufweist, und dem Kanal 185, der das darin angeordnete Ventil 187 aufweist, fluidisch an den Ansaugkanal 142 stromaufwärts des Verdichters 114 gekoppelt. Beispielsweise kann der Kanal 181 eine erste Kammer des Druckverstärkers 164 an einer ersten Seite eines Bodens des Kolbens des Druckverstärkers 164 fluidisch an den Ansaugkanal 142 stromaufwärts des Verdichters 114 koppeln, und kann der Kanal 185 eine zweite Kammer des Druckverstärkers 164 an einer zweiten Seite des Bodens des Kolbens fluidisch an den Ansaugkanal 142 stromaufwärts des Verdichters 114 koppeln. Ferner kann die zweite Kammer des Druckverstärkers 164 an der zweiten Seite des Bodens des Kolbens über den Kanal 189, der das darin angeordnete Ventil 191 aufweist, an den Ansaugkanal 142 stromabwärts des Verdichters 114 fluidisch gekoppelt sein. Die Ventile 162, 183, 189 und/oder 191 können (z. B. selektiv oder passiv) geöffnet und/oder geschlossen werden, um die Druckdifferenz über den Boden des Kolbens (z. B. den relativen Druck von Gasen an der ersten Seite und der zweiten Seite des Bodens des Kolbens) einzustellen. Durch Steuern der Druckdifferenz über den Kolben des Druckverstärkers 164 kann der Kolben angetrieben werden, um den Druck von Gasen an dem Auslassende des Druckverstärkers 164 zu erhöhen (z. B. Gase, die von dem Druckverstärker 164 zu dem Kanal 161 strömen).
Der Akkumulator 168 kann ein Behälter (z. B. ein Speicher) sein, der dazu konfiguriert ist, Gase, die von dem Druckverstärker 164 mit einem hohen Druck relativ zu dem Atmosphärendruck abgegebenen werden, zu speichern. Beispielsweise können Gase innerhalb des Akkumulators 168 in einigen Beispielen mit Drücken zwischen 100 PSI und 110 PSI über dem Atmosphärendruck gespeichert werden. Der Akkumulator 168 kann einen Drucksensor 166 beinhalten, der in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 12 des Steuersystems 14 gekoppelt und dazu konfiguriert ist, den Druck von Gasen zu erfassen (z. B. zu messen), die in dem Akkumulator 168 gespeichert sind. Der Akkumulator 168 beinhaltet einen Hauptauslass, der durch den Kanal 163 fluidisch an den Druckregler 180 gekoppelt sein kann. Der Akkumulator 168 kann zusätzlich einen Entlüftungsauslass 167 beinhalten, der dazu konfiguriert Gase aus dem Akkumulator 168 in die Atmosphäre und/oder zu dem Ansaugkanal 142 zu strömen. Beispielsweise ist der in 1 gezeigte Entlüftungsauslass 167 durch den Kanal 188 fluidisch an das Ventil 192 (das in dieser Schrift als Akkumulatorentlüftungsventil bezeichnet werden kann) gekoppelt, wobei das Ventil 192 über den Kanal 186 fluidisch an die Atmosphäre gekoppelt sein kann und/oder über den Kanal 190 fluidisch an den Ansaugkanal 142 gekoppelt sein kann.
Das Ventil 192 kann ein Dreiwegeventil sein, das in eine Vielzahl von verschiedenen geöffneten oder geschlossenen Positionen eingestellt werden kann. Beispielsweise kann das Ventil 192 elektronisch an die Steuerung 12 des Steuersystems 14 gekoppelt sein und kann die Steuerung 12 Signale (z. B. elektronische Signale) an einen Aktor des Ventils 192 übertragen, um die Position des Ventils 192 einzustellen (z. B. den Öffnungsbetrag des Ventils 192 einzustellen). Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 das Ventil 192 in eine geschlossene Position einstellen, in der keine Gase von dem Akkumulator 168 über den Entlüftungsauslass 167 in die Atmosphäre oder zu dem Ansaugkanal 142 strömen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung 12 das Ventil 192 in eine erste geöffnete Position einstellen, in der Gase von dem Akkumulator 168 über den Entlüftungsauslass 167 in die Atmosphäre strömen (z. B. Gase von dem Entlüftungsauslass 167 durch den Kanal 188, durch das Ventil 192 und durch den Kanal 186 in die Atmosphäre strömen), aber keine Gase von dem Akkumulator 168 zu dem Ansaugkanal 142 strömen (z. B. das Ventil 192 zu dem Kanal 190 geschlossen ist). Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung 12 das Ventil 192 in eine zweite geöffnete Position einstellen, in der Gase von dem Akkumulator 168 über den Entlüftungsauslass 167 zu dem Ansaugkanal 142 strömen (z. B. Gase von dem Entlüftungsauslass 167 durch den Kanal 188, durch das Ventil 192 und durch den Kanal 190 zu dem Ansaugkanal 142 strömen), aber keine Gase von dem Akkumulator 168 direkt in die Atmosphäre strömen (z. B. das Ventil 192 zu dem Kanal 186 geschlossen ist). Als noch ein anderes Beispiel kann die Steuerung 12 das Ventil 192 in eine dritte geöffnete Position einstellen, in der Gase von dem Akkumulator 168 über den Entlüftungsauslass 167 sowohl in die Atmosphäre (z. B. Gase von dem Entlüftungsauslass 167 durch den Kanal 188, durch das Ventil 192 und durch den Kanal 186 in die Atmosphäre strömen) als auch zu dem Ansaugkanal 142 strömen (z. B. Gase von dem Entlüftungsauslass 167 durch den Kanal 188, durch das Ventil 192 und durch den Kanal 190 zu dem Ansaugkanal 142 strömen). In jedem Beispiel kann der Öffnungsbetrag des Ventils 192 in eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden, um eine Menge von Gasen zu steuern, die von dem Akkumulator 168 zu dem Ansaugkanal 142 und/oder in die Atmosphäre strömen. Beispielsweise kann ein Öffnungsbetrag des Ventils 192 zu dem Kanal 190 größer sein als ein Öffnungsbetrag des Ventils 192 zu dem Kanal 186 oder umgekehrt (z. B. kann das Ventil 192 so eingestellt werden, dass es sich in einer vollständig geöffneten Position zu dem Kanal 190 und in einer teilweise geöffneten Position zu dem Kanal 186 befindet oder umgekehrt). In einigen Beispielen kann das Ventil 192 als ein automatisches Druckbegrenzungsventil fungieren, das dazu konfiguriert ist, als Reaktion darauf, dass ein Druck von Gasen in dem Akkumulator 168 einen Schwellendruck (z. B. 115 PSI) überschreitet, automatisch (z. B. ohne elektronische Betätigung und ohne Signale von der Steuerung 12 zu empfangen) in die Atmosphäre und/oder zu dem Ansaugkanal 142 zu öffnen. Das Ventil 192 kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein, das dazu konfiguriert ist, Gase innerhalb des Akkumulators 168 zu halten, indem der Entlüftungsauslass 167 während normaler Betriebsbedingungen (z. B. Bedingungen, bei denen das Ventil nicht von der Steuerung 12 elektronisch geöffnet wird und/oder nicht automatisch geöffnet wird, weil der Druck der Gase in dem Akkumulator 168 den Schwellendruck überschreitet) abgedichtet wird.
Der Hauptauslass 165 des Akkumulators 168 kann über den Kanal 163 fluidisch an einen Einlass 193 des Druckreglers 180 gekoppelt sein, wobei der Druckregler 180 dazu konfiguriert ist, einen Druck von Gasen, die von dem Akkumulator 168 aufgenommen werden, auf einen gewünschten Ausgangsdruck (z. B. 90 PSI) einzustellen. Beispielsweise kann unter bestimmten Bedingungen (z. B. Bedingungen, bei denen dem Akkumulator 168 gleichzeitig über den Druckverstärker 164 und den Kanal 161 Luft bereitgestellt wird und Luft über den Hauptauslass 165 und den Kanal 163 aus dem Akkumulator 168 ausströmt) der Druck der Gase in dem Akkumulator 168 auf Grundlage einer Differenz zwischen einer Massenströmungsrate von Gasen in den Akkumulator 168 und einer Massenströmungsrate von Gasen aus dem Akkumulator 168 zunehmen und/oder abnehmen. Der Druckregler 180 kann den Druck von Gasen, die von dem Akkumulator 168 aufgenommen werden, auf den gewünschten Ausgangsdruck (z. B. mit dem gewünschten Ausgangsdruck, der von einem Betreiber, wie etwa einem Fahrer oder Benutzer des Verbrennungsmotorsystems 100, eingestellt wird) einstellen, selbst unter Bedingungen, bei denen der Druck der in dem Akkumulator 168 gespeicherten Gase schwanken kann. In einigen Beispielen kann der gewünschte Ausgangsdruck ein Druck sein, der für den Betrieb einer pneumatischen Vorrichtung (z. B. eines pneumatisch angetriebenen Werkzeugs) wie nachstehend beschrieben geeignet ist.
Ein Auslass 195 des Druckreglers 180 ist fluidisch an ein Ausgangsende 182 des Kanals 197 gekoppelt. In einigen Beispielen kann der Kanal 197 ein Schlauch oder Rohr sein und kann das Ausgangsende 182 eine Spannhülse oder eine andere Art von Spannvorrichtung sein, die dazu konfiguriert ist, an eine pneumatisch angetriebene Zubehörvorrichtung 184 (die in dieser Schrift als pneumatisches Werkzeug oder pneumatische Vorrichtung bezeichnet werden kann, wie etwa eine pneumatisch angetriebene Schleifmaschine) gekoppelt zu werden. Das Ausgangsende 182 kann normalerweise geschlossen sein, sodass ohne eine Eingabe (z. B. Betätigung), die durch den Betreiber auf einen Schalter oder eine andere Vorrichtung (z. B. Knopf, Griff usw.), der/die an das Ausgangsende 182 oder das pneumatische Werkzeug 184 gekoppelt ist, bereitgestellt wird, keine Gase von dem Akkumulator 168 aus dem Ausgangsende 182 strömen. Als ein Beispiel kann das pneumatische Werkzeug 184 ein pneumatisch angetriebenes Eintreibgerät (z. B. ein Bohrer) sein und der Betreiber kann eine Eingabe auf einen Aktor des Eintreibgeräts vornehmen (z. B. einen Griff des Eintreibgeräts drücken), um die Abdichtung des Ausgangsendes 182 aufzuheben und druckbeaufschlagte Luft von dem Akkumulator 168 zu dem Eintreibgerät 184 zu strömen, um das Eintreibgerät anzutreiben (z. B. ein Antriebsende des Eintreibgeräts über die Druckluft, die zu einem Einlass des Eintreibgeräts geleitet wird, zu drehen).
In einigen Beispielen kann der Druckregler 180 ein Ventil beinhalten, das dazu konfiguriert ist, unter Bedingungen, bei denen die Zufuhr von druckbeaufschlagter Luft von dem Druckregler 180 zu dem Ausgangsende nicht erwünscht ist, (z. B. Bedingungen, bei denen keine Eingabe durch den Betreiber auf die pneumatische Vorrichtung 184 wie vorstehend beschrieben vorgenommen wird) den Hauptauslass 165 des Akkumulators 168 von dem Ausgangsende 182 fluidisch zu isolieren. Die Steuerung 12 kann Signale (z. B. elektronische Signale) an einen Aktor des Ventils des Druckreglers 180 übertragen, um eine Position des Ventils einzustellen (z. B. das Ventil in eine vollständig geschlossene Position, eine vollständig geöffnete Position oder eine Vielzahl von Positionen zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position einzustellen). Beispielsweise kann das Einstellen des Ventils in die vollständig geöffnete Position oder eine teilweise geöffnete Position dem Ausgangsende 182 über den Druckregler 180 druckbeaufschlagte Luft aus dem Akkumulator 168 bereitstellen und kann das Einstellen des Ventils in die vollständig geschlossene Position das Ausgangsende 182 von dem Akkumulator 168 fluidisch isolieren, sodass keine Gase über den Druckregler 180 aus dem Akkumulator 168 zu dem Ausgangsende 182 strömen.
Durch Strömen von Gasen (z. B. Ansaugluft) durch den Druckverstärker 164 zur Speicherung in dem Akkumulator 168 und Bereitstellen der druckbeaufschlagten Gase über den Druckregler 180 zu dem Ausgangsende 182 kann das pneumatische Werkzeug 184 an das Ausgangsende 182 gekoppelt werden, um durch die Druckgase aus dem Akkumulator 168 angetrieben zu werden. In dieser Konfiguration wird druckbeaufschlagte Luft für den Betrieb des pneumatischen Werkzeugs 184 bereitgestellt, indem der Akkumulator 168 mit Ansauggasen versorgt wird, die aus dem Verdichter 114 strömen, wobei der Verdichter 114 dazu konfiguriert ist, dem Verbrennungsmotor 10 Ladeluft bereitzustellen. Der Akkumulator 168 wirkt als Quelle von druckbeaufschlagten Gasen für den Betrieb des pneumatischen Werkzeugs 184 ohne Einbeziehung zusätzlicher Verdichter (z. B. eines zusätzlichen elektrischen Verdichters, eines benzinbetriebenen Verdichters, eines erdgasbetriebenen Verdichters oder einer anderen Art von Verdichter) in das Verbrennungsmotorsystem 100. Insbesondere kann das Druckgassystem 199 an Verbrennungsmotorsystemen, die einen Verdichter beinhalten, der dazu konfiguriert ist, dem Verbrennungsmotor Ladeluft zuzuführen, (z. B. ähnlich dem Verdichter 114) nachgerüstet werden, um druckbeaufschlagte Luft für den Betrieb eines oder mehrerer pneumatischer Werkzeuge ohne einen zusätzlichen Luftverdichter bereitzustellen.
Durch Speichern von druckbeaufschlagten Gasen in dem Akkumulator 168 über den Druckverstärker 164 und den Verdichter 114, wobei der Verdichter 114 ferner dazu konfiguriert ist, dem Verbrennungsmotor 10 (z. B. als Verdichter des Turboladers 13) Ladeluft bereitzustellen, können die Kosten des Verbrennungsmotorsystems 100 und die Betriebskosten des pneumatischen Werkzeugs 184 reduziert werden (z. B. aufgrund der Einbeziehung von nur dem Verdichter 114 und keinen zusätzlichen Verdichtern, die dazu konfiguriert sind, druckbeaufschlagte Luft bereitzustellen, um das pneumatische Werkzeug 184 anzutreiben). Ferner können zusätzliche Verdichter eine Größe, ein Gewicht und/oder eine elektrische Last des Verbrennungsmotorsystems 100 erhöhen. Durch Bereitstellen des Druckgassystems 199 wie vorstehend beschrieben kann das pneumatische Werkzeug 184 ohne zusätzliche Verdichter angetrieben (z. B. mit Leistung versorgt) werden, was zu einer verringerten Größe, einem verringerten Gewicht und/oder einer verringerten Last des Verbrennungsmotorsystems führt und einen Bedienungskomfort des pneumatischen Werkzeugs 184 (z. B. durch Reduzieren des Ladens und/oder Entladens zusätzlicher Verdichter in das/aus dem Fahrzeug durch den Betreiber, wobei das Fahrzeug das Verbrennungsmotorsystem 100 beinhaltet) erhöht.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Querschnittsansicht eines Druckverstärkers 200 gezeigt. Der Druckverstärker 200 kann ähnlich (oder gleich) dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Druckverstärker 164 sein. Der Druckverstärker 200 kann einem Akkumulator eines Druckluftsystems eines Verbrennungsmotorsystems druckbeaufschlagte Luft bereitstellen, wobei das Verbrennungsmotorsystem, das Druckluftsystem und der Akkumulator ähnlich (oder gleich) dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotorsystem 100, Druckgassystem 199 bzw. Akkumulator 168 sein können.
Der Druckverstärker 200 beinhaltet eine Vielzahl von Kammern, die in einem Innenraum des Druckverstärkers 200 angeordnet sind. Beispielsweise beinhaltet der Druckverstärker 200 eine erste Kammer 206 und eine zweite Kammer 208, die in Richtung eines Einlassendes 252 des Druckverstärkers 200 angeordnet sind, und eine dritte Kammer 210, die in Richtung eines Auslassendes 254 des Druckverstärkers 200 angeordnet ist. Der Innenraum des Druckverstärkers 200 beinhaltet ferner einen darin angeordneten Kolben 202. Der Kolben 202 beinhaltet ein erstes Ende 244, das in Richtung des Einlassendes 252 des Druckverstärkers 200 angeordnet ist, und ein zweites Ende 246, das in Richtung des Auslassendes 254 des Druckverstärkers 200 angeordnet ist. Ein Boden des Kolbens 202 ist zwischen der ersten Kammer 206 und der zweiten Kammer 208 an dem ersten Ende 244 des Kolbens 202 angeordnet und trennt die erste Kammer 206 fluidisch von der zweiten Kammer 208. Insbesondere ist die erste Kammer 206 an einer ersten Seite 236 des Bodens 204 angeordnet und ist die zweite Kammer 208 an einer zweiten Seite 238 des Bodens 204 angeordnet. Die erste Kammer 206 und die zweite Kammer 208 können in einer Richtung senkrecht zu einer Welle 260 des Kolbens 202 jeweils ungefähr eine gleiche Länge 248 aufweisen (wobei sich die Länge 248 z. B. in einer radialen Richtung relativ zu der Achse 262, entlang der sich der Kolben 202 bewegen kann, erstreckt) und der Boden 204 kann eine Länge 240 in derselben Richtung aufweisen, wobei die Länge 248 ungefähr gleich der Länge 240 ist (z. B. kann die Länge 248 gleich der Länge 240 sein). In dieser Konfiguration reduziert der Boden 204 eine Wahrscheinlichkeit eines Gasstroms aus der ersten Kammer 206 in die zweite Kammer 208 (und umgekehrt).
Die dritte Kammer 210 ist an dem Auslassende 254 des Druckverstärkers 200 positioniert und durch die Welle 260 des Kolbens 202 von jeder der ersten Kammer 206 und der zweiten Kammer 208 fluidisch getrennt. Die Welle 260 ist in der dritten Kammer 210 angeordnet. Eine Länge 242 der Welle 260 in der radialen Richtung der Achse 262 ist ungefähr gleich (z. B. gleich lang) wie eine Länge 250 der dritten Kammer 210 in der radialen Richtung der Achse 262, wobei der Kolben 202 dazu konfiguriert ist, sich innerhalb des Druckverstärkers 200 entlang der Achse 262 zu bewegen.
Der Druckverstärker 200 ist dazu konfiguriert, Gas (z. B. Ansaugluft) mit einem niedrigeren ersten Druck und einer höheren ersten Strömungsrate aufzunehmen und das Gas mit einem höheren zweiten Druck und einer niedrigeren zweiten Strömungsrate abzugeben. Beispielsweise kann der Druckverstärker 200 Ansaugluft von einem Ansaugkanal des Verbrennungsmotorsystems (z. B. dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ansaugkanal 142) mit der höheren ersten Strömungsrate über den Kanal 220 und das Ventil 222 (z. B. ähnlich dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Kanal 160 und Ventil 162) aufnehmen. Die von dem Druckverstärker 200 aufgenommene Ansaugluft kann in die erste Kammer 206 in dem Innenraum des Druckverstärkers 200 strömen. Der Boden 204 ist an dem Einlassende 252 des Druckverstärkers 200 zwischen der ersten Kammer 206 und der zweiten Kammer 208 angeordnet, sodass Luft, die in die erste Kammer 206 strömt, gegen den Boden 204 wirken (z. B. Kraft auf den Boden 204 ausüben) kann. Wenn die Ansaugluft in die erste Kammer 206 strömt, kann der Druck der Ansaugluft den Kolben 202 in Richtung des Auslassendes 254 des Druckverstärkers 200 treiben. Infolgedessen bewegt sich der Boden 204 in Richtung des Auslassendes 254, wodurch ein Volumen der ersten Kammer 206 vergrößert und ein Volumen der zweiten Kammer 208 verringert wird. Ferner bewegt das Treiben des Kolbens 202 in Richtung des Auslassendes 254 die Welle 260 weiter in die dritte Kammer 210 (z. B. drückt das zweite Ende 246 des Kolbens 202 durch die dritte Kammer 210 und in Richtung des Auslassendes 254 des Druckverstärkers 200), wodurch ein Volumen der dritten Kammer 210 reduziert und ein Druck von Gasen in der dritten Kammer 210 erhöht wird. In einigen Beispielen kann der Druckverstärker 200 den Druck von Gas in der dritten Kammer 210 auf einen Druck über 100 PSI erhöhen. Das druckbeaufschlagte Gas in der dritten Kammer 210 kann über den Auslasskanal 232 (z. B. ähnlich dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Kanal 163) aus der dritten Kammer 210 zu dem Akkumulator (z. B. dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Akkumulator 168) strömen. Der Auslasskanal 232 kann ein Rückschlagventil 212 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Gas in Richtung des Akkumulators zu strömen und eine Wahrscheinlichkeit eines Gasstroms von dem Akkumulator zu der dritten Kammer 210 über den Auslasskanal 232 zu reduzieren. Das von dem Druckverstärker 200 zu dem Akkumulator strömende druckbeaufschlagte Gas kann in dem Akkumulator zur Verwendung durch einen Betreiber des Fahrzeugs gespeichert werden (z. B. um eine pneumatisch angetriebene Vorrichtung, wie etwa das in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene pneumatische Werkzeug, 184 anzutreiben).
Um die Bewegung des Kolbens 202 umzukehren, um das Volumen der zweiten Kammer 208 und das Volumen der dritten Kammer 210 zu erhöhen und das Volumen der ersten Kammer 206 zu verringern (z. B. um zusätzliche Luft zur Verdichtung durch den Kolben 202 in die dritte Kammer 210 zu strömen), beinhaltet der Druckverstärker 200 eine Vielzahl von Kanälen, die Ventile beinhalten, die dazu konfiguriert sind, sich zu öffnen und/oder zu schliel en, um den Strom von Gasen zu/von dem Druckverstärker 200 einzustellen. Beispielsweise kann ein Strom von Gas aus der ersten Kammer 206 durch ein Ventil 218 gesteuert werden, das an einen Kanal 216 gekoppelt ist, kann ein Strom von Gas zu der zweiten Kammer 208 durch ein Ventil 228 gesteuert werden, das an einen Kanal 230 gekoppelt ist, und kann ein Strom von Gas aus der zweiten Kammer 208 durch ein Ventil 226 gesteuert werden, das an einen Kanal 224 gekoppelt ist, wobei der Kanal 216 fluidisch an die erste Kammer 206 gekoppelt ist und der Kanal 230 und der Kanal 226 fluidisch an die zweite Kammer 208 gekoppelt sind. Die Ventile 218, 222, 226 und 230 können in einigen Beispielen elektronisch betätigte Ventile sein, die von einer elektronischen Steuerung des Verbrennungsmotorsystems (z. B. der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Steuerung 12 des Steuersystems 14) gesteuert werden. In einigen Beispielen können das Ventil 218, das Ventil 222, das Ventil 226 und das Ventil 230 dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ventil 183, Ventil 162, Ventil 187 bzw. Ventil 191 ähnlich sein.
In einem beispielhaften Betrieb des Druckverstärkers 200 kann die Steuerung das Ventil 222 öffnen und das Ventil 218 schliel en, um Luft über den Kanal 220 in die erste Kammer 206 zu strömen. Die Steuerung kann zusätzlich das Ventil 226 öffnen und das Ventil 228 schliel en, um Luft aus der zweiten Kammer 208 zu strömen. Die resultierende Druckdifferenz über dem Boden 204 des Kolbens 202 bewirkt, dass sich der Kolben entlang der Achse 262 in Richtung des Auslassendes 254 des Druckverstärkers 200 bewegt und das zweite Ende 246 des Kolbens 202 drückt durch die dritte Kammer 210 und erhöht den Druck von Luft in der dritten Kammer 210 (z. B. verstärkt den Druck der Luft). Die den erhöhten Druck aufweisende Luft (die in dieser Schrift als druckbeaufschlagte Luft bezeichnet werden kann) kann aufgrund der Bewegung des Kolbens 202 aus der dritten Kammer 210 heraus und über den Kanal 232 in den Akkumulator strömen, wo die druckbeaufschlagte Luft gespeichert wird. Um den Kolben 202 zurück in Richtung des Einlassendes 252 des Druckverstärkers 200 zu bewegen, kann die Steuerung das Ventil 226 schliel en und das Ventil 228 öffnen, um Luft in die zweite Kammer 208 zu strömen. Die Steuerung kann zusätzlich das Ventil 222 schliel en und das Ventil 218 öffnen, um Luft aus der ersten Kammer 206 zu strömen. Die resultierende Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 206 und der zweiten Kammer 208 bewirkt, dass sich der Kolben 202 in Richtung des Einlassendes 252 bewegt. Wenn sich der Kolben in Richtung des Einlassendes 252 bewegt, kann Luft über den Kanal 234 in die dritte Kammer 210 strömen, wobei der Kanal 234 ein Rückschlagventil 214 beinhaltet, um eine Wahrscheinlichkeit eines Luftstroms aus der dritten Kammer 210 über den Kanal 234 zu reduzieren. Durch wiederholtes Bewegen des Kolbens in Richtung des Auslassendes 254 und von dem Auslassende 254 weg, wie vorstehend beschrieben, nimmt der Druckverstärker 200 Luft auf und beaufschlagt die Luft mit Druck zur Zufuhr an den Akkumulator. In einigen Beispielen kann die dritte Kammer 210 Luft von einem Ansaugkanal des Verbrennungsmotors stromabwärts eines Verdichters aufnehmen (z. B. kann Luft über den Kanal 234 von dem Ansaugkanal 142 des Verbrennungsmotors 10 an einer Stelle stromabwärts des Verdichters 114 in die dritte Kammer 210 strömen, wobei der Ansaugkanal 142, der Verbrennungsmotor 10 und der Verdichter 114 in 1 gezeigt und vorstehend beschrieben sind), wo die Luft dann wie vorstehend beschrieben durch Bewegung des zweiten Endes 246 des Kolbens 202 in Richtung des Auslassendes 254 mit Druck beaufschlagt wird (z. B. der Druck der Luft erhöht wird). In anderen Beispielen kann die dritte Kammer 210 Luft von einer anderen Quelle aufnehmen. Als ein Beispiel kann die dritte Kammer 210 Abgase von einer Abgasquelle, wie etwa dem Abgaskrümmer 25, und/oder einem oder mehreren Abgaskanälen aufnehmen. Die Abgase können infolge der Bewegung des Kolbens 202 wie vorstehend beschrieben mit Druck beaufschlagt werden. Ferner können sich in einigen Beispielen die Abgase in der dritten Kammer 210 mit der Luft von stromabwärts des Verdichters vermischen und/oder konvergieren, sodass der Kolben 202 das Gemisch aus Luft und Abgasen mit Druck beaufschlagt. In noch anderen Beispielen kann die dritte Kammer 210 Luft von einer anderen Luftquelle des Fahrzeugs aufnehmen, wie etwa einem HLK-Gebläsemotor und/oder einer Ausgabe eines Vakuum erzeugenden Elektromotors, und kann die Luft durch den Kolben 202 wie vorstehend beschrieben mit Druck beaufschlagt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das ein Verfahren 300 zum Steuern eines Luftstroms eines Akkumulators eines Fahrzeugs veranschaulicht. Der Akkumulator des Verfahrens 300 kann ähnlich (oder gleich) dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Akkumulator 168 sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Steuerung 12 des Steuersystems 14) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren 16, empfangen werden. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Aktoren 81, einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb gemäl den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 301 werden Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen. Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können die Verbrennungsmotordrehzahl, den Verbrennungsmotoransaugluftstrom, den Verbrennungsmotoransaugluftdruck, die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung, den Zündzeitpunkt, die Verbrennungsrate, die Kraftstoffströmungsrate, die Abgastemperatur, den Abgasstrom, die Drosselposition, die Ansaugluftfeuchtigkeit, die Verdichterdrehzahl, die Turboladerturbinendrehzahl usw. umfassen. Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können zudem einen oder mehrere Parameter, wie etwa den Gasdruck des Akkumulators (z. B. einen Druck von Gasen in einem Innenraum des Akkumulators, wie etwa einen Druck von Ansaugluft und/oder anderen Gasen, die in dem Akkumulator gespeichert sind), eine Position eines oder mehrerer Ventile (z. B. eine Position eines Einlassventils des Akkumulators, wie etwa des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ventils 162), den Verbrennungsmotorbetriebsmodus, die Luftströmungsrate zu dem Akkumulator, die Gasströmungsrate von dem Akkumulator, die Ansaugluftströmungsrate zu einem Druckverstärker, der stromaufwärts des Akkumulators angeordnet ist (wie etwa dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Druckverstärker 164), die AGR-Gasströmungsrate usw., beinhalten. Signale können an der elektronischen Steuerung des Verbrennungsmotors (z. B. der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Steuerung 12) von verschiedenen Sensoren des Verbrennungsmotors (z. B. Temperatursensoren, wie etwa dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Temperatursensor 55, Drucksensoren, wie etwa dem Drucksensor 56, Feuchtigkeitssensoren, wie etwa dem Feuchtigkeitssensor 57 usw.) empfangen werden und die elektronische Steuerung kann die Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen auf Grundlage der Signale schätzen und/oder messen. In einigen Beispielen kann die Steuerung Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen auf Grundlage der Signale (z. B. unter Verwendung einer oder mehrerer Lookup-Tabellen, die in nicht transitorischem Speicher der Steuerung gespeichert sind) berechnen und in einigen Beispielen kann die Steuerung die Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen auf Grundlage der Signale (z. B. über Logik, wie etwa einen oder mehrere Algorithmen, die in dem nicht transitorischen Speicher der Steuerung gespeichert sind) ableiten. Beispielsweise kann die Steuerung ein Ausgangssignal eines Temperatursensors mit Werten vergleichen, die in einer Lookup-Tabelle gespeichert sind, um die von dem Temperatursensor gemessene Temperatur zu bestimmen.
Bei 302 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist. Die Steuerung kann auf Grundlage der geschätzten und/oder gemessenen Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen bestimmen, ob der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist. Beispielsweise kann die Bestimmung, ob der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist, das Bestimmen beinhalten, ob Kraftstoff einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors zugeführt wird, ob eine Luft-/Kraftstoffladung in einem oder mehreren der Verbrennungsmotorzylinder verbrannt wird, ob ein Funken durch eine oder mehrere in den Verbrennungsmotorzylindern angeordnete Zündkerzen ausgelöst wird, ob das Fahrzeug, das den Verbrennungsmotor beinhaltet, in Bewegung ist (z. B. ob sich ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs drehen) usw. Als ein Beispiel können Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist, eine Verbrennung von Kraftstoff/Luft in den Verbrennungsmotorzylindern, einen Abgasstrom aus den Verbrennungsmotorzylindern usw. beinhalten. Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor nicht eingeschaltet ist, können eine Zündschlüsselabschaltung, keine Verbrennung von Kraftstoff/Luft in den Verbrennungsmotorzylindern, keinen Abgasstrom aus Verbrennungsmotorzylindern usw. beinhalten.
Wenn der Verbrennungsmotor bei 302 nicht eingeschaltet ist, werden die Akkumulatorbedingungen bei 304 aufrechterhalten. Das Aufrechterhalten der Akkumulatorbedingungen kann beinhalten, dass eines oder mehrerer Ventile, die dazu konfiguriert sind, Gase zu und/oder aus dem Akkumulator zu strömen, nicht eingestellt werden (z. B. dass eine Position des einen oder der mehreren Ventile aufrechterhalten wird), keine Luft zu dem Akkumulator von dem Druckverstärker geströmt wird, keine Luft von dem Akkumulator zu einem Auslass (z. B. dem in 1 und vorstehend beschriebenen Ausgangsende 182) zugeführt wird, usw.
Wenn der Verbrennungsmotor bei 302 eingeschaltet ist, erfolgt bei 306 eine Bestimmung, ober der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft.
Die Bestimmung, ob der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, kann das Vergleichen der geschätzten und/oder gemessene Verbrennungsmotordrehzahl mit einer Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors, das Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Schwellengeschwindigkeit des Fahrzeugs usw. beinhalten. Beispielsweise kann die Steuerung die Verbrennungsmotordrehzahl mit der Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors vergleichen, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl geringer als die Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors ist, kann die Steuerung bestimmen, dass der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft. In einem Beispiel kann die Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors 1000 U/min betragen. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung bestimmen, ob die Verbrennungsmotordrehzahl innerhalb eines Schwellenbereichs (z. B. zwischen 600 U/min und 1000 U/min) liegt und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl innerhalb des Schwellenbereichs liegt, bestimmt die Steuerung, dass der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft. In anderen Beispielen kann die Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors eine andere Verbrennungsmotordrehzahl (z. B. 2000 U/min) sein. Die Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors kann eine vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl sein, die in dem nicht transitorischen Speicher der Steuerung gespeichert ist. In einigen Beispielen kann die Steuerung auf Grundlage eines anderen Verbrennungsmotorparameters bestimmen, ob der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft. Beispielsweise kann die Steuerung eine Kraftstoffzufuhrrate zu Verbrennungsmotorzylindern mit einer Schwellenkraftstoffzufuhrrate vergleichen. Die Schwellenkraftstoffzufuhrrate kann eine vorbestimmte Kraftstoffzufuhrrate sein, die in dem nicht transitorischen Speicher der Steuerung gespeichert ist. Wenn die Kraftstoffzufuhrrate geringer als die Schwellenkraftstoffzufuhrrate ist, kann die Steuerung bestimmen, dass der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft. In noch anderen Beispielen kann die Steuerung auf Grundlage eines anderen Verbrennungsmotorparameters, wie etwa einer Verbrennungsmotortemperatur, einer Kühlmittelströmungsrate des Verbrennungsmotors, einer Kurbelwellendrehzahl usw., bestimmen, ob der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft.
Wenn der Verbrennungsmotor bei 306 nicht im Leerlauf läuft, wird der Akkumulatorluftstrom bei 308 gemäl einem ersten Modus gesteuert. Das Steuern des Akkumulatorluftstroms gemäl dem ersten Modus kann das Strömen eines Teils der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker beinhalten, um Luft in dem Akkumulator zu speichern, während der Verbrennungsmotor läuft und nicht im Leerlauf läuft (z. B. die Verbrennungsmotordrehzahl die vorstehend bei 306 beschriebene Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors überschreitet), wie weiter unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Wenn der Verbrennungsmotor bei 306 im Leerlauf läuft, wird der Akkumulatorluftstrom bei 310 gemäß einem zweiten Modus gesteuert. Das Steuern des Akkumulatorluftstroms gemäl dem zweiten Modus kann das Strömen von Ansaugluft zu dem Druckverstärker beinhalten, um Luft in dem Akkumulator zu speichern, während der Verbrennungsmotor läuft und im Leerlauf läuft (z. B. die Verbrennungsmotordrehzahl geringer als die vorstehend bei 306 beschriebene Schwellendrehzahl des Verbrennungsmotors ist), wie weiter unten unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4 ist zunächst eine Fortsetzung des Verfahrens 300 aus 3 unter Bedingungen, bei denen der Akkumulatorluftstrom gemäl dem ersten Modus gesteuert wird, gezeigt.
Bei 400 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Akkumulatordruck geringer als ein Schwellendruck ist. Der Schwellendruck kann ein vorbestimmter Druck sein, der auf einem gewünschten Gasspeicherdruck des Akkumulators basiert, und kann gleich dem weiter unten unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen zweiten Schwellendruck sein. Beispielsweise kann der Schwellendruck ein Druck sein, der zur langfristigen Speicherung von Gas in dem Akkumulator geeignet ist (z. B. 100 PSI, 110 PSI usw.). Der Schwellendruck kann ein Druck sein, der im Vergleich zum Atmosphärenluftdruck relativ hoch ist, und das Speichern von Gasen in dem Akkumulator bei Drücken unterhalb des Schwellendrucks kann eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Akkumulators verringern.
Wenn der Akkumulatordruck bei 400 nicht geringer als der Schwellendruck ist, wird der Akkumulatordruck bei 402 bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil reduziert. Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann das Strömen von Gasen aus dem Akkumulator beinhalten, während keine Gase in den Akkumulator geströmt werden. Beispielsweise kann die Steuerung eine Position eines Akkumulatorentlüftungsventils einstellen, um die in dem Akkumulator gespeicherte Gasmenge zu verringern und den Akkumulatorgasdruck zu reduzieren, wie nachstehend beschrieben.
Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils bei 404 beinhalten, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, während die Strömungsrate durch das Entlüftungsventil auf Grundlage von Feuchtigkeit eingestellt wird. Beispielsweise kann das Akkumulatorentlüftungsventil dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ventil 192 ähnlich sein. Das Akkumulatorentlüftungsventil kann ein Dreiwegeventil sein, wobei ein Eingang des Akkumulatorentlüftungsventils fluidisch an den Akkumulator (z. B. einen Auslass des Akkumulators) gekoppelt ist und ein Ausgang des Akkumulatorentlüftungsventil (z. B. über einen Kanal, der an den Ausgang des Akkumulatorentlüftungsventils gekoppelt ist) fluidisch an die Atmosphäre gekoppelt ist. Die Steuerung kann einen Aktor des Akkumulatorentlüftungsventils einstellen, um das Akkumulatorentlüftungsventil in eine Position zu öffnen, in der Gase aus dem Innenraums des Akkumulators in die Atmosphäre strömen. Als ein Beispiel kann die Steuerung die Position des Akkumulatorentlüftungsventils einstellen, um eine Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator durch das Akkumulatorentlüftungsventil in die Atmosphäre zu steuern. Beispielsweise kann das Akkumulatorentlüftungsventil in eine erste Position, in der das Akkumulatorentlüftungsventil vollständig zur Atmosphäre geöffnet ist, eine zweite Position, in der das Akkumulatorentlüftungsventil vollständig zur Atmosphäre geschlossen ist, und eine Vielzahl von Positionen zwischen der vollständig geöffneten Position und der vollständig geschlossene Position betätigt werden. Das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, kann das Einstellen des Akkumulatorentlüftungsventils in die vollständig geöffnete Position oder in eine der Vielzahl von Positionen zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position beinhalten. Das Akkumulatorentlüftungsventil kann zusätzlich einen zweiten Ausgang beinhalten und das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, kann das Halten des zweiten Ausgangs in einer vollständig geschlossenen Position (z. B. einer Position, in der keine Gase aus dem Akkumulator durch das Akkumulatorentlüftungsventil und aus dem zweiten Ausgang des Akkumulatorentlüftungsventils strömen) beinhalten.
Die Steuerung kann kontinuierlich (z. B. graduell und kontinuierlich, ohne Unterbrechung) die Position des Akkumulatorentlüftungsventils durch die Vielzahl von Positionen einstellen, um die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator durch das Akkumulatorentlüftungsventil auf Grundlage einer Feuchtigkeit der Gase und/oder der Atmosphärenluft zu steuern. Beispielsweise kann die Steuerung die Feuchtigkeit (z. B. den Wasserdampfgehalt) der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder die Feuchtigkeit der Atmosphärenluft über einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren schätzen und/oder messen. Das Messen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase kann das Empfangen von Signalen (z. B. elektrischen Signalen) von einem an den Akkumulator gekoppelten Feuchtigkeitssensor beinhalten und das Messen der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft kann das Empfangen von Signalen von einem an den Verbrennungsmotor (z. B. einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors, eine Fläche innerhalb eines Raums des Verbrennungsmotors usw.) gekoppelten Feuchtigkeitssensor beinhalten.
Das Steuern der Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator durch das Akkualmtorentlüftungsventil in die Atmosphäre kann das Steuern der Position des Akkumulatorentlüftungsventils auf Grundlage von jedem von der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft (z. B. auf Grundlage einer Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft) beinhalten. Als ein Beispiel kann die Steuerung unter Bedingungen, bei denen die Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase größer ist als die Feuchtigkeit der Atmosphärenluft, das Akkumulatorentlüftungsventil mit einer ersten Rate öffnen, und kann die Steuerung unter Bedingungen, bei denen die Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase geringer ist als die Feuchtigkeit der Atmosphärenluft, das Akkumulatorentlüftungsventil mit einer anderen zweiten Rate öffnen. Das Steuern der Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils auf Grundlage der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft kann die Wahrscheinlichkeit einer Kondensationsbildung an dem Auslass des Akkumulators und/oder in dem Innenraum des Akkumulators verringern. Durch Reduzieren der Wahrscheinlichkeit einer Kondensationsbildung auf diese Weise kann eine Verschlechterung des Akkumulators reduziert werden.
Die Steuerung kann die Einstellung des Akkumulatorentlüftungsventils (z. B. die Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils) auf Grundlage der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft unter Verwendung einer oder mehrerer Lookup-Tabellen und/oder eines oder mehrerer Algorithmen, die in nicht transitorischem Speicher der Steuerung gespeichert sind, bestimmen. Als ein Beispiel kann die Steuerung die Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft bestimmen und den Öffnungsbetrag des Akkumulatorentlüftungsventils auf Grundlage der Differenz zwischen jeder Feuchtigkeit steuern, wobei die Differenz eine Eingabe der Lookup-Tabelle ist und die Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils eine Ausgabe der Lookup-Tabelle ist. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung die Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils über in nicht transitorischem Speicher der Steuerung gespeicherte Logik einstellen, wobei die Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils eine Funktion der Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Atmosphärenluft ist.
Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils bei 406 beinhalten, um den Akkumulator in das Ansaugsystem zu entlüften, während die Strömungsrate durch das Entlüftungsventil auf Grundlage von Feuchtigkeit eingestellt wird. Das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in das Ansaugsystem zu entlüften, kann allein oder in Kombination mit dem Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, wie vorstehend beschrieben, erfolgen. Beispielsweise kann der zweite Auslass des vorstehend beschriebenen Akkumulatorentlüftungsventils fluidisch an das Ansaugsystem des Verbrennungsmotors (z. B. einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors, wie etwa den in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ansaugkanal 142) gekoppelt sein und kann die Steuerung die Position des Akkumulatorentlüftungsventils einstellen, um den Öffnungsbetrag des Akkumulatorentlüftungsventils zu dem Ansaugsystem einzustellen. Die Steuerung kann den Öffnungsbetrag des Akkumulatorentlüftungsventils zu dem Ansaugsystem steuern, um die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator durch das Akkumulatorentlüftungsventil in das Ansaugsystem einzustellen.
Die Einstellung der Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem kann auf der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder der Feuchtigkeit von Gasen in dem Ansaugsystem (z. B. der Feuchtigkeit von Ansaugluft in dem Ansaugkanal des Ansaugsystems) basieren.
Als ein Beispiel kann die Steuerung die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem auf Grundlage einer Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit von Gasen in dem Ansaugsystem (z. B. einer Feuchtigkeit von frischer Ansaugluft und/oder Ladeluft in dem Ansaugsystem) einstellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung unter Bedingungen, bei denen die Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase größer ist als die Feuchtigkeit der Gase in dem Ansaugsystem, das Akkumulatorentlüftungsventil mit einer ersten Rate zu dem Ansaugsystem öffnen, und kann die Steuerung unter Bedingungen, bei denen die Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase geringer ist als die Feuchtigkeit der Gase in dem Ansaugsystem, das Akkumulatorentlüftungsventil mit einer anderen zweiten Rate zu dem Ansaugsystem öffnen. Das Steuern der Öffnungsrate des Akkumulatorentlüftungsventils zu dem Ansaugsystem auf Grundlage der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder der Feuchtigkeit der Gase in dem Ansaugsystem (z. B. der Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Gase in dem Ansaugsystem) kann eine Wahrscheinlichkeit von Kondensationsbildung an dem Auslass des Akkumulators und/oder in dem Innenraum des Akkumulators verringern und kann eine Verschlechterung des Akkumulators reduzieren. Die Steuerung kann den Öffnungsbetrag des Akkumulatorentlüftungsventils zu dem Ansaugsystem unter Verwendung einer Lookup-Tabelle oder eines Algorithmus, ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf das Strömen von Gasen aus dem Akkumulator in die Atmosphäre beschriebenen Beispiel, einstellen.
Die Steuerung kann die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator zu dem Ansaugsystem und die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in die Atmosphäre gleichzeitig steuern (z. B. in Kombination, wobei ein Teil der Gase aus dem Akkumulator zu dem Ansaugsystem strömt und ein Teil der Gase aus dem Akkumulator in die Atmosphäre strömt, wobei die Steuerung ein Verhältnis von aus dem Akkumulator zu dem Ansaugsystem strömenden Gasen zu aus dem Akkumulator in die Atmosphäre strömenden Gasen steuert). Die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem kann sich auf Grundlage der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase, der Feuchtigkeit von Gasen in dem Ansaugsystem, der Feuchtigkeit von Atmosphärenluft von der Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in die Atmosphäre unterscheiden. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen eine Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit der Gase in dem Ansaugsystem größer ist als eine Differenz zwischen der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und der Feuchtigkeit von Atmosphärenluft, die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem geringer sein als die Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in die Atmosphäre, während das Akkumulatorentlüftungsventil geöffnet ist, um den Akkumulatordruck des Speichers zu reduzieren. Durch Steuern jedes von dem Strom von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem und dem Strom von Gasen aus dem Akkumulator in die Atmosphäre kann eine Wahrscheinlichkeit von Kondensationsbildung an dem Akkumulator und/oder dem Akkumulatorentlüftungsventil weiter reduziert werden.
Wenn der Akkumulatordruck bei 400 geringer ist als der Schwellendruck, erfolgt bei 408 eine Bestimmung, ob Akkumulatorladung aktiviert ist. Das Bestimmen, ob Akkumulatorladung aktiviert ist, kann das Bestimmen beinhalten, ob ein Betreiber des Verbrennungsmotors (z. B. ein Fahrer des Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor beinhaltet) Akkumulatorladung über eine oder mehrere Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. Schalter, Tasten, Touchscreens usw.) ausgewählt hat. Beispielsweise kann eine Kabine des Fahrzeugs, in der der Betreiber sitzt, einen Schalter oder eine andere Benutzerschnittstellenvorrichtung beinhalten, der/die dazu konfiguriert ist, dem Betreiber zu ermöglichen, zwischen einem Verbrennungsmotorbetriebsmodus, in dem Akkumulatorladung aktiviert ist, und einem Betriebsmodus, in dem Akkumulatorladung nicht aktiviert ist, zu wählen. Die Benutzerschnittstellenvorrichtung kann elektronisch an die elektronische Steuerung des Verbrennungsmotors (z. B. die in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Steuerung 12) gekoppelt sein und die elektronische Steuerung kann Signale (z. B. elektronische Signale) von der Benutzerschnittstellenvorrichtung empfangen, die den durch den Betreiber ausgewählten Verbrennungsmotorbetriebsmodus (z. B. den Modus, in dem Akkumulatorladung aktiviert ist, oder den Modus, in dem Akkumulatorladung nicht aktiviert ist) anzeigen.
Als ein Beispiel kann die Benutzeroberfläche ein EIN/AUS-Schalter sein, wobei unter Bedingungen, bei denen sich der Schalter in der EIN-Position befindet, Akkumulatorladung aktiviert ist und unter Bedingungen, bei denen sich der Schalter in der AUS-Position befindet, Akkumulatorladung deaktiviert ist. In noch anderen Beispielen kann die elektronische Steuerung den Betriebsmodus des Verbrennungsmotors automatisch auswählen, um die Akkumulatorladung auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen und ohne Eingabe durch den Betreiber zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen eine Strömungsrate von Luft aus dem Verdichter (z. B. dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Verdichter 114) eine Schwellenströmungsrate überschreitet, die elektronische Steuerung den Verbrennungsmotorbetriebsmodus einstellen, sodass Akkumulatorladung aktiviert wird (z. B. um einen Teil der Luft von dem Verdichter zu dem stromaufwärts des Akkumulators angeordneten Druckverstärker, ähnlich dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Druckverstärker 164, umzuleiten). Das Bestimmen, ob Akkumulatorladung aktiviert ist, kann das Bestimmen des ausgewählten Betriebsmodus des Verbrennungsmotors (z. B. das Bestimmen, ob der ausgewählte Betriebsmodus des Verbrennungsmotors aktivierte Akkumulatorladung beinhaltet) beinhalten.
Wenn bei 408 Akkumulatorladung nicht aktiviert ist, werden die Akkumulatorbedingungen bei 422 aufrechterhalten. Das Aufrechterhalten der Akkumulatorbedingungen kann beinhalten, dass eines oder mehrerer Ventile, die dazu konfiguriert sind, Gase zu und/oder aus dem Akkumulator zu strömen, nicht eingestellt werden (z. B. eine Position des einen oder der mehreren Ventile aufrechterhalten wird), keine Luft zu dem Akkumulator von dem Druckverstärker geströmt wird, keine Luft von dem Akkumulator zu einem Auslass (z. B. dem in 1 und vorstehend beschriebenen Ausgangsende 182) zugeführt wird, nicht eingestellt wird, ob die Akkumulatorladung aktiviert oder deaktiviert ist, usw.
Wenn bei 408 Akkumulatorladung aktiviert ist, erfolgt bei 410 eine Bestimmung, ob der Ladedruck größer als ein Schwellenwert ist. Der Ladedruck bezieht sich auf einen Druck der Ansaugluft (z. B. Ladeluft) in Ansaugkanälen, die stromabwärts des Verdichters des Verbrennungsmotors (z. B. des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Verdichters 114) angeordnet sind. Der Ladedruck kann in einigen Beispielen auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa einer Ausgabe des Verbrennungsmotors (z. B. der Verbrennungsmotordrehzahl, der Turbinendrehzahl usw.) basieren. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen der Verdichter des Verbrennungsmotors von einer Turbine eines Turboladers (z. B. der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Turbine 116) angetrieben wird, der Ladedruck auf der Verdichterdrehzahl basieren, wobei die Verdichterdrehzahl auf der Turbinendrehzahl basiert. Die Turbinendrehzahl kann auf einem Strom von Abgasen zu der Turbine (z. B. einer Massenströmungsrate von Abgasen von dem Verbrennungsmotor zu der Turbine) basieren, wobei der Strom von Abgasen zu der Turbine auf der Verbrennungsmotordrehzahl basiert. In einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor ein Wastegate (z. B. das in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Wastegate 92) beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Abgase von dem Verbrennungsmotor um die Turbine umzuleiten, und kann die Strömungsrate der Abgase zu der Turbine sowohl auf der Verbrennungsmotordrehzahl als auch der Position des Wastegates (z. B. einem Öffnungsbetrag des Wastegates) basieren. Bei höheren Turbinendrehzahlen (z. B. XXX U/min) kann die Verdichterdrehzahl höher sein, was zu einem höheren Ladedruck führen kann (z. B. XXX atm) führen kann, und bei niedrigeren Turbinendrehzahlen (z. B. XXX U min) kann die Verdichterdrehzahl geringer sein, was zu einem niedrigeren Ladedruck (z. B. XXX atm) führen kann.
In einigen Beispielen kann der Schwellenladedruck ein vorbestimmter Ladedruck sein, der in nicht transitorischem Speicher der elektronischen Steuerung gespeichert ist. In einigen Beispielen kann der Schwellenladedruck auf der Verbrennungsmotorlast und/oder dem Verbrennungsmotordrehmomentbedarf basieren. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotordrehmomentbedarf höher ist, der Schwellenladedruck höher sein, und kann unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotordrehmomentbedarf niedriger ist, der Schwellenladedruck niedriger sein. Der Schwellenladedruck kann einer Menge an Ladedruck entsprechen, die verwendet wird, um die angeforderte Drehmomentausgabe des Verbrennungsmotors bereitzustellen. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor mit einer Dauerdrehzahl (z. B. 2000 U/min) betrieben wird, der Schwellenladedruck einem Ladedruck entsprechen, der verwendet wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors bei der Dauerdrehzahl aufrechtzuerhalten. Das Bestimmen, ob der Ladedruck größer als der Schwellenladedruck ist, kann Vergleichen des Ladedrucks mit dem Schwellenladedruck beinhalten, wobei der Schwellenladedruck die Menge an Ladedruck ist, die er verwendet wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors bei der Dauerdrehzahl aufrechtzuerhalten.
Unter bestimmten Bedingungen kann der Ladedruck größer als der Schwellenladedruck sein. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen sich das Wastegate, das dazu konfiguriert ist, Abgase um die Turbine des Turboladers umzuleiten, in der vollständig geschlossenen Position befindet, sodass keine Abgase die Turbine umgehen, die Drehzahl der Turbine zu einer relativ hohen Drehzahl des Verdichters führen, was den Ansaugladedruck über den Schwellenladedruck erhöhen kann. Als ein anderes Beispiel kann unter Bedingungen, bei denen die Verbrennungsmotordrehzahl relativ niedrig ist (z. B. 1500 U/min) und eine Temperatur von Abgasen, die von dem Verbrennungsmotor ausgegeben werden, relativ hoch ist (z. B. eine Temperatur des Verbrennungsmotors in Bezug auf die aktuelle Verbrennungsmotordrehzahl relativ hoch ist, wie etwa unter Bedingungen im Anschluss an eine Drosselfreigabe), die Turbinendrehzahl aufgrund der Expansion der Abgase in der Turbine relativ hoch sein. Infolgedessen kann die Verdichterdrehzahl relativ hoch sein, was den Ladedruck über den Schwellenladedruck erhöhen kann. In anderen Beispielen kann der Schwellenladedruck ein vorbestimmter Druck sein, der in nicht transitorischem Speicher der Steuerung gespeichert ist. Als ein Beispiel kann der Schwellenladedruck ein Ladedruck sein, der dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Verbrennungsmotors bei einer oder mehreren typischen Dauerdrehzahlen des Verbrennungsmotors (z. B. 2000 U/min, 2500 U/min usw.) aufrechtzuerhalten.
Wenn der Ladedruck bei 410 größer als der Schwellenwert ist, wird bei 414 das Akkumulatoreinlassventil geöffnet, während gleichzeitig die Drosselposition gesteuert wird. Das Akkumulatoreinlassventil (z. B. ähnlich dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ventil 162) kann geöffnet werden, um einen Teil der druckverstärkten Ansaugluft stromabwärts des Verdichters des Verbrennungsmotors zu dem Druckverstärker umzuleiten.
Der Druckverstärker kann dem Akkumulator, ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Beispiel (z. B. ähnlich dem in 2 gezeigten und vorstehend beschriebenen Druckverstärker 200), druckbeaufschlagte Luft zuführen. Beispielsweise kann der Druckverstärker druckbeaufschlagte Luft zum Speichern in einem Innenraum des Akkumulators zu dem Akkumulator strömen, wobei die druckbeaufschlagte Luft, die von dem Druckverstärker zu dem Akkumulator strömt, einen höheren Druck aufweist als die druckbeaufschlagte Luft, die von dem Verdichter zu dem Druckverstärker strömt. Durch gleichzeitiges Steuern einer Drosselposition, während das Akkumulatoreinlassventil geöffnet wird, kann der Druck von Ansaugluft stromabwärts des Verdichters (z. B. druckverstärkter Ansaugluft) über dem Schwellenladedruck gehalten werden, während ein Teil der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird. Beispielsweise kann die Steuerung den Öffnungsbetrag des Akkukmulatoreinlassventils einstellen (z. B. die Position des Akkumulatoreinlassventils aus der vollständig geschlossenen Position über eine Vielzahl von teilweise geöffneten Positionen einstellen) und wenn die Steuerung den Öffnungsbetrag des Akkumulatoreinlassventils einstellt, stellt die Steuerung gleichzeitig den Öffnungsbetrag der Drossel ein, um den Ansaugluftladedruck über dem Schwellenladedruck zu halten.
Das gleichzeitige Steuern der Drosselklappenstellung mit dem Öffnen des Akkumulatoreinlassventils kann das Erhöhen und/oder Verringern des Öffnungsbetrags der Drossel als Reaktion auf den Ansaugladedruck beinhalten. Da ein Teil der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker strömt, wenn das Akkumulatoreinlassventil geöffnet wird, kann das Öffnen des Akkumulatoreinlassventils ohne gleichzeitiges Steuern der Drosselposition zu einer Verringerung des Ansaugladedrucks führen (z. B. aufgrund eines Stroms von druckverstärkter Ansaugluft zu dem Druckverstärker anstelle der Verbrennungsmotorzylinder).
Durch gleichzeitiges Steuern der Drosselposition, wenn das Akkukmulatoreinlassventil geöffnet wird, wird jedoch der Öffnungsbetrag der Drossel eingestellt, um den Strom von Ansaugluft zu dem Verdichter zu steuern, was eine Reduktion des Ansaugladedrucks, die sich daraus ergibt, das der Teil der druckverstärkten Ansaugluft von dem Verdichter zu dem Druckverstärker strömt, ausgleichen und/oder verhindern kann.
Ein Teil der druckverstärkten Ansaugluft wird bei 418 zu dem Druckverstärker umgeleitet, während gleichzeitig die Drosselposition eingestellt wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, bis der Akkumulatordruck mindestens gleich dem Schwellendruck (z. B. dem vorstehend bei 400 beschriebenen Schwellendruck) ist. Das Steuern der Drosselposition, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, während gleichzeitig ein Teil der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, kann das Aufrechterhalten des Ansaugluftladedrucks über dem Schwellenladedruck wie vorstehend beschrieben beinhalten. Beispielsweise kann die Steuerung, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, die Drosselposition einstellen, sodass eine Menge an Ansaugluft, die zu dem Verbrennungsmotor strömt, aufrechterhalten wird (z. B. gemäl dem Verbrennungsmotordrehmomentbedarf oder der angeforderten Verbrennungsmotordrehmomentausgabe aufrechterhalten wird). Als ein Beispiel kann die Steuerung, unter Bedingungen, bei denen der Betreiber des Verbrennungsmotors (z. B. ein Fahrer des Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor beinhaltet) eine Drosselbetätigungsanforderung (z. B. durch Drücken eines Pedals des Fahrzeugs) auslöst, um die Verbrennungsmotordrehzahl zu erhöhen, die Position der Drossel einstellen, um die angeforderte Erhöhung der Verbrennungsmotordrehzahl bereitzustellen, während zudem der Strom von druckverstärkter Ansaugluft zu dem Druckverstärker bereitgestellt wird.
Die Position der Drossel kann eingestellt werden, um den Strom von druckverstärkter Ansaugluft, die zu dem Druckverstärker und nicht zu dem Verbrennungsmotor umgeleitet wird, auszugleichen, sodass die Verbrennungsmotordrehzahl auf die angeforderte Verbrennungsmotordrehzahl erhöht oder verringert oder bei der angeforderten Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, wenn der Teil der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker strömt. Beispielsweise kann die Steuerung unter Bedingungen, bei denen eine erste Verbrennungsmotordrehzahl angefordert wird und keine druckverstärkte Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, die Drossel in eine erste geöffnete Position einstellen, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die erste Verbrennungsmotordrehzahl einzustellen. Unter Bedingungen, bei denen eine erste Verbrennungsmotordrehzahl angefordert wird und druckverstärkte Ansaugluft wie vorstehend beschrieben zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, kann die Steuerung die Drossel in eine zweite geöffnete Position einstellen, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die erste Verbrennungsmotordrehzahl einzustellen und dem Druckverstärker druckverstärkte Ansaugluft bereitzustellen. In einigen Beispielen kann die zweite geöffnete Position eine Position sein, in der die Drossel um einen größeren Betrag relativ zu der ersten geöffneten Position geöffnet ist.
Der Teil der druckverstärkten Ansaugluft wird zu dem Druckverstärker umgeleitet, bis der Akkumulatordruck zumindest größer als der Schwellenakkumulatordruck ist. Der Schwellenakkumulatordruck kann ein vorbestimmter Druck sein, der einem gewünschten Gasspeicherdruck des Akkumulators entspricht, und kann gleich wie der vorstehend bei 400 beschriebene Schwellenakkumulatordruck sein. Beispielsweise kann ein Volumen des Innenraums des Akkumulators ein festes Volumen sein (z. B. ein Volumen, das sich nicht ausdehnt und/oder zusammenzieht) und wenn Gas in dem Innenraum des Akkumulators gespeichert wird, kann sich der Druck des in dem Akkumulator gespeicherten Gases erhöhen (z. B. da die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gas zunimmt, während das Volumen des Innenraums des Akkumulators nicht erhöht wird). Der Schwellenakkumulatordruck kann auf einer vorbestimmten Menge an Gasen (z. B. Masse von Gasen) basieren, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, sodass unter Bedingungen, bei denen die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der vorbestimmten Menge an Gasen ist, der Druck von in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich dem Schwellenakkumulatordruck ist. Die vorbestimmte Menge an Gasen, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, kann einer Menge an Gasen entsprechen, die für den Antriebsbetrieb einer pneumatischen Vorrichtung (z. B. des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen pneumatischen Werkzeugs 184) für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. 5 Minuten, 10 Minuten usw.) geeignet ist.
Als ein Beispiel kann unter Bedingungen, bei denen der Druck von in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich dem Schwellenakkumulatordruck ist, die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der vorbestimmten Menge sein, die zum Antreiben des Betriebs der pneumatischen Vorrichtung für den vorbestimmten Zeitraum geeignet ist. Durch Umleiten der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker bis der Akkumulatordruck größer als der Schwellenakkumulatordruck ist, kann eine Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der vorbestimmten Menge an Gasen sein, die zum Antreiben der pneumatischen Vorrichtung für einen vorbestimmten Zeitraum geeignet ist. Das Umleiten eines Teils der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker, um die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen auf diese Weise zu erhöhen, kann in dieser Schrift als Laden des Akkumulators bezeichnet werden. Da der Teil der druckverstärkten Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, kann das Laden des Akkumulators ohne Verlust der Verbrennungsmotorleistung (z. B. ohne die Drehmomentausgabe des Verbrennungsmotors zu verringern) erfolgen. Infolgedessen kann der Betreiberkomfort erhöht werden.
Das Akkumulatoreinlassventil wird bei 420 geschlossen, während gleichzeitig die Drosselposition gesteuert wird. Die Steuerung kann die Drosselposition (z. B. den Öffnungsbetrag des Drosselventils, ähnlich der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Drossel 20) gleichzeitig steuern, während das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl und/oder den Ansaugladedruck aufrechtzuerhalten, wenn das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird. Beispielsweise reduziert das Einstellen des Akkumulatoreinlassventils aus einer vollständig geöffneten Position oder einer teilweise geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position den Strom von Ansaugladeluft zu dem Druckverstärker (z. B. reduziert die Menge an Ladeluft, die von dem Verdichter zu dem Druckverstärker strömt). Ohne gleichzeitiges Steuern der Drosselposition auf Grundlage der Akkumulatoreinlassventilposition kann der reduzierte Strom von Ansaugladeluft zu dem Druckverstärker zu einer Erhöhung des Ladeluftdrucks in einem relativ kurzen Zeitraum (z. B. dem Zeitraum zum Einstellen des Akkumulatoreinlassventils aus der vollständig geöffneten Position oder der teilweise geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position) führen. Die Erhöhung des Ladeluftdrucks kann zu unerwünschten Erhöhungen der Verbrennungsmotordrehzahl führen. Durch gleichzeitiges Steuern der Drosselposition mit dem Schliel en des Akkumulatoreinlassventils kann jedoch eine Wahrscheinlichkeit unerwünschter Erhöhungen der Verbrennungsmotordrehzahl reduziert werden (z. B. kann die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten werden, während das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird). Als ein Beispiel kann die Steuerung, wenn die Steuerung das Akkumulatoreinlassventil in die vollständig geschlossene Position einstellt, gleichzeitig einen Öffnungsbetrag der Drossel verringern, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird. Infolgedessen kann die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe konstant gehalten werden und kann der Betreiberkomfort erhöht werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 410 erfolgt, wenn der Ladedruck nicht größer als der Schwellenladedruck ist, bei 412 eine Bestimmung, ob die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung (ECD) geringer als eine Schwellentemperatur ist. Die Schwellentemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur sein, bei der keine Verschlechterung der ECD auftritt. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen die ECD-Temperatur geringer als die Schwellentemperatur ist, eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der ECD, die sich aus der Temperatur der ECD ergibt, reduziert werden. In einigen Beispielen kann die Schwellentemperatur einer typischen Temperatur der ECD unter Bedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor mit Dauerdrehzahlen (z. B. 2500 U/min) betrieben wird, entsprechen. Als ein Beispiel kann die Schwellentemperatur 1400 °F, 1600 °F usw. betragen. Wenn die ECD-Temperatur bei 412 geringer als die Schwellentemperatur ist, wird bei 416 der Ansaugluftdruck verstärkt, während das Akkumulatoreinlassventil geöffnet und die Drosselposition gleichzeitig gesteuert wird.
Ein Teil der druckverstärkten Ansaugluft wird bei 418 wie vorstehend beschrieben zu dem Akkumulator umgeleitet, während gleichzeitig die Drosselposition eingestellt wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl (z. B. die von dem Betreiber angeforderte Verbrennungsmotordrehzahl gemäl einer Pedalposition des Fahrzeugs) aufrechtzuerhalten, bis der Akkumulatordruck mindestens dem Schwellendruck entspricht. Das Erhöhen des Ansaugluftdrucks kann das Erhöhen des Ansaugluftdrucks stromabwärts des Verdichters beinhalten, durch gleichzeitiges Steuern sowohl des Öffnungsbetrags des Akkumulatoreinlassventils als auch des Öffnungsbetrags der Drossel. Beispielsweise kann die Drossel mit einer schnelleren ersten Rate geöffnet werden, während das Akkumulatoreinlassventil mit einer langsameren zweiten Rate geöffnet wird, um den Ansaugluftdruck über den Schwellenladedruck zu erhöhen. Das Verstärken des Ansaugluftdrucks kann das Einstellen einer Position eines Wastegates beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Abgase um die Turbine des Turboladers, der den Verdichter antreibt, umzuleiten. Beispielsweise kann die Steuerung einen Öffnungsbetrag des Wastegates verringern (z. B. das Wastegate in eine vollständig geschlossene Position einstellen), um die Menge an Abgasen, die zu der Turbine strömen, zu erhöhen, um die Drehzahl des Verdichters zu erhöhen, was zu einem erhöhten Ansaugluftdruck führen kann. Die Steuerung kann die Position des Wastegates in Kombination mit der Einstellung der Position der Drossel und der Einstellung des Akkumulatoreinlassventils einstellen. Insbesondere kann das Öffnen des Akkumulatoreinlassventils und das gleichzeitige Steuern der Drosselposition zudem das gleichzeitige Steuern der Position des Wastegates (z. B. des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Wastegates 92) beinhalten. Durch Verstärken des Ansaugluftdrucks über den Schwellenladedruck bei 416 kann die Steuerung die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten, während bei 418 wie vorstehend beschrieben druckverstärkte Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, bis der Akkumulatordruck größer als der Schwellenakkumulatordruck ist. Die Steuerung kann dann bei 420 wie vorstehend beschrieben das Akkumulatoreinlassventil schliel en, während gleichzeitig die Drosselposition gesteuert wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 412 werden, wenn die ECD-Temperatur größer als die Schwellentemperatur ist, die Akkumulatorbedingungen bei 422 wie vorstehend beschrieben aufrechterhalten. Beispielsweise kann das Aufrechterhalten der Akkumulatorbedingungen beinhalten, dass keine druckverstärkte Ansaugluft zu dem Druckverstärker umgeleitet wird, um die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen zu erhöhen (z. B. kann die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen aufrechterhalten werden).
Unter Bezugnahme auf 5 ist nun eine Fortsetzung des Verfahrens 300 aus 3 unter Bedingungen, bei denen der Akkumulatorluftstrom gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird, gezeigt. Die Bestimmung, ob Akkumulatorausgabe angefordert wird, kann das Bestimmen beinhalten, ob ein Benutzer (z. B. der Betreiber des Verbrennungsmotors) Akkumulatorausgabe über eine oder mehrere Benutzerschnittstellenvorrichtungen ausgewählt hat. Beispielsweise kann der Akkumulator fluidisch an ein Ausgangsende eines Kanals (z. B. das Ausgangsende 182 des in 1 und vorstehend beschriebenen Kanals 197) gekoppelt sein, wobei das Ausgangsende fluidisch an eine pneumatische Vorrichtung, wie etwa ein pneumatisch betätigtes Werkzeug (z. B. das in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene pneumatische Werkzeug 184) gekoppelt ist. Das Ausgangsende kann normalerweise geschlossen sein, sodass unter Bedingungen, bei denen der Benutzer Akkumulatorausgabe nicht über die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen auswählt, keine Gase von dem Akkumulator zu der pneumatischen Vorrichtung durch das Ausgangsende strömen. Unter Bedingungen, bei denen der Benutzer Akkumulatorausgabe über die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen auswählt (z. B. der Benutzer eine Taste, einen Schalter oder eine andere Benutzerschnittstellenvorrichtung drückt, der/die dazu konfiguriert ist, anzuzeigen, dass eine Ausgabe von in dem Akkumulator gespeicherten druckbeaufschlagten Gasen gewünscht ist), kann sich das Ausgangsende öffnen, um Gase aus dem Akkumulator zu der pneumatischen Vorrichtung zu strömen. In einigen Beispielen können die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen an oder auf der pneumatischen Vorrichtung und/oder dem Ausgangsende angeordnet sein. Als ein Beispiel können die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen einen Hebel beinhalten und unter Bedingungen, bei denen der Benutzer den Hebel drückt, können Gase aus dem Akkumulator durch das Ausgangsende zu der pneumatischen Vorrichtung strömen. In einigen Beispielen können ein oder mehrere Sensoren der Steuerung als Reaktion auf die Eingabe von dem Benutzer in die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. das Drücken des vorstehend beschriebenen Hebels) (z. B. über elektronische Signale, die an die Steuerung übertragen werden) anzeigen, dass Akkumulatorausgabe angefordert wird. In anderen Beispielen kann die Steuerung einen Gasstrom von dem Akkumulator zu dem Ausgangsende als Reaktion auf die Benutzereingabe über einen oder mehrere Sensoren (z. B. Akkumulatordrucksensoren, wie etwa den in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Drucksensor 166) erfassen und kann die Steuerung auf Grundlage des erfassten Stroms zu dem Ausgangsende die Bestimmung vornehmen, dass die Akkumulatorausgabe angefordert wird.
Bei 500 erfolgt eine Bestimmung, ob Akkumulatorladung und/oder -ausgabe angefordert wird. Das Bestimmen, ob Akkumulatorladung aktiviert ist, kann das Bestimmen beinhalten, ob der Betreiber des Verbrennungsmotors (z. B. der Fahrer des Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor beinhaltet) Akkumulatorladung über eine oder mehrere Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. Schalter, Tasten, Touchscreens usw.) ausgewählt hat, ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf 408 aus 4 beschriebenen Beispielen. Als ein Beispiel kann eine Kabine des Fahrzeugs, in der der Betreiber sitzt, einen Schalter oder eine andere Benutzerschnittstellenvorrichtung beinhalten, der/die dazu konfiguriert ist, dem Betreiber zu ermöglichen, zwischen einem Verbrennungsmotorbetriebsmodus, in dem Akkumulatorladung aktiviert ist, und einem Betriebsmodus, in dem Akkumulatorladung nicht aktiviert ist, zu wählen. Die Benutzerschnittstellenvorrichtung kann elektronisch an die elektronische Steuerung des Verbrennungsmotors (z. B. die
in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Steuerung 12) gekoppelt sein und die elektronische Steuerung kann Signale (z. B. elektronische Signale) von der Benutzerschnittstellenvorrichtung empfangen, die den durch den Betreiber ausgewählten Verbrennungsmotorbetriebsmodus (z. B. den Modus, in dem Akkumulatorladung aktiviert ist, oder den Modus, in dem Akkumulatorladung nicht aktiviert ist) anzeigen.
Wenn bei 500 Akkumulatorladung und/oder -ausgabe nicht angefordert wird, werden die Akkumulatorbedingungen bei 506 aufrechterhalten. Das Aufrechterhalten der Akkumulatorbedingungen kann beinhalten, dass keine Gase von dem Akkumulator zu dem Ausgangsende geströmt werden, dass keine Gase von stromabwärts des Verdichters zu dem Druckverstärker geströmt werden, um Gase in dem Akkumulator zu speichern usw. Beispielsweise kann das Aufrechterhalten der Akkumulatorbedingungen beinhalten, dass der Druck von Gasen in dem Akkumulator aufrechterhalten wird, dass keine Gase in dem Akkumulator in die Atmosphäre und/oder in die Ansaugkanäle des Verbrennungsmotors entlüftet werden usw.
Wenn bei 500 Akkukmulatorladung und/oder -ausgabe angefordert wird, erfolgt bei 502 eine Bestimmung, ob die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung (ECD) geringer als eine Schwellentemperatur ist. Die Schwellentemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur sein, bei der keine Verschlechterung der ECD auftritt, ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf 412 aus 4 beschriebenen Beispiel. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen die ECD-Temperatur geringer als die Schwellentemperatur ist, eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der ECD, die sich aus der Temperatur der ECD ergibt, reduziert werden.
Wenn die ECD-Temperaturbei 502 nicht geringer als die Schwellentemperatur ist, wird die ECD-Temperatur bei 504 unter die Schwellentemperatur verringert. Das Verringern der ECD-Temperatur unter die Schwellentemperatur kann das Reduzieren der Verbrennungsmotordrehzahl und/oder das Betreiben des Verbrennungsmotors für eine Dauer, um die ECD über Umgebungsluft (z. B. Atmosphärenluft) zu kühlen, beinhalten. In einigen Beispielen kann die Steuerung einen oder mehrere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors einstellen, wie etwa den Zündzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzrate, die Verbrennungsmotorkühlmittelflussrate usw., um eine Temperatur von Abgasen, die zu der ECD strömen, zu reduzieren, um die Temperatur der ECD zu reduzieren. Das Verringern der ECD-Temperatur bei 504 kann optional das Umleiten von Abgas um die ECD durch einen Umgehungskanal beinhalten. Beispielsweise kann die ECD eine von zwei oder mehren ECDs sein, die stromabwärts des Verbrennungsmtors relativ zu einem Abgasstrom von dem Verbrennungsmotor angeordnet sind, und kann das Umleiten von Abgas um die ECD über den Umgehungskanal das Umleiten von Abgas von einer Stelle stromaufwärts der ECD zu einer Stelle stromabwärts der ECD beinhalten. Die Stelle stromabwärts der ECD kann stromaufwärts einer zweiten ECD sein und das Strömen der Abgase durch die zweite ECD und nicht durch die erste ECD kann eine Kühlungsrate der ersten ECD erhöhen.
Wenn die ECD-Temperatur bei 502 geringer als die Schwellentemperatur ist oder wenn die ECD-Temperatur bei 504 unter die Schwellentemperatur verringert wird, erfolgt bei 508 eine Bestimmung, ob die Verbrennungsmotorleerlaufdrehzahl größer als eine Schwellenleerlaufdrehzahl ist. Die Schwellenleerlaufdrehzahl kann eine relativ niedrige vorbestimmte Leerlaufdrehzahl sein, bei der Verbrennungsstabilität aufrechterhalten wird. Beispielsweise kann bei Verbrennungsmotordrehzahlen, die niedriger als die Leerlaufdrehzahl sind, eine Wahrscheinlichkeit von unerwünschter Verbrennungsinstabilität erhöht sein (z. B. unvollständige Verbrennung, Fehlzündungen usw.).
Wenn die Leerlaufdrehzahl bei 508 größer als die Schwellenleerlaufdrehzahl ist, wird bei 510 die Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten. Beispielsweise, da die Leerlaufdrehzahl größer als die Schwellenleerlaufdrehzahl ist, kann die Leerlaufdrehzahl mit einer verringerten Wahrscheinlichkeit von Verbrennungsinstabilität aufrechterhalten werden.
Wenn jedoch die Leerlaufdrehzahl bei 508 nicht größer als die Schwellenleerlaufdrehzahl ist, wird der Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor erhöht, bis die Leerlaufdrehzahl mindestens gleich der Schwellenleerlaufdrehzahl ist, während die Temperatur der ECD bei 512 bei weniger als der Schwellentemperatur gehalten wird. Das Erhöhen des Luftstroms zu dem Verbrennungsmotor kann das Einstellen des Öffnungsbetrags der Drossel (z. B. der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Drossel 20) beinhalten. Beispielsweise kann die Steuerung den Öffnungsbetrag der Drossel erhöhen, um die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors über die Schwellenleerlaufdrehzahl zu erhöhen. Die Steuerung kann die Drossel in der Position mit dem erhöhten Öffnungsbetrag halten, um den Verbrennungsmotor bei der erhöhten Leerlaufdrehzahl (z. B. der Leerlaufdrehzahl über der Schwellenleerlaufdrehzahl) zu halten.
Wenn die Steuerung den Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor erhöht, um die Leerlaufdrehzahl über die Schwellenleerlaufdrehzahl zu erhöhen, überwacht (z. B. misst) die Steuerung gleichzeitig die Temperatur der ECD und kann gleichzeitig den Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor auf Grundlage sowohl der Verbrennungsmotorleerlaufdrehzahl als auch der ECD-Temperatur einstellen. Beispielsweise, wenn die Steuerung die Drosselposition einstellt, um den Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor zu erhöhen und die Verbrennungsmotorleerlaufdrehzahl zu erhöhen, kann die erhöhte Leerlaufdrehzahl die Temperatur der ECD erhöhen. Unter Bedingungen, bei denen die Steuerung bestimmt, dass sich die Temperatur der ECD der Schwellentemperatur nähert, wenn die Leerlaufdrehzahl erhöht wird, kann die Steuerung eine Anstiegsrate der Leerlaufdrehzahl (z. B. eine Rate, mit der der Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor über eine Öffnungsrate der Drossel erhöht wird) einstellen, um eine Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die ECD-Temperatur die Schwellentemperatur überschreitet. Die Schwellentemperatur der ECD kann die gleiche vorstehend bei 502 beschriebene Schwellentemperatur sein.
Wenn die Leerlaufdrehzahl bei 510 aufrechterhalten wird oder der Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor erhöht wird, bis die Leerlaufdrehzahl mindestens gleich der Schwellenleerlaufdrehzahl ist, während die Temperatur der ECD bei 512 bei weniger als der Schwellentemperatur gehalten wird, erfolgt bei 514 eine Bestimmung, ob der Akkumulatordruck geringer als ein erster Schwellendruck ist. Der erste Schwellendruck kann ein vorbestimmter Druck sein, der auf einem niedrigeren ersten Gasspeicherdruck des Akkumulators basiert. Beispielsweise kann der erste Schwellenakkumulatordruck auf einer niedrigeren ersten vorbestimmten Menge an Gasen (z. B. Masse von Gasen) basieren, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, sodass unter Bedingungen, bei denen die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der ersten vorbestimmten Menge an Gasen ist, der Druck von in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich dem ersten Schwellenakkumulatordruck ist. Die erste vorbestimmte Menge an Gasen, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, kann einer Menge an Gasen entsprechen, die für den Antriebsbetrieb einer pneumatischen Vorrichtung (z. B. des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen pneumatischen Werkzeugs 184) für einen geringeren ersten vorbestimmten Zeitraum (z. B. 2 Minuten, 3 Minuten usw.) geeignet ist.
Wenn der Akkumulatordruck bei 514 nicht geringer als der erste Schwellendruck ist, wird druckbeaufschlagte Luft von dem Akkumulator über den Druckregler zu dem Ausgangsende bereitgestellt. Beispielsweise kann die Steuerung Gase von dem Akkumulator durch den Druckregler (z. B. den in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Druckregler 180) zu dem Ausgangsende (z. B. dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausgangsende 182) strömen, sodass druckbeaufschlagte Gase von dem Akkumulator verfügbar sind, um eine pneumatische Vorrichtung, die an das Ausgangsende gekoppelt ist, (z. B. die in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene pneumatische Vorrichtung 184) anzutreiben. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Ventil des Druckreglers (z. B. ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf den in 1 gezeigten Druckregler 180 beschriebenen Ventil) aus einer vollständig geschlossenen Position in eine teilweise geöffnete Position oder eine vollständig geöffnete Position einstellen, um den Akkumulator 168 über den Druckregler 180 fluidisch an das Ausgangsende 182 zu koppeln. Das Ausgangsende 182 kann normalerweise abgedichtet sein, sodass Gase von dem Druckregler nicht aus dem Ausgangsende 182 zu der pneumatischen Vorrichtung oder in die Atmosphäre strömen. Als Reaktion auf eine Eingabe in die pneumatische Vorrichtung (z. B. Drücken eines Hebels, Knopfes oder dergleichen der pneumatischen Vorrichtung, ähnlich dem vorstehend beschriebenen Beispiel) von einem Benutzer (z. B. dem Betreiber des Verbrennungsmotors) können Gase von dem Druckregler zu der pneumatischen Vorrichtung strömen, um die pneumatische Vorrichtung anzutreiben. Das Bereitstellen der druckbeaufschlagten Luft von dem Akkumulator zu dem Ausgangsende über den Druckregler kann beinhalten, dass das Ausgangsende über die Gase von dem Druckregler mit Druck beaufschlagt wird und dass keine Gase aus dem Ausgangsende geströmt werden, bis eine Eingabe von dem Benutzer zum Strömen der Gase von dem Ausgangsende zu der pneumatischen Vorrichtung wie vorstehend beschrieben empfangen wird.
Das Bereitstellen der druckbeaufschlagten Luft von dem Akkumulator zu dem Auslass über den Druckregler bei 520 kann bei 521 optional das Erzeugen eines Alarms beinhalten, der anzeigt, dass Akkumulatorluft verfügbar ist. Beispielsweise kann die Steuerung dem Betreiber des Verbrennungsmotors einen Alarm bereitstellen, um anzuzeigen, dass der Akkumulatordruck mindestens gleich dem niedrigeren ersten Druck ist. Der Alarm kann einen akustischen Alarm (z. B. einen Ton, ein Piepen usw.), einen visuellen Alarm (z. B. ein beleuchtetes Symbol) oder eine andere Art von Alarm beinhalten, der an einer oder mehreren Stellen des Fahrzeugs (z. B. in einer Kabine des Fahrzeugs, an dem Ausgangsende, das dazu konfiguriert ist, an die pneumatische Vorrichtung gekoppelt zu werden, usw.) bereitgestellt wird.
Wenn unter erneuter Bezugnahme auf 514 der Akkumulatordruck bei 514 geringer ist als der erste Schwellendruck, erfolgt bei 516 eine Bestimmung, ob eine Akkumulatorverschlechterung erfasst wird. In einigen Beispielen kann die Bestimmung, ob eine Akkumulatorverschlechterung aufgetreten ist, das Vergleichen eines aktuellen Akkumulatordrucks mit einem oder mehreren vorherigen Akkumulatordrücken über die Steuerung beinhalten.
Beispielsweise können vor der Bestimmung bei 516 (z. B. während einer vorherigen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors unmittelbar vor dem letzten Verbrennungsmotorstart oder Einschaltereignis) eine oder mehrere Akkumulatordruckmessungen in einem Speicher der Steuerung gespeichert werden. Die Steuerung kann den Akkumulatordruck bei 516 mit der einen oder den mehreren vorherigen Messungen des Akkumulatordrucks vergleichen, um bei 516 eine Differenz zwischen dem aktuellen Akkumulatordruck und den Akkumulatordrücken vor der Bestimmung zu bestimmen. Die Steuerung kann einen erwarteten Akkumulatordruck auf Grundlage von Änderungen der Akkumulatorbedingungen zwischen der vorherigen Akkumulatordruckmessung und der aktuellen Messung bestimmen. Beispielsweise kann der erwartete Akkumulatordruck von der Steuerung auf Grundlage der Umgebungstemperatur, des Stroms von Gasen zu dem Akkumulator usw. aktualisiert werden. Wenn die Steuerung bestimmt, dass die Differenz zwischen dem erwarteten Akkumulatordruck und dem aktuell gemessenen Akkumulatordruck größer als ein Schwellenwert (z. B. mehr als 5 % Differenz, 10% Differenz usw.) ist, kann die Steuerung bestimmen, dass eine Akkumulatorverschlechterung aufgetreten ist. Eine Akkumulatorverschlechterung kann einen unerwünschten Betrieb des Akkumulators beinhalten, wie etwa einen Strom von Gasen aus dem Akkumulator unter Bedingungen, bei denen kein Strom von Gasen aus dem Akkumulator angefordert wird (z. B. nicht von dem Benutzer über die eine oder die mehreren Benutzereingabevorrichtungen angefordert wird).
Wenn bei 516 keine Akkumulatorverschlechterung erfasst wird, strömt Luft zu dem Druckverstärker, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, bis der Akkumulatordruck bei 518 größer als der erste Schwellendruck ist, wobei der erste Schwellendruck gleich ist wie der vorstehend unter Bezugnahme auf 514 beschriebene erste Schwellendruck. Druckbeaufschlagte Luft wird dann bei 520 wie vorstehend beschrieben von dem Akkumulator über den Druckregler zu dem Auslass bereitgestellt.
Wenn jedoch bei 516 eine Akkumulatorverschlechterung erfasst wird, wird der Akkumulatordruck bei 526 bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil reduziert. Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann eine Wahrscheinlichkeit einer erhöhten Verschlechterung des Akkumulators durch Druckentlastung des Akkumulators verringern. In einigen Beispielen kann das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil das Verringern des Drucks von Gasen in dem Innenraum des Akkumulators auf den gleichen Druck wie Umgebungsluft (z. B. Atmosphärenluftdruck) beinhalten.
Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil bei 526 kann optional das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils beinhalten, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, während die Entlüftungsrate bei 528 auf Grundlage von Feuchtigkeit eingestellt wird. Beispielsweise kann der Öffnungsbetrag des Akkumulatorentlüftungsventils (z. B. ähnlich dem in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ventil 192) durch die Steuerung eingestellt werden, um eine Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator durch das Akkumulatorentlüftungsventil in die Atmosphäre zu steuern und die Steuerung kann gleichzeitig die Strömungsrate der Gase aus dem Akkumulator auf Grundlage einer Feuchtigkeit der Gase einstellen, um eine Wahrscheinlichkeit von Kondensationsbildung zu reduzieren, ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf 404 aus 4 beschriebenen Beispielen. In einigen Beispielen kann das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil bei 526 optional bei 530 das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils beinhalten, um den Akkumulator in das Ansaugsystem zu entlüften, während die Entlüftungsrate auf Grundlage von Feuchtigkeit eingestellt wird. Ähnlich den vorstehend bei 406 aus 4 beschriebenen Beispielen kann das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in das Ansaugsystem zu entlüften, allein oder in Kombination mit dem Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, erfolgen. Die Einstellung der Strömungsrate von Gasen aus dem Akkumulator in das Ansaugsystem kann ferner auf der Feuchtigkeit der in dem Akkumulator gespeicherten Gase und/oder der Feuchtigkeit von Gasen in dem Ansaugsystem basieren, wie vorstehend beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 520 erfolgt, wenn die druckbeaufschlagte Luft von dem Akkumulator über den Druckregler zu dem Ausgangsende bereitgestellt wird, bei 522 eine Bestimmung, ob der Akkumulatordruck geringer als ein zweiter Schwellendruck (zweiter Schwellengasdruck) ist. Der zweite Schwellendruck kann ein vorbestimmter Druck sein, der auf einem höheren zweiten Gasspeicherdruck des Akkumulators basiert (z. B. höher relativ zu dem vorstehend bei 514 beschriebenen niedrigeren ersten Gasspeicherdruck). Beispielsweise kann der zweite Schwellenakkumulatordruck auf einer höheren zweiten vorbestimmten Menge an Gasen (z. B. Masse von Gasen) basieren, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, sodass unter Bedingungen, bei denen die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der zweiten vorbestimmten Menge an Gasen ist, der Druck von in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich dem zweiten Schwellenakkumulatordruck ist. Die zweite vorbestimmte Menge an Gasen, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, kann einer Menge an Gasen entsprechen, die für den Antriebsbetrieb einer pneumatischen Vorrichtung (z. B. des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen pneumatischen Werkzeugs 184) für einen gröl eren zweiten vorbestimmten Zeitraum (z. B. 5 Minuten, 10 Minuten usw.) geeignet ist. In einigen Beispielen kann der zweite Schwellendruck der gleiche Druck (z. B. eine gleiche Druckmenge) wie der vorstehend unter Bezugnahme auf 400 aus 4 beschrieben Schwellendruck sein.
Wenn der Akkumulatordruck bei 522 geringer als der zweite Schwellendruck ist, strömt bei 532 Luft zu dem Druckverstärker, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, bis der Akkumulatordruck mindestens gleich dem zweiten Schwellendruck ist. Beispielsweise kann die Steuerung gleichzeitig die Position der Drossel (z. B. den Öffnungsbetrag der Drossel) steuern, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn die Luft zu dem Druckverstärker strömt, ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf 418 aus 4 beschriebenen Beispielen (z. B. kann die Steuerung den Öffnungsbetrag der Drossel erhöhen, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn Luft von dem Verbrennungsmotor zu dem Druckverstärker umgeleitet wird). Wie vorstehend beschrieben, kann das Volumen des Innenraums des Akkumulators ein festes Volumen sein, und wenn Gas (z. B. durch Strömen von Gas zu dem Druckverstärker, ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Beispielen) in dem Innenraum des Akkumulators gespeichert wird, kann sich ein Druck des in dem Akkumulator gespeicherten Gases erhöhen. Luft strömt zu dem Druckverstärker, bis der Druck des in dem Akkumulator gespeicherten Gases mindestens gleich dem zweiten Schwellendruck ist.
In einigen Beispielen kann das Strömen von Luft zu dem Druckverstärker bei 532, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, bis der Akkumulatordruck mindestens gleich dem zweiten Schwellendruck ist, optional das Durchführen einer Fahrzeugdiagnose umfassen, während Luft zu dem Druckverstärker geströmt wird. Beispielsweise kann die Steuerung eine Diagnose auslösen, um zu bestimmen, ob eine Verschlechterung der ECD aufgetreten ist, um zu bestimmen, ob eine Verschlechterung eines oder mehrerer Ansaugkanäle aufgetreten ist usw. Das Durchführen der Diagnose kann das Einstellen eines oder mehrerer Parameter, wie etwa der Verbrennungsmotordrehzahl, der Kühlmittelströmungsrate, der Abgasströmungsrate, der Ansaugluftströmungsrate usw., beinhalten. In einigen Beispielen kann die durchgeführte Diagnose zu erhöhten Verbrennungsmotorgeräuschen und -vibrationen führen. Durch das Durchführen der Diagnose, während Luft zu dem Druckverstärker geströmt wird, können jedoch die erhöhten Geräusche und/oder Vibrationen, die sich aus der Diagnose ergeben, für den Betreiber des Verbrennungsmotors weniger bemerkbar sein (z. B. kann eine akustische Härte der Diagnose verringert sein) und kann der Betreiberkomfort erhöht werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 522 erfolgt, wenn der Akkumulatordruck bei 522 nicht geringer als der zweite Schwellendruck ist, bei 524 eine Bestimmung, ob der Akkumulatordruck geringer als ein dritter Schwellendruck (dritter Schwellengasdruck) ist. Der dritte Schwellendruck kann ein vorbestimmter Druck sein, der auf einem maximalen gewünschten Gasspeicherdruck des Akkumulators basiert (z. B. ein höherer Druck relativ zu dem vorstehend bei 522 beschriebenen zweiten Schwellendruck). Beispielsweise kann der dritte Schwellenakkumulatordruck auf einer maximalen vorbestimmten Menge an Gasen (z. B. Masse von Gasen) basieren, die in dem Akkumulator gespeichert werden soll, sodass unter Bedingungen, bei denen die Menge an in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich der dritten vorbestimmten Menge an Gasen ist, der Druck von in dem Akkumulator gespeicherten Gasen gleich dem dritten Schwellenakkumulatordruck ist. Der dritte Schwellendruck kann vorbestimmt sein, um eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Akkumulators zu reduzieren. Beispielsweise kann unter Bedingungen, bei denen die in dem Akkumulator gespeicherten Gase Drücke aufweisen, die geringer als der dritte Schwellendruck sind, eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Akkumulators relativ zu Bedingungen, bei denen die in dem Akkumulator gespeicherten Gase Drücke aufweisen, die größer als der dritte Schwellendruck sind, reduziert werden. Demnach kann das Speichern von Gasen in dem Akkumulator bei Drücken, die größer sind als der dritte Schwellendruck, unerwünscht sein.
Wenn der Akkumulatordruck bei 524 nicht geringer als der dritte Schwellendruck ist, wird der Akkumulatordruck bei 526 bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil wie vorstehend beschrieben reduziert. Das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann optional bei 528 das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils beinhalten, um den Akkumulator in die Atmosphäre zu entlüften, während die Entlüftungsrate auf Grundlage von Feuchtigkeit wie vorstehend beschrieben eingestellt wird und/oder das Reduzieren des Akkumulatordrucks bei geschlossenem Akkumulatoreinlassventil kann optional bei 530 das Öffnen des Akkumulatorentlüftungsventils beinhalten, um den Akkumulator in das Ansaugsystem zu entlüften, während die Entlüftungsrate auf Grundlage von Feuchtigkeit wie vorstehend beschrieben eingestellt wird.
Wenn bei 532 Luft zu dem Akkumulator strömt, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird, bis der Akkumulatordruck mindestens gleich dem zweiten Schwellendruck ist oder der Akkumulatordruck bei 524 geringer als der dritte Schwellendruck ist, wird bei 536 das Akkumulatoreinlassventil geschlossen, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird. Die Steuerung kann die Drosselposition (z. B. den Öffnungsbetrag des Drosselventils, ähnlich der in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Drossel 20) gleichzeitig steuern, während das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl und/oder den Ansaugladedruck aufrechtzuerhalten, wenn das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird. Beispielsweise reduziert das Einstellen des Akkumulatoreinlassventils aus einer vollständig geöffneten Position oder einer teilweise geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position den Strom von Ansaugladeluft zu dem Druckverstärker (z. B. reduziert die Menge an Ladeluft, die von dem Verdichter zu dem Druckverstärker strömt). Ohne gleichzeitiges Steuern der Drosselposition auf Grundlage der Akkumulatoreinlassventilposition kann der reduzierte Strom von Ansaugladeluft zu dem Druckverstärker zu einer Erhöhung des Ladeluftdrucks in einem relativ kurzen Zeitraum (z. B. dem Zeitraum zum Einstellen des Akkumulatoreinlassventils aus der vollständig geöffneten Position oder der teilweise geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position) führen. Die Erhöhung des Ladeluftdrucks kann zu unerwünschten Erhöhungen der Verbrennungsmotordrehzahl führen. Durch gleichzeitiges Steuern der Drosselposition mit dem Schliel en des Akkumulatoreinlassventils kann jedoch eine Wahrscheinlichkeit unerwünschter Erhöhungen der Verbrennungsmotordrehzahl reduziert werden (z. B. kann die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten werden, während das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird). Als ein Beispiel kann die Steuerung, wenn die Steuerung das Akkumulatoreinlassventil in die vollständig geschlossene Position einstellt, gleichzeitig einen Öffnungsbetrag der Drossel verringern, um die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn das Akkumulatoreinlassventil geschlossen wird. Infolgedessen kann die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe konstant gehalten werden und kann der Betreiberkomfort erhöht werden.
Das Schliel en des Akkumulatoreinlassventils, während die Verbrennungsmotordrehzahl aufrechterhalten wird bei 536 kann optional einen Leerlauf für eine vorbestimmte Dauer, bis die ECD-Temperatur geringer als eine Schwellentemperatur ist beinhalten. Beispielsweise, wenn die Steuerung bestimmt, dass die ECD-Temperatur über die Schwellentemperatur zugenommen hat, während Luft zu dem Druckverstärker geströmt wird und/oder wie vorstehend beschrieben eine Fahrzeugdiagnose durchgeführt wird, kann die Steuerung die ECD-Temperatur durch Betreiben des Verbrennungsmotors bei Leerlaufdrehzahlen, ohne Luft zu dem Druckverstärker zu strömen reduzieren, bis die ECD-Temperatur geringer als die Schwellentemperatur ist. In einigen Beispielen kann die Schwellentemperatur die gleiche vorstehend unter Bezugnahme auf 502 beschriebene Schwellentemperatur sein. In anderen Beispielen kann die Schwellentemperatur bei 538 eine niedrigere zweite Schwellentemperatur relativ zu der vorstehend unter Bezugnahme auf 502 beschriebenen Schwellentemperatur sein.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Diagramm 600 gezeigt, das den Betrieb eines Verbrennungsmotors, während ein Akkumulatorluftstrom gesteuert wird, veranschaulicht. Der Verbrennungsmotor beinhaltet einen Druckverstärker, der dazu konfiguriert ist, dem Akkumulator druckbeaufschlagte Gase bereitzustellen. In einigen Beispielen kann der in dieser Schrift unter Bezugnahme auf das Diagramm 600 beschriebene Verbrennungsmotor der vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Verbrennungsmotor 10 sein. Andere in dieser Schrift unter Bezugnahme auf das Diagramm 600 beschriebene Komponenten können den in dieser Schrift unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Komponenten, wie etwa dem Ansaugluftkanal, dem Akkumulator, dem Druckverstärker, dem Verdichter, der Emissionssteuervorrichtung (ECD) und/oder der Drossel ähnlich sein (z. B. ähnlich dem Ansaugluftkanal 142, dem Akkumulator 168, dem Druckverstärker 164, dem Verdichter 114, der ECD 170 und der Drossel 20, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden).
Das Diagramm 600 beinhaltet verschiedene Verläufe, die Parameter des Verbrennungsmotors zwischen den Zeitpunkten t0 und t11 und darüber hinaus veranschaulichen. Insbesondere beinhaltet das Diagramm 600 einen Verlauf 602, der die Verbrennungsmotordrehzahl anzeigt, einen Verlauf 604, der den Ansaugluftdruck anzeigt, einen Verlauf 606, der die Drosselposition anzeigt, einen Verlauf 608, der die Ansaugluftfeuchtigkeit anzeigt, einen Verlauf 610, der die ECD-Temperatur anzeigt, einen Verlauf 612, der die Position des Akkumulatoreinlassventils anzeigt, einen Verlauf 614, der den Akkumulatordruck anzeigt, einen Verlauf 616, der die Auswahl von Akkumulatorladung und/oder -ausgabe anzeigt und einen Verlauf 618, der den Akkumulatorauslassstrom anzeigt. Das Diagramm 600 beinhaltet zusätzlich Achsen, die verschiedene Schwellenwerte anzeigen, die den vorstehenden Parametern zugeordnet sind, wie etwa die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl 620, den Schwellenansaugluftdruck 622, die Schwellenansaugluftfeuchtigkeit 624, die Schwellen-ECD-Temperatur 626, den Schwellenakkumulatordruck 628 und den Schwellenakkumulatordruck 630. In einigen Beispielen kann der Schwellenakkumulatordruck 630 ähnlich dem vorstehend bei 522 aus 5 beschriebenen zweiten Schwellenwert sein und kann der Schwellenakkumulatordruck 628 ähnlich dem vorstehend bei 524 aus 5 beschriebenen dritten Schwellenwert sein. Der Akkumulatorluftstrom des Verbrennungsmotors kann gemäl einem ersten Modus oder gemäl einem zweiten Modus auf Grundlage von Verbrennungsmotorbedingungen gesteuert werden, ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf das Verfahren 300 aus 3 beschriebenen Beispielen und die unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Schwellenwerte können ähnlich (oder gleich) wie die vorstehend unter Bezugnahme auf die 3-5 beschriebenen sein.
Zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 wird der Verbrennungsmotor nicht betrieben (z. B. befindet sich der Verbrennungsmotor in einem Schlüsselausschaltzustand, in dem kein Kraftstoff und keine Luft in den Zylindern des Verbrennungsmotors verbrannt werden). Dementsprechend ist der Ansaugluftdruck niedrig, die Drosselposition ist in der vollständig geschlossenen Position und die ECD-Temperatur ist niedrig. Akkumulatorladung oder -ausgabe wird nicht angefordert, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, und infolgedessen befindet sich das Akkumulatoreinlassventil in der geschlossenen Position, wie durch den Verlauf 612 angezeigt, und es strömt keine Luft aus dem Akkumulatorauslass, wie durch den Verlauf 618 angezeigt. Da sich das Akkumulatoreinlassventil in der geschlossenen Position befindet und keine Luft aus dem Akkumulatorauslass strömt, wird ferner der Akkumulatordruck aufrechterhalten, wie durch den Verlauf 614 angezeigt (z. B. strömen keine Gase in den Akkumulator oder aus dem Akkumulator heraus).
Zum Zeitpunkt t1 wird der Verbrennungsmotor gestartet. Beispielsweise kann ein Verbrennungsmotor-Schlüsseleinschaltereignis auftreten, das beinhalten kann, dass ein Betreiber des Verbrennungsmotors den Verbrennungsmotor durch Betätigen eines Zündschalters des Verbrennungsmotors (z. B. eines Knopfes, eines Zündschalters mit Schlüssel usw.) startet. Das Starten des Verbrennungsmotors kann das Anlassen des Verbrennungsmotors über einen Anlassermotor beinhalten, um ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in den Zylindern des Verbrennungsmotors zu zünden. Zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 nimmt die Verbrennungsmotordrehzahl während des Schlüsseleinschaltereignisses leicht zu und stabilisiert sich, wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft. Die Drosselposition nimmt als Reaktion auf das Schlüsseleinschaltereignis zusammen mit der zunehmenden Verbrennungsmotordrehzahl zu (z. B. wird die Drossel geöffnet) und wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, nimmt der Ansaugluftdruck leicht zu. Wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, nimmt die ECD-Temperatur leicht zu. Da der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, kann der Akkumulatorluftstrom gemäl dem zweiten Modus, der ähnlich dem zweiten Modus des vorstehend unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Verfahrens 300 ist, gesteuert werden. Zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 wird jedoch Akkumulatorladung oder -ausgabe nicht angefordert, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, und infolgedessen wird das Akkumulatoreinlassventil in der geschlossenen Position gehalten, wie durch den Verlauf 612 angezeigt, und es strömen keine Gase aus dem Akkumulatorauslass, wie durch den Verlauf 618 angezeigt. Das Halten des Akkumulatoreinlassventils in der geschlossenen Position kann erfolgen, da die Akkumulatorladudng oder -ausgabe nicht angefordert wird, ähnlich dem vorstehend bei 500 aus 5 beschriebenen Beispiel. Infolgedessen werden die Akkumulatorbedingungen aufrechterhalten, ähnlich dem vorstehend bei 506 aus 5 beschriebenen Beispiel.
Zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 nimmt die Verbrennungsmotordrehzahl graduell auf Drehzahlen über dem Leerlauf zu und die Drosselposition wird weiter erhöht (z. B. wird der Öffnungsbetrag der Drossel erhöht). Der Ansaugluftdruck nimmt zu, überschreitet jedoch nicht den Schwellenansaugluftdruck 622. Die ECD-Temperatur nimmt mit der zunehmenden Verbrennungsmotordrehzahl leicht zu, bleibt jedoch unter der Schwellen-ECD-Temperatur 626. Da der Verbrennungsmotor bei Drehzahlen über dem Leerlauf betrieben wird, kann der Akkumulatorluftstrom gemäl dem ersten Modus, der ähnlich dem ersten Modus des vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Verfahrens 300 ist, gesteuert werden. Der Akkumulatordruck, wie durch den Verlauf 614 angezeigt, ist geringer als der Schwellenakkumulatordruck 630 und da Akkumulatorladung oder -ausgabe nicht aktiviert ist, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, werden die Akkumulatorbedingungen aufrechterhalten, ähnlich dem vorstehend bei 422 aus 4 beschriebenen Beispiel. Insbesondere wird das Akkumulatoreinlassventil in der geschlossenen Position gehalten, wie durch den Verlauf 612 angezeigt, und es strömen keine Gase aus dem Akkumulator, wie durch den Verlauf 618 angezeigt.
Zum Zeitpunkt t3 wird Akkumulatorladung angefordert (z. B. aktiviert), wie durch den Verlauf 616 angezeigt. Ähnlich den vorstehend unter Bezugnahme auf 408 aus 4 beschriebenen Beispielen kann die Akkumulatorladungsanforderung die Auswahl von Akkumulatorladung über eine oder mehrere Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. Schalter, Tasten, Touchscreens usw.) durch einen Betreiber des Verbrennungsmotors (z. B. den Fahrer des Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor beinhaltet) beinhalten. Zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t4 werden, da der durch den Verlauf 604 angezeigte Ansaugluftdruck (z. B. Ladedruck) geringer als der Schwellenansaugluftdruck 622 ist und da die durch den Verlauf 610 angezeigte ECD-Temperatur geringer als die Schwellen-ECD-Temperatur 626 ist, die Akkumulatorbedingungen aufrechterhalten, obwohl die Akkumulatorladung angefordert wird, wie durch den Verlauf 616 angezeigt (z. B. ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf 422 aus 4 beschriebenen Beispiel). Beispielsweise wird das Akkumulatoreinlassventil in der geschlossenen Position (z. B. der vollständig geschlossenen Position) gehalten, wie durch den Verlauf 612 angezeigt.
Zum Zeitpunkt t4 nimmt der Ansaugluftdruck über den Schwellenansaugluftdruck 622 zu. Da die Akkumulatorladung zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 angefordert wird, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, wird das Akkumulatoreinlassventil aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position eingestellt, wie durch den Verlauf 612 angezeigt, während gleichzeitig die Drosselposition gesteuert wird, wie durch den Verlauf 606 angezeigt, ähnlich dem vorstehend bei 414 aus 4 beschriebenen Beispiel. In einigen Beispielen kann das gleichzeitige Steuern der Drosselposition, während die Position des Akkumulatoreinlassventils eingestellt wird, das gleichzeitige Erhöhen des Öffnungsbetrags der Drossel, während der Öffnungsbetrag des Akkumulatoreinlassventils erhöht wird beinhalten. Beispielsweise kann die Drossel während das Akkumulatoreinlassventil aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position eingestellt wird relativ zu Bedingungen, bei denen der Öffnungsbetrag des Akkumulatoreinlassventils nicht eingestellt wird, um einen größeren Betrag geöffnet werden. Das gleichzeitige Steuern der Drosselposition, während das Akkumulatoreinlassventil aus der geschlossenen Position in die vollständig geöffnete Position eingestellt wird, kann ermöglichen, dass die Verbrennungsmotordrehzahl auf der von dem Betreiber angeforderten Drehzahl gehalten wird, während zudem eine Ladung des Akkumulators über einen Strom von Ansaugluft zu dem stromaufwärts des Akkumulators angeordneten Akkumulator bereitgestellt wird. Da das Akkumulatoreinlassventil zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 geöffnet ist, nimmt der Akkumulatordruck zu, wie durch den Verlauf 614 angezeigt.
Zum Zeitpunkt t5 befindet sich das Akkumulatoreinlassventil in der vollständig geöffneten Position, wie durch den Verlauf 612 angezeigt. Die durch den Verlauf 602 angezeigte Verbrennungsmotordrehzahl ist relativ hoch (z. B. Bedingungen mit nahezu weit geöffneter Drossel, wie durch den Verlauf 606 angezeigt) und der Ansaugluftdruck ist relativ hoch (z. B. über dem Schwellenansaugluftdrucks 622, wie durch den Verlauf 604 angezeigt). Zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t6 wird das Akkumulatoreinlassventil in der vollständig geöffneten Position gehalten, um weiterhin Ansaugluft zu dem Druckverstärker zu strömen, um den Akkumulator aufzuladen (z. B. den Druck von Gasen in dem Akkumulator zu erhöhen). Zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t6 wird die Verbrennungsmotordrehzahl auf dem relativ hohen Wert gehalten.
Zum Zeitpunkt t6 überschreitet die ECD-Temperatur die Schwellen-ECD-Temperatur 626. Infolgedessen wird, obwohl Akkumulatorladung angefordert wird, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, das Akkumulatoreinlassventil zwischen dem Zeitpunkt t6 und dem Zeitpunkt t7 aus der vollständig geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position eingestellt, wie durch den Verlauf 612 angezeigt. Die Schwellen-ECD-Temperatur 626 kann ähnlich der vorstehend bei 412 aus 4 beschriebenen Schwellen-ECD-Temperatur sein. Infolgedessen werden die Akkumulatorbedingungen (z. B. der durch den Verlauf 614 angezeigte Akkumulatordruck) durch Schliel en des Akkumulatoreineinlassventils, um das Laden des Akkumulators zu stoppen, aufrechterhalten, ähnlich dem vorstehend bei 422 aus 4 beschriebenen Beispiel.
Zwischen dem Zeitpunkt t7 und dem Zeitpunkt t8 reduziert sich die Verbrennungsmotordrehzahl, wie durch den Verlauf 602 angezeigt, reduziert sich der Ansaugluftdruck, wie durch den Verlauf 604 angezeigt und wird der Betrag der Drosselöffnung reduziert, wie durch den Verlauf 606 angezeigt. Die durch den Verlauf 610 angezeigte ECD-Temperatur bleibt höher als die Schwellen-ECD-Temperatur 626, nimmt jedoch graduell ab, während der durch den Verlauf 614 angezeigte Akkumulatordruck aufrechterhalten wird.
Zum Zeitpunkt t8 nimmt die durch den Verlauf 610 angezeigte ECD-Temperatur unter die Schwellen-ECD-Temperatur 626 ab. Die durch den Verlauf 602 angezeigte Verbrennungsmotordrehzahl wird jedoch unter die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl 620 reduziert und der Akkumulatorluftstrom wird gemäl dem zweiten Modus gesteuert, ähnlich dem vorstehend bei 508 aus 5 beschriebenen Beispiel. Infolgedessen wird zwischen dem Zeitpunkt t8 und dem Zeitpunkt t9 der Öffnungsbetrag der Drossel erhöht, um den Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor zu erhöhen, ähnlich dem vorstehend bei 512 aus 5 beschriebenen Beispiel. Obwohl Akkumulatorladung angefordert wird, wie durch den Verlauf 616 angezeigt, wird da die Verbrennungsmotordrehzahl geringer als die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl 620 ist, das Akkumulatoreinlassventil in der vollständig geschlossenen Position gehalten, wie durch den Verlauf 612 angezeigt, und das Laden des Akkumulators erfolgt nicht.
Zum Zeitpunkt t9 wird die Verbrennungsmotordrehzahl über die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl 620 erhöht und die ECD-Temperatur liegt unter der Schwellen-ECD-Temperatur 626. Ferner kann der Betreiber zum Zeitpunkt t9 ähnlich den vorstehend beschriebenen Beispielen die Ausgabe von druckbeaufschlagten Gasen aus dem Akkumulator anfordern. Beispielsweise kann der Betreiber Akkumulatorausgabe über die eine oder die mehreren Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. eine Taste, einen Schalter oder eine andere Benutzerschnittstellenvorrichtung, die/der dazu konfiguriert ist, anzuzeigen, dass eine Ausgabe von in dem Akkumulator gespeicherten druckbeaufschlagten Gasen gewünscht ist) auswählen, sodass sich ein Ausgangsende des Akkumulators öffnet, um Gase von dem Akkumulator zu einer pneumatischen Vorrichtung, die fluidisch an den Akkumulator gekoppelt ist, (z. B. das in 1 gezeigte pneumatische Werkzeug 184) zu strömen. Infolge der Akkumulatorausgabeanforderung strömen Gase für einen Teil der Dauer zwischen dem Zeitpunkt t9 und dem Zeitpunkt t10 (z. B. gemäl dem Benutzerbedarf) von dem Akkumulator durch den Akkumulatorauslass zu der pneumatischen Vorrichtung, wie durch den Verlauf 618 angezeigt. Da der Verbrennungsmotor zwischen dem Zeitpunkt t9 und dem Zeitpunkt 10 im Leerlauf läuft und der Ansaugluftdruck über dem Schwellenansaugluftdruck 622 gehalten wird, wie durch den Verlauf 604 angezeigt, wird ferner das Akkumulatoreinlassventil geöffnet, um das Laden des Akkumulators zu ermöglichen, während die pneumatische Vorrichtung verwendet wird.
Zum Zeitpunkt t10 nimmt der Akkumulatordruck über den Schwellenakkumulatordruck 628 zu. Obwohl Akkumulatorladung immer noch angefordert wird, wird infolgedessen das Akkumulatoreinlassventil zwischen dem Zeitpunkt t10 und dem Zeitpunkt t11 aus der vollständig geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position eingestellt, um das Laden des Akkumulators zu stoppen (z. B. die Akkumulatorbedingungen aufrechtzuerhalten).
Zum Zeitpunkt t11 wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet, sodass kein Kraftstoff und keine Luft in den Verbrennungsmotorzylindern verbrannt werden. Das Akkumulatoreinlassventil wird in der vollständig geschlossenen Position gehalten und es strömen keine Gase aus dem Speicher. In dieser Konfiguration kann die in dem Akkumulator gespeicherte Ladung (z. B. die druckbeaufschlagten Gase in dem Innenraum des Akkumulators) zur Verwendung zu späteren Zeitpunkten (z. B. um dem Akkumulatorauslass für eine Dauer, bevor der Akku erneut geladen wird Druckluft bereitzustellen) aufrechterhalten werden.
Auf diese Weise kann der Akkumulator durch Steuern des Akkumulatorluftstroms gemäl Verbrennungsmotorbedingungen druckbeaufschlagte Gase speichern, um eine oder mehrere pneumatische Vorrichtungen gemäl einem Benutzerbedarf anzutreiben. Der Akkumulator kann sich aufladen, wenn das Fahrzeug gefahren wird oder wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, um sicherzustellen, dass druckbeaufschlagte Gase als Reaktion auf einen Benutzerbedarf verfügbar sind. Infolgedessen kann der Betrieb von pneumatischen Vorrichtungen durch das Verbrennungsmotorsystem ohne zusätzliche Verdichter bereitgestellt werden und Kosten des Verbrennungsmotorsystems können reduziert werden.
Der technische Effekt der Steuerung des Akkumulatorluftstroms als Reaktion auf Verbrennungsmotorbedingungen besteht darin, druckbeaufschlagte Gase in dem Akkumulator zu speichern, die verwendet werden können, um eine oder mehrerer pneumatische Vorrichtungen anzutreiben.
2 zeigt eine beispielhafte Konfiguration mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls sie als einander direkt berührend oder direkt aneinandergekoppelt gezeigt sind, können derartige Elemente in mindestens einem Beispiel als einander direkt berührend bzw. direkt aneinandergekoppelt bezeichnet sein. Gleichermal en können Elemente, die zusammenhängend oder aneinander angrenzend gezeigt sind, zumindest in einem Beispiel zusammenhängen bzw. aneinander angrenzen. Als ein Beispiel können Komponenten, die in flächenteilender Berührung zueinander liegen, als in flächenteilender Berührung bezeichnet werden. Als ein weiteres Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich dazwischen nur ein Zwischenraum befindet und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. In einem anderen Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten voneinander oder links/rechts voneinander dargestellt sind, in Bezug aufeinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in mindestens einem Beispiel als „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und kann ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Im vorliegenden Zusammenhang können sich Oberseite/Unterseite, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, um die Positionierung von Elementen der Figuren in Bezug aufeinander zu beschreiben. Demnach sind in einem Beispiel Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, als diese Formen (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen) aufweisend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneidend gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel als einander schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Noch ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements gezeigt ist oder aul erhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel derart bezeichnet werden.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht transitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Verbrennungsmotorhardware ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermal en ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der Ausdruck „etwa“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschliel en und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschliel en. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäl der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor: Steuern eines Stroms von Verbrennungsmotoransaugluft zu einem Druckverstärker, der stromabwärts eines Ansaugluftverdichters angeordnet ist, auf Grundlage eines Gasdrucks eines Akkumulators.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Druckbeaufschlagen der Verbrennungsmotoransaugluft über den Druckverstärker und das Speichern der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft in dem Akkumulator.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Druckbeaufschlagen der Verbrennungsmotoransaugluft über den Druckverstärker und das Speichern der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft in dem Akkumulator das Aufnehmen der Verbrennungsmotoransaugluft an dem Druckverstärker mit einem ersten Druck, der größer als der Atmosphärenluftdruck ist, und das Ausgeben der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft aus dem Druckverstärker zu dem Akkumulator mit einem zweiten Druck, der größer als der erste Druck ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Einstellen der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft von dem zweiten Druck auf einen dritten Druck über einen Druckregler, der stromabwärts des Akkumulators angeordnet ist, und das Bereitstellen der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft mit dem dritten Druck zu einem Auslass, der dazu konfiguriert ist, an eine pneumatisch angetriebene Vorrichtung gekoppelt zu werden.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Einstellen einer Position eines Strömungssteuerventils, das stromabwärts des Ansaugluftverdichters und stromaufwärts des Akkumulators angeordnet ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Erhöhen einer Strömungsrate der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion darauf, dass der Gasdruck des Akkumulators unter einem ersten Schwellengasdruck liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Verringern der Strömungsrate der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion drauf, dass der Gasdruck des Akkumulators über einem zweite Schwellengasdruck liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren als Reaktion darauf, dass der Gasdruck des Akkumulators über einem dritten Schwellengasdruck liegt, das Entlüften des Akkumulators in einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors oder in die Atmosphäre.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Einstellen des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker auf Grundlage einer Temperatur einer Emissionssteuervorrichtung (ECD).
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Stoppen eines Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion darauf, dass die Temperatur der ECD über eine Schwellentemperatur zunimmt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren während des Steuerns des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das gleichzeitige Einstellen einer Position eines Drosselventils, um eine Drehzahl des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das gleichzeitige Einstellen der Position des Drosselventils, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten das Erhöhen eines Öffnungsbetrags des Drosselventils unmittelbar vor dem Erhöhen des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker und das Verringern des Öffnungsbetrags des Drosselventils unmittelbar vor dem Verringern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker.
Gemäl der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren für ein Fahrzeug: Umleiten von Ansaugluft zu einem Druckverstärker, der dazu konfiguriert ist, einen Druck von Gasen in einem Akkumulator zu erhöhen, während ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs gemäl einem ersten Modus betrieben wird; Bereitstellen der Gase aus dem Akkumulator zu einem Auslass des Akkumulators, während der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs gemäl einem zweiten Modus betrieben wird; und Übergehen zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus als Reaktion auf eine Drehzahl des Verbrennungsmotors.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Übergehen zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus als Reaktion auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors das Übergehen von dem zweiten Modus zu dem ersten Modus, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors über einer Leerlaufdrehzahl liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren während des Bereitstellens der Gase aus dem Akkumulator zu dem Auslass des Akkumulators, während der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs gemäl dem zweiten Modus betrieben wird, das Erhöhen des Drucks von Gasen in dem Akkumulator als Reaktion darauf, dass der Druck unter einen Schwellendruck abnimmt.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Druckverstärker, der stromabwärts eines Ansaugluftverdichters eines Verbrennungsmotors angeordnet ist und einen Kolben beinhaltet, der durch Ansaugluft angetrieben wird, die aus dem Ansaugluftverdichter strömt; und einen Akkumulator, der stromabwärts des Druckverstärkers angeordnet ist und dazu angepasst ist, durch den Druckverstärker mit Druck beaufschlagte Luft zu speichern.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen gekennzeichnet, die auf nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, eine Strömungsrate von Ansaugluft aus dem Ansaugluftverdichter zu dem Druckverstärker auf Grundlage eines Drucks der in dem Akkumulator gespeicherten Luft einzustellen.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ferner Anweisungen, die auf dem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind und die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, gleichzeitig einen Öffnungsbetrag eines Drosselventils des Verbrennungsmotors auf Grundlage der Strömungsrate von Ansaugluft aus dem Ansaugluftverdichter zu dem Druckverstärker einzustellen.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Druckverstärker eine erste Kammer, die dazu konfiguriert ist, Ansaugluft aus dem Ansaugluftverdichter aufzunehmen, und eine zweite Kammer, die fluidisch an den Akkumulator gekoppelt ist, wobei die erste Kammer und die zweite Kammer durch den Kolben getrennt sind.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet der Akkumulator ein Auslassende, das dazu konfiguriert ist, durch den Druckverstärker mit Druck beaufschlagte und in dem Akkumulator gespeicherte Luft zu einem pneumatischen Werkzeug zu strömen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20060137345 [0002]

Claims

Verfahren für einen Verbrennungsmotor, umfassend: Steuern eines Stroms von Verbrennungsmotoransaugluft zu einem Druckverstärker, der stromabwärts eines Ansaugluftverdichters angeordnet ist, auf Grundlage eines Gasdrucks eines Akkumulators.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Druckbeaufschlagen der Verbrennungsmotoransaugluft über den Druckverstärker und Speichern der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft in dem Akkumulator.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Druckbeaufschlagen der Verbrennungsmotoransaugluft über den Druckverstärker und das Speichern der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft in dem Akkumulator das Aufnehmen der Verbrennungsmotoransaugluft an dem Druckverstärker mit einem ersten Druck, der größer als der Atmosphärenluftdruck ist, und das Ausgeben der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft aus dem Druckverstärker zu dem Akkumulator mit einem zweiten Druck, der größer als der erste Druck ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Einstellen der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft von dem zweiten Druck auf einen dritten Druck über einen Druckregler, der stromabwärts des Akkumulators angeordnet ist, und Bereitstellen der druckbeaufschlagten Verbrennungsmotoransaugluft mit dem dritten Druck zu einem Auslass, der dazu konfiguriert ist, an eine pneumatisch angetriebene Vorrichtung gekoppelt zu werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Einstellen einer Position eines Strömungssteuerventils, das stromabwärts des Ansaugluftverdichters und stromaufwärts des Akkumulators angeordnet ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Erhöhen einer Strömungsrate der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion darauf, dass der Gasdruck des Akkumulators unter einem ersten Schwellengasdruck liegt, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Steuern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker das Verringern der Strömungsrate der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion drauf, dass der Gasdruck des Akkumulators über einem zweite Schwellengasdruck liegt, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend als Reaktion darauf, dass der Gasdruck des Akkumulators über einem dritten Schwellengasdruck liegt, Entlüften des Akkumulators in einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors oder in die Atmosphäre.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker auf Grundlage einer Temperatur einer Emissionssteuervorrichtung (emissions control device- ECD).
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Stoppen eines Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker als Reaktion darauf, dass die Temperatur der ECD über eine Schwellentemperatur zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend während des Steuerns des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker gleichzeitiges Einstellen einer Position eines Drosselventils, um eine Drehzahl des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das gleichzeitige Einstellen der Position des Drosselventils, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten das Erhöhen eines Öffnungsbetrags des Drosselventils unmittelbar vor dem Erhöhen des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker und das Verringern des Öffnungsbetrags des Drosselventils unmittelbar vor dem Verringern des Stroms der Verbrennungsmotoransaugluft zu dem Druckverstärker beinhaltet.
System, umfassend: einen Druckverstärker, der stromabwärts eines Ansaugluftverdichters eines Verbrennungsmotors angeordnet ist und einen Kolben beinhaltet, der von Ansaugluft angetrieben wird, die aus dem Ansaugluftverdichter strömt; und einen Akkumulator, der stromabwärts des Druckverstärkers angeordnet ist und dazu angepasst ist, durch den Druckverstärker mit Druck beaufschlagte Luft zu speichern.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, eine Strömungsrate von Ansaugluft aus dem Ansaugluftverdichter zu dem Druckverstärker auf Grundlage eines Drucks der in dem Akkumulator gespeicherten Luft einzustellen, und wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet, die auf dem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind und die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, gleichzeitig einen Öffnungsbetrag eines Drosselventils des Verbrennungsmotors auf Grundlage der Strömungsrate von Ansaugluft aus dem Ansaugluftverdichter zu dem Druckverstärker einzustellen.
System nach Anspruch 13, wobei der Druckverstärker eine erste Kammer umfasst, die dazu konfiguriert ist, Ansaugluft von dem Ansaugluftverdichter aufzunehmen, und eine zweite Kammer, die fluidisch an den Akkumulator gekoppelt ist, wobei die erste Kammer und die zweite Kammer durch den Kolben getrennt sind und wobei der Akkumulator ein Auslassende beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, durch den Druckverstärker mit Druck beaufschlagte und in dem Akkumulator gespeicherte Luft zu einem pneumatischen Werkzeug zu strömen.