DE102014205187B4

DE102014205187B4 - Verfahren zum Ausblasen von Ladeluftkühler-Kondensat während eines Verdichter-Umgehungsventilereignisses

Info

Publication number: DE102014205187B4
Application number: DE102014205187.8A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: RU2636282C2; US20140290630A1; CN104074603A; RU2014111962A; US9140178B2; CN104074603B; DE102014205187A1

Abstract

Motorverfahren, das Folgendes umfasst:das Ablassen von Kondensat aus einem Ladeluftkühler (80) als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsventilereignis, wobei das Verdichter-Umgehungsventilereignis das Öffnen eines Verdichter-Umgehungsventils (27) als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, einem Gaswegnehmen und einem Verdichterpumpen einschließt, und wobei das Ablassen von Kondensat das Öffnen eines am Ladeluftkühler (80) angeordneten Ablassventils (208) als Reaktion auf das Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils (27) umfasst.

Description

Turbogeladene und aufgeladene Motoren können dafür konfiguriert sein, Umgebungsluft, die in den Motor eintritt, zu verdichten, um die Leistung zu steigern. Die Verdichtung der Luft kann eine Steigerung bei der Lufttemperatur verursachen, folglich kann ein Zwischenkühler oder Ladeluftkühler (charge air cooler - CAC) benutzt werden, um die erhitzte Luft zu kühlen, wodurch deren Dichte gesteigert wird und die mögliche Leistung des Motors weiter gesteigert wird. Wenn sich die Umgebungslufttemperatur ändert oder unter feuchten oder regnerischen Wetterbedingungen kann sich Kondensat in dem CAC bilden, wenn die Ansaugluft unter den Wassertaupunkt gekühlt wird. Das Kondensat kann sich am Unterteil des CAC oder in den inneren Durchgängen und den Kühlungsturbulenzgeneratoren sammeln. Wenn das Drehmoment gesteigert wird, wie beispielsweise während des Beschleunigens, kann der gesteigerte Luftmassenstrom das Kondensat von dem CAC abstreifen, wobei es in den Motor gezogen wird und die Wahrscheinlichkeit von Motorfehlzündung und Verbrennungsinstabilität steigert.
Eine Herangehensweise, um der Kondensatbildung im CAC zu begegnen, kann das Ablassen von Kondensat aus dem CAC zum Ansaugkrümmer des Motors einschließen. Jedoch kann dieses Verfahren den Ladedruck zum Motor vermindern, wodurch die Motorleistung verringert wird.
In der Druckschrift US 8 191 366 B2 wird ein Verfahren zum Trennen und Dispergieren von Kondensat beschrieben. Das Kondensat wird in einem Ladeluftkühler eines turbogeladenen Motorsystems gebildet. Ein Ventil am Boden des Kondensatbehälters öffnet sich unter vorbestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, um das gespeicherte Kondensat aus dem Behälter abzulassen.
In der Druckschrift DE 102 58 401 A1 wird ein Verfahren zur Kondensationssteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung einer Abgasrückführung beschrieben, wobei am Verdichter ein Umgehungsventil vorgesehen ist.
Bei einem Beispiel kann den oben beschriebenen Problemen durch ein Verfahren zum Ablassen von Kondensat aus einem CAC als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsventilereignis begegnet werden. Im Einzelnen wird ein in dem CAC angeordnetes Ablassventil vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis und/oder während desselben geöffnet. Das Ablassventil wird als Reaktion auf ein Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils geöffnet. Bei einem anderen Beispiel kann das Ablassventil als Reaktion auf ein mögliches Verdichterpumpereignis geöffnet werden. Das mögliche Verdichterpumpereignis wird durch eines oder mehrere von einem Drossel-Einlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, und einem Gaswegnehmen angezeigt. Ferner kann Kondensat vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis und/oder während desselben aus dem
CAC zu einer anderen Stelle in dem Motorsystem abgelassen werden. Dann, nach einer Dauer, kann das CAC-Ablassventil geschlossen werden. Bei einem Beispiel kann die Dauer auf einer erforderlichen Verminderung beim Druck an einem Auslass des CAC während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses beruhen.
Es sollte sich verstehen, dass die Kurzdarstellung oben bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, einzuführen. Sie ist nicht dazu bestimmt, Schlüssel- oder Wesensmerkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, dessen Rahmen einzig durch die Ansprüche definiert wird, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebene Nachteile lösen, begrenzt.

1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems, das einen Ladeluftkühler einschließt.
2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Ladeluftkühler-Ablassventils.
3 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Ladeluftkühler-Ablassventils.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen eines Verdichter-Umgehungsventils und eines Ladeluftkühler-Ablassventils während eines Verdichter-Umgehungsventilereignisses illustriert.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Schlussfolgern eines Kondensatniveaus an dem Ladeluftkühler illustriert.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das beispielhafte CAC-Kondensatausblasereignisse, über das Öffnen eines Ladeluftkühler-Ablassventils, als Reaktion auf Verdichter-Umgehungsventilereignisse, illustriert.

Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Ablassen von Kondensat aus einem Ladeluftkühler (CAC) während eines Verdichter-Umgehungsventil- (compressor bypass valve - CBV-) Ereignisses, einschließlich der Einstellung des CBV. Dieses CBV-Ereignis kann auf der Grundlage eines bevorstehenden NVH-Ereignisses oder einer Notwendigkeit, den Durchfluss umzuleiten, um ein Pumpen zu vermeiden, vorhergesagt werden. Ferner kann die CBV-Einstellung als Reaktion auf ein Pumpen erfolgen. Ein CAC in einem Motorsystem, wie beispielsweise dem Motorsystem von 1, kann ein CAC-Ablassventil (drain valve - DV) einschließen. 2 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele des CAC-DV. Durch das Öffnen des CAC-DV kann das Kondensat aus dem CAC abgelassen werden. Jedoch kann, wenn das Kondensat abgelassen wird, sich der Druck innerhalb des CAC vermindern, wodurch der für den Motor bereitgestellte Ladedruck vermindert wird. Im Ergebnis kann das abgegebene Motordrehmoment abnehmen. Stattdessen kann das Kondensat während eines CBV aus dem CAC abgelassen werden, wenn der Ladedruck bereits verringert ist, wenn das CBV geöffnet wird. Ein Verfahren zum Ablassen von Kondensat aus dem CAC als Reaktion auf ein CBV-Ereignis wird bei 4 dargestellt. Das Ablassen von Kondensat aus dem CAC während eines CBV-Ereignisses kann ferner auf einer Menge an Kondensat in dem CAC beruhen. 5 stellt ein Verfahren zum Feststellen einer Menge oder eines Niveaus an Kondensat in dem CAC dar. Beispielhafte CAC-Ausblasereignisse als Reaktion auf Motor-Betriebsbedingungen, die ein CBV-Ereignis anzeigen, werden bei 6 gezeigt.
1 ist eine schematische Darstellung, die ein beispielhaftes Motorsystem 100 zeigt, das einen Motor 10 einschließt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs eingeschlossen sein kann. Der Motor 10 wird mit vier Zylindern 30 gezeigt. Jedoch können andere Anzahlen von Zylindern nach der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Der Motor 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuerungssystem, das ein Steuergerät 12 einschließt, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über ein Eingabegerät 130 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel schließt das Eingabegerät 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP ein. An sich kann das Pedalpositionssignal ein Gasgeben (z.B. eine plötzliche Zunahme bei der Pedalposition), ein Gaswegnehmen (z.B. eine plötzliche Abnahme bei der Pedalposition oder Freigabe des Gaspedals) und zusätzliche Fahrbedingungen anzeigen.
Jede Verbrennungskammer (z.B. ein Zylinder) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände mit einem darin angeordneten Kolben (nicht gezeigt) einschließen. Die Kolben können an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein dazwischengeschaltetes Getriebesystem 150 an wenigstens ein Antriebsrad 156 eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Verbrennungskammern 30 können über einen Ansaugdurchgang 42 Ansaugluft aus einem Ansaugkrümmer 44 aufnehmen und können Abgase über einen Abgaskrümmer 46 zu einem Abgasdurchgang 48 abgeben. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskrümmer 46 können über jeweilige Einlassventile beziehungsweise Auslassventile (nicht gezeigt) selektiv mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile einschließen.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 50 werden unmittelbar an die Verbrennungskammer 30 angeschlossen gezeigt, um Kraftstoff direkt in dieselbe einzuspritzen, in Proportion zu der Impulsbreite eines von dem Steuergerät 12 empfangenen Signals FPW. Auf diese Weise gewährleistet die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 50 das, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bekannt ist, jedoch wird zu erkennen sein, dass Saugrohreinspritzung ebenfalls möglich ist. Der Kraftstoff kann der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 50 durch eine Kraftstoffanlage (nicht gezeigt) zugeführt werden, die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleiste einschließt.
Der Ansaugdurchgang 42 kann eine Drossel 21 einschließen, die eine Drosselplatte 22 hat, um den Luftdurchfluss zu dem Ansaugkrümmer zu regulieren. Bei diesem besonderen Beispiel kann die Position (TP) der Drosselplatte 22 durch das Steuergerät 12 verändert werden, um eine elektronische Drosselregelung (electronic throttle control - ETC) zu ermöglichen. Auf diese Weise kann die Drossel 21 betätigt werden, um die der Verbrennungskammer 30 unter den anderen Motorzylindern zugeführte Ansaugluft zu verändern. Bei einigen Ausführungsformen können zusätzliche Drosseln in dem Ansaugdurchgang 42 vorhanden sein, wie beispielsweise eine Drossel stromaufwärts von dem Verdichter 60 (nicht gezeigt).
Ferner kann bei den offenbarten Ausführungsformen eine Abgasrückführungs- (AGR-) Anlage einen gewünschten Teil des Abgases über einen AGR-Durchgang 140 von dem Abgasdurchgang 48 zu dem Ansaugdurchgang 42 leiten. Die Menge an AGR, die dem, Ansaugdurchgang 42 zugeführt wird, kann über ein AGR-Ventil 142 durch das Steuergerät 12 verändert werden. Unter einigen Bedingungen kann die AGR-Anlage dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Verbrennungskammer zu regulieren. 1 zeigt eine Hochdruck-AGR-Anlage, wobei die AGR von stromaufwärts von einer Turbine eines Turboladers nach stromabwärts von einem Verdichter eines Turboladers geleitet wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Motor zusätzlich oder alternativ eine Niederdruck-AGR-Anlage einschließen, wobei das AGR von stromabwärts von einer Turbine eines Turboladers nach stromaufwärts von einem Verdichter eines Turboladers geleitet wird. Wenn sie betriebsfähig ist, kann die AGR-Anlage die Bildung von Kondensat aus der verdichteten Luft induzieren, insbesondere, wenn die verdichtete Luft durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, wie unten ausführlicher beschrieben.
Der Motor 10 kann ferner eine Verdichtungseinrichtung, wie beispielsweise einen Turbolader oder einen Lader, einschließen, die wenigstens einen Verdichter 60 einschließt, der entlang des Ansaugdurchgangs 44 angeordnet ist. Für einen Turbolader kann der Verdichter 60 wenigstens teilweise, zum Beispiel über eine Welle oder eine andere Kupplungsanordnung, durch eine Turbine 62 angetrieben werden. Die Turbine 62 kann entlang des Abgasdurchgangs 48 angeordnet sein. Es können verschiedene Anordnungen bereitgestellt werden, um den Verdichter anzutreiben. Für einen Turbolader kann der Verdichter 60 wenigstens teilweise durch den Motor und/oder eine Elektromaschine angetrieben werden und mag keine Turbine einschließen. Folglich kann das über einen Turbolader oder Lader für einen oder mehrere Zylinder des Motors bereitgestellte Maß an Verdichtung durch das Steuergerät 12 verändert werden.
Ferner kann der Abgasdurchgang 48 ein Ladedruckregelventil 26 zum Umleiten von Abgas weg von der Turbine 62 einschließen. Ferner kann der Ansaugdurchgang 42 ein Verdichter-Umgehungsventil (CBV) 27 einschließen, das dafür konfiguriert ist, Ansaugluft um den Verdichter 60 umzuleiten. Das Ladedruckregelventil 26 und/oder das CBV 27 können durch das Steuergerät 12 gesteuert werden, um geöffnet zu werden, wenn zum Beispiel ein niedrigerer Ladedruck erwünscht ist. Zum Beispiel kann als Reaktion auf ein Verdichterpumpen oder ein mögliches Verdichterpumpereignis das Steuergerät 12 das CBV 27 öffnen, um den Druck am Auslass des Verdichters 60 zu vermindern. Dies kann das Verdichterpumpen verringern oder beenden.
Der Ansaugdurchgang 42 kann ferner einen Ladeluftkühler (CAC) 80 (z.B. einen Zwischenkühler) einschließen, um die Temperatur der turbogeladenen oder aufgeladenen Ansauggase zu vermindern. Bei einigen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luft-Luft-Wärmetauscher sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der Ladeluftkühler 80 ein Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher sein. Bei noch anderen Ausführungsformen kann der CAC 80 ein CAC mit veränderlichem Volumen sein. Heiße Ladeluft von dem Verdichter 60 tritt in den Einlass des CAC 80 ein, kühlt sich ab, wenn sie sich durch den CAC bewegt, und tritt dann aus, um durch die Drossel 21 hindurchzugehen und dann in den Motor-Ansaugkrümmer 44 einzutreten. Ein Umgebungsluftstrom von außerhalb des Fahrzeugs kann durch ein vorderes Fahrzeugende in den Motor 10 eintreten und an dem CAC vorbeigehen, um dazu beizutragen, die Ladeluft zu kühlen. Wenn sich die Umgebungslufttemperatur ändert oder unter feuchten oder regnerischen Wetterbedingungen kann sich Kondensat in dem CAC bilden und sammeln, wenn die Ladeluft unter den Wassertaupunkt gekühlt wird. Wenn die Ladeluft zurückgeführte Abgase einschließt, kann das Kondensat sauer werden und das CAC-Gehäuse korrodieren. Die Korrosion kann zu Lecks zwischen der Luftfüllung, der Atmosphäre und im Fall von Wasser-Luft-Kühlern möglicherweise dem Kühlmittel führen. Um die Ansammlung von Kondensat und die Korrosionsgefahr zu verringern, kann das Kondensat am Unterteil des CAC gesammelt und danach bei ausgewählter Motor-Betriebsbedingungen, wie beispielsweise bei Verdichter-Umgehungsventilereignissen, über ein Ablassventil in dem CAC (gezeigt in 2 bis 3) abgeblasen werden. Folglich kann, wie hierin unter Bezugnahme auf 2 bis 6 näher ausgeführt, durch das Öffnen des CAC-Ablassventils bei Verdichter-Umgehungsventilereignissen Kondensat aus dem CAC abgelassen werden.
Das Steuergerät 12 wird in 1 als ein Mikrorechner gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, bei diesem besonderen Beispiel als Festspeicherchip 106 gezeigt, Direktzugriffsspeicher 108, batteriestromgestützten Speicher 110 und einen Datenbus einschließt. Das Steuergerät 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 angeschlossenen Sensoren empfangen, um verschiedene Funktionen zum Betreiben des Motors 10 auszuführen zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen, einschließlich der Messung des induzierten Luftmassenstroms (MAF) von einem Luftmassenstromsensor 120, der Motor-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem schematisch in einer Position innerhalb des Motors 10 gezeigten Temperatursensor 112, eines Zündungsprofil-Aufnehmersignals (PIP) von einem an die Kurbelwelle 40 angeschlossenen Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der Drosselklappenstellung (TP) von einem DrosselklappenStellungssensor, eines Krümmer-Absolutdruck-Signals (MAP) von einem Sensor 122, wie erörtert. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch das Steuergerät 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Anzeige des Unterdrucks oder Drucks in dem Ansaugkrümmer 44 bereitzustellen. Es ist zu bemerken, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren, wie beispielsweise ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt, verwendet werden können. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor, zusammen mit der erfassten Motordrehzahl, eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich von Luft) bereitstellen. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der ebenfalls als Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 40 eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig entfernten Impulsen erzeugen.
Andere Sensoren, die Signale an das Steuergerät 12 senden können, schließen einen Temperatur- und/oder Drucksensor 124 an dem Auslass des Ladeluftkühlers 80 und einen Ladedrucksensor 126 ein. Es können ebenfalls andere nicht abgebildete Sensoren vorhanden sein, wie beispielsweise ein Sensor zum Feststellen der Ansaugluftgeschwindigkeit am Einlass des Ladeluftkühlers und andere Sensoren. Bei einigen Beispielen kann das Speichermedium Festspeicher 106 mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die durch die Mikroprozessoreinheit 102 ausführbare Anweisungen darstellen, um die unten beschriebenen sowie andere Varianten auszuführen, die vorgesehen, aber nicht spezifisch aufgelistet sind. Beispielhafte Routinen werden hierin bei 4 bis 6 beschrieben.
Nunmehr 2 zugewandt, wird ein Schema 200 eines Teils eines Motorsystems, wie beispielsweise des in 1 gezeigten Motorsystems 100, gezeigt. An sich können die in 1 eingeführten Motorbestandteile in dem Schema 200 eingeschlossen sein. Im Einzelnen zeigt das Schema 200 die Ansaugluft 202, die sich durch den Ansaugdurchgang 42 bewegt. Ein Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 zum Umleiten von Luft um den Verdichter 60 ist zwischen dem Ansaugdurchgang 42, stromabwärts von dem Verdichter und stromaufwärts von dem CAC 80, und dem Ansaugdurchgang 42, stromaufwärts von dem Verdichter 60, angeschlossen. Ferner schließt der Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 das Verdichter-Umgehungsventil (CBV) 27 zum Regeln des Durchflusses durch den Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 ein. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12 die Öffnung des CBV 27 (durch eine elektrische Verbindung 216) steigern, um den Durchfluss durch den Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 zu steigern, wodurch der Druck stromabwärts von dem Verdichter (z.B. der Ladedruck) vermindert wird und die Wahrscheinlichkeit eines Verdichterpumpens verringert wird. Bei einem Beispiel kann das Öffnen des CBV 27 als ein CBV-Ereignis bezeichnet werden. Das Öffnen des CBV 27 kann das vollständige Öffnen des CBV 27 (z.B. das Öffnen bis zu einem maximalen Öffnungsausmaß) und/oder das teilweise Öffnen des CBV bis zu einer Stellung zwischen geschlossen und vollständig offen einschließen. Bei einem anderen Beispiel kann das Steuergerät 12 die Öffnung des CBV 27 vermindern, um den Durchfluss durch den Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 zu vermindern. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12, nach einem CBV-Ereignis, das CBV 27 schließen, wodurch der Durchfluss durch den Verdichter-Umgehungsdurchgang 204 beendet wird.
Wie in 2 gezeigt, kann der CAC 80 ein Ablassrohr 206 (z.B. einen Ablasskanal) einschließen, das innerhalb des CAC 80 angeordnet ist. Bei einem Beispiel kann das Ablassrohr 206 an einem Unterteil, in Bezug auf die Fläche, auf der das Fahrzeug aufsitzt, des CAC 80 angeordnet sein. Daher kann sich das Kondensat innerhalb des CAC 80 am Unterteil des CAC 80, nahe dem Ablassrohr 206, sammeln. Das Ablassrohr 206 schließt ein Ablassventil 208 zum Regeln eines Durchflusses von Kondensat aus dem CAC und durch das Ablassrohr 206 ein. Das Ablassventil 208 kann hierin als das CAC-Ablassventil (CAC-DV) bezeichnet werden.
Im Einzelnen kann das Öffnen oder Schließen des Ablassventils die Menge des aus dem CAC 80 abgelassenen oder abgeblasenen Kondensats einstellen. Zum Beispiel kann durch ein Steigern der Öffnung des CAC-DV 208 das Kondensat 210 aus dem CAC 80 ablaufen, durch das Ablassrohr 206 und zu einer alternativen Stelle. Die alternative Stelle kann eines oder mehrere von innerhalb des Auspuffs (z.B. ein Inneres eines Abgasdurchgangs), an einer hoch erhitzten äußeren Motorstelle, dem Boden und/oder einem Auffangtank einschließen. Zum Beispiel kann das Ablassrohr 206 an einen Kondensatauffangtank angeschlossen sein. Das Kondensat kann unter ausgewählten Motor-Betriebsbedingungen dann aus dem Auffangtank zu einer anderen Stelle, wie beispielsweise der hoch erhitzten äußeren Motorstelle, abgelassen werden. Die oben aufgelisteten alternativen Stellen können dazu in der Lage sein, das Kondensat (z.B. Wasser oder Wasserdampf) besser zu handhaben, wodurch die Gefahr von Verbrennungsinstabilität und Motorfehlzündung vermindert wird.
Bei einem Beispiel kann das CAC-DV 208 durch eine elektrische Verbindung 220 von dem Steuergerät 12 gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12 die Öffnung des CAC-DV 208 steigern, um das Ablassen von Kondensat aus dem CAC 80 zu steigern, wodurch die Menge an Kondensat innerhalb des CAC 80 verringert wird. Das Öffnen des CAC-DV 208 kann das vollständige Öffnen des CAC-DV 208 (z.B. das Öffnen bis zu einem maximalen Öffnungsausmaß) und/oder das teilweise Öffnen des CAC-DV 208 bis zu einer Stellung zwischen geschlossen und vollständig offen einschließen. Bei einem anderen Beispiel kann das Steuergerät 12 die Öffnung des CAC-DV 208 vermindern, um das Ablassen von Kondensat aus dem CAC 80 zu vermindern. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12, nach einem CBV-Ereignis das CAC-DV 208 schließen, wodurch das Kondensatablassen aus dem CAC 80 beendet wird.
Bei einem anderen Beispiel kann das CAC-DV 208 durch eine Verbindung 218 mit dem CBV 27 verbunden sein. Bei diesem Beispiel kann ein Stellorgan sowohl das CBV 27 als auch das CAC-DV 208 öffnen. Daher kann das CAC-DV 208 als Reaktion auf das Öffnen und Schließen des CBV 27 öffnen und schließen. Zum Beispiel kann das CAC-DV 208 öffnen, wenn das CBV 27 öffnet. Umgekehrt kann das CAC-DV 208 schließen, wenn das CBV 27 schließt. Ferner kann ein Öffnungsausmaß des CAC-DV 208 proportional zu einem Öffnungsausmaß des CBV 27 sein.
Ein Verdichter-Umgehungsventilereignis tritt als Reaktion auf Motor-Betriebsbedingungen auftreten. Zum Einen zeigt ein Drosseldruck oder Drosseleinlassdruck (TIP) über einem Schwellendruck ein mögliches oder bevorstehendes Verdichterpumpereignis an. Daher kann das Steuergerät 12 als Reaktion darauf, dass ein TIP größer ist als der Schwellendruck, das CBV 27 öffnen. Ein Drucksensor 212, wie in 2 gezeigt, kann den Druck am Einlass der Drossel 21 messen und ein Signal des TIP an das Steuergerät 12 senden. Bei einem Beispiel kann der Drucksensor 212 der in 1 gezeigte Drucksensor 124 sein. Zum Anderen zeigt ein Gaswegnehmen ein mögliches oder bevorstehendes Verdichterpumpereignis an. Ferner kann ein Gaswegnehmen durch eine plötzliche Verminderung bei der Pedalposition angezeigt werden. Daher kann das Steuergerät 12 als Reaktion auf ein Gaswegnehmen das CBV 27 öffnen. Weiterhin öffnet das Steuergerät 12 als Reaktion auf das Pumpen des Verdichters das CBV. Falls das Pumpereignis zum Beispiel nicht durch ein Gaswegnehmen, den TIP oder eine alternative Motor-Betriebsbedingung vorhergesagt wurde, kann der Verdichter beginnen zu pumpen. Als Reaktion kann das Steuergerät das CBV öffnen, um den Ladedruck zu verringern und das Verdichterpumpen zu beenden.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann das CAC-DV, wie in 3 gezeigt, ein Druckbegrenzungsventil sein. Im Einzelnen zeigt 3 ein Schema 300, wobei das CAC-DV ein Druckbegrenzungsventil 302 ist. An sich öffnet das Druckbegrenzungsventil 302 selbsttätig als Reaktion auf einen Schwellendruck. Wenn zum Beispiel ein TIP über einen Schwellendruck steigt, kann das Druckbegrenzungsventil 302 öffnen, wodurch Kondensat aus dem CAC 80 abgelassen wird. Bei einem Beispiel kann der Schwellendruck derart festgesetzt sein, dass das Druckbegrenzungsventil 302 vor einem Verdichter-Umgehungsventilereignis und während desselben (z.B. wenn das CBV 27 offen ist) öffnet.
Die Systeme von 1 bis 3 sorgen für ein Motorsystem, das eine Ansaugdrossel, die stromaufwärts von einem Ansaugkrümmer des Motors angeordnet ist, einen Verdichter, der einen Verdichter-Umgehungsdurchgang hat, wobei der Verdichter-Umgehungsdurchgang ein Verdichter-Umgehungsventil einschließt, und einen Ladeluftkühler, der stromabwärts von dem Verdichter und stromaufwärts von der Ansaugdrossel angeordnet ist, einschließt, wobei der Ladeluftkühler ein Ablassventil hat, das funktionsfähig ist, um Kondensat aus dem Ladeluftkühler abzulassen. Das Motorsystem kann ferner ein Steuergerät mit rechnerlesbaren Anweisungen zum Öffnen des Ablassventils einschließen, um das Ablassventil zu öffnen, um als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsereignis Kondensat aus dem Ladeluftkühler abzulassen. Das Verdichter-Umgehungsereignis kann das Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils umfassen, als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Einlassdruck an der Ansaugdrossel, der größer ist als ein Schwellendruck, einem Gaswegnehmen und einem Verdichterpumpen. Bei einem Beispiel kann das Ablassventil an einem Unterteil des Ladeluftkühlers angeordnet sein, und ein Öffnen des Ablassventils lässt Kondensat aus dem Ladeluftkühler zu einem oder mehreren von einem Inneren eines Abgasdurchgangs, einer hoch erhitzten äußeren Motorstelle, dem Boden und einem Auffangtank ab.
Wie oben erörtert, kann das Steuergerät ebenfalls das Ablassen von Kondensat aus dem CAC steuern. Jedoch kann ein Öffnen des CAC-DV während des normalen Motorbetriebs den Ladedruck verringert, wodurch die Leistungsabgabe des Motors verringert wird. Stattdessen kann das Kondensat während derjenigen Zeiträume aus dem CAC abgelassen werden, wenn der Ladedruck vermindert werden kann. Zum Beispiel kann Kondensat während eines Verdichter-Umgehungsventilereignisses aus dem CAC abgelassen werden. Bei einem anderen Beispiel kann Kondensat vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis und während desselben aus dem CAC abgelassen werden. Bei noch einem anderen Beispiel kann Kondensat vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis aus dem CAC abgelassen werden.
Wie oben erörtert, kann bei einem Beispiel das Steuergerät das CAC-DV betätigen, damit es als Reaktion darauf öffnet, dass das CBV öffnet oder im Begriff ist zu öffnen. Alternativ kann das Steuergerät das CAC-DV betätigen, damit es als Reaktion auf eine Zunahme des TIP über den Schwellenwert, ein Gaswegnehmen und/oder ein Pumpen des Verdichters öffnet. Bei einem anderen Beispiel kann das Steuergerät das CBV und das CAC-DV betätigen, damit sie gemeinsam, durch ein Stellorgan, als Reaktion auf eine Zunahme des TIP über den Schwellenwert, ein Gaswegnehmen und/oder ein Pumpen des Verdichters öffnen.
Ferner kann das Öffnen des CAC-DV vor einem Verdichter-Umgehungsventilereignis und/oder während desselben dazu beitragen, den Ladedruck (z.B. den Druck am Auslass des Verdichters) zu verringern. Im Ergebnis kann das Verdichter-Umgehungsventilereignis kürzer sein, als wenn das CAC-DV nicht geöffnet worden wäre. Zum Beispiel kann das Steuergerät feststellen, dass der Ladedruck um ein erstes Maß verringert werden muss, um ein Verdichterpumpen zu beenden oder zu vermeiden. Daher kann eine Dauer des Verdichter-Umgehungsventilereignisses oder eine Dauer der Öffnung des CBV derart festgelegt werden, dass der Ladedruck um das erste Maß verringert wird. Jedoch kann das Öffnen des CAC-DV zusätzlich zum Öffnen des CBV den Ladedruck weiter verringern. Daher kann die Dauer des Verdichter-Umgehungsventilereignisses verringert werden. Auf diese Weise können das Öffnen des CAC-DV und das Ablassen von Kondensat während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses den Ladedruck weiter verringern, wodurch die Dauer des Verdichter-Umgehungsventilereignisses vermindert wird.
Bei einigen Beispielen kann das CAC-DV nur dann vor dem CBV-Ereignis und/oder während desselben geöffnet werden, wenn ein Niveau (oder eine Menge) an Kondensat in dem CAC größer ist als ein Schwellenniveau. Ein Verfahren zum Feststellen der Menge an Kondensat in dem CAC wird bei 4 dargestellt. Bei anderen Beispielen kann das CAC-DV selbst dann vor dem CBV-Ereignis und/oder während desselben geöffnet werden, falls das Kondensatniveau in dem CAC unterhalb des Schwellenniveaus liegt. Zum Beispiel kann das Steuergerät, wie oben beschrieben, eine erforderliche Druck- (z.B. Ladedruck-) Minderung bestimmen, um einen Druckstoß zu vermindern oder zu vermeiden. Falls die erforderliche Druckminderung größer ist als ein Schwellendruckabfall (z.B. eine Minderung), können sowohl das CBV als auch das CAC-DV während des CBV-Ereignisses geöffnet werden. Die Schwellendruckminderung kann auf einer zulässigen Dauer des CBV-Ereignisses beruhen. Falls zum Beispiel die Öffnungsdauer des CBV zu lang (z.B. größer als die zulässige Dauer) ist, kann die Motorleistung verringert werden. Daher können durch das Öffnen des CAC-DV, wenn die erforderliche Druckminderung größer ist als der Schwellendruckabfall, sowohl das CBV als auch das CAC-DV für eine kürzere Dauer (z.B. eine Dauer, kürzer als die zulässige Dauer) geöffnet werden.
Das Öffnen des CAC-DV während eines CBV-Ereignisses kann das Öffnen des CAC-DV eine Dauer oder ein Zeitmaß vor dem Öffnen des CBV einschließen. Daher kann der gesteigerte Druck im CAC dazu beitragen, das Ablassen von Kondensat aus dem CAC zu beginnen, sobald das CAC-DV öffnet. Dann, nachdem das Kondensatablassen begonnen hat, kann das Steuergerät das CBV öffnen, um den Ladedruck weiter zu verringern und die Gefahr eines Verdichterpumpens zu verringern und/oder ein hörbares Geräusch in dem Motor zu verringern oder zu vermeiden.
Auf diese Weise kann als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsventilereignis Kondensat aus einem Ladeluftkühler abgelassen werden. Im Einzelnen schließt das Ablassen von Kondensat aus dem Ladeluftkühler das Öffnen eines in dem Ladeluftkühler angeordneten Ablassventils ein. Bei einem Beispiel kann das Ablassventil während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses geöffnet werden. Bei einem anderen Beispiel kann das Ablassventil vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis geöffnet werden. Nach einer Dauer kann das Ablassventil geschlossen werden, wobei die Dauer auf einer erforderlichen Druckminderung während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses beruht. Das Verdichter-Umgehungsventilereignis kann das Öffnen eines Verdichter-Umgehungsventils als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, einem Gaswegnehmen und einem Verdichterpumpen einschließen. Bei einem Beispiel kann das Ablassventil als Reaktion auf das Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils geöffnet werden. Bei einem anderen Beispiel kann das Ablassventil als Reaktion auf ein mögliches Verdichterpumpereignis geöffnet werden, wobei das mögliche Verdichterpumpereignis durch eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, und einem Gaswegnehmen angezeigt wird. Ferner kann das Kondensat aus dem Ladeluftkühler zu einem oder mehreren von einem Inneren eines Abgasdurchgangs, einer hoch erhitzten äußeren Motorstelle, dem Boden und einem Auffangtank abgelassen werden.
Nunmehr 4 zugewandt, wird ein Verfahren 400 zum Einstellen eines Verdichter-Umgehungsventils (CBV) und eines CAC-Ablassventils (CAC-DV) während eines CBV-Ereignisses gezeigt. Bei einem Beispiel ist das Verfahren 400 durch das in 1 bis 3 gezeigte Steuergerät 12 ausführbar. Das Verfahren beginnt bei 402 durch das Abschätzen und/oder Messen von Motor-Betriebsbedingungen. Die Motor-Betriebsbedingungen können Motordrehzahl und -last, Ladedruck, Drosseldruck oder Drosseleinlassdruck (TIP), Pedalposition, Luftmassenstrom, MAP, AGR-Durchfluss, Motortemperatur, Drehmomentanforderung, Ladeluftkühler-Bedingungen (Einlasstemperatur, Auslasstemperatur, Einlassdruck, Auslassdruck, Durchflussgeschwindigkeit durch den Kühler usw.) usw. einschließen.
Bei 404 schließt das Verfahren das Feststellen ein, ob ein CBV-Ereignis zu erwarten oder bevorstehend ist. Bei einem Beispiel kann das Feststellen, ob ein CBV-Ereignis zu erwarten ist, das Feststellen einschließen, ob ein TIP größer ist als ein Schwellendruck. Bei einem anderen Beispiel kann das Feststellen, ob ein CBV-Ereignis zu erwarten ist, das Feststellen einschließen, ob es ein Gaswegnehmen gibt. Das Feststellen einschließen, ob es ein Gaswegnehmen gibt, kann das Feststellen einschließen, ob es eine plötzliche Abnahme bei der Pedalposition gibt. Bei einem anderen Beispiel kann das Verfahren bei 404 das Feststellen einschließen, ob der Verdichter pumpt. Bei noch einem anderen Beispiel kann das Feststellen, ob ein CBV-Ereignis zu erwarten ist, das Feststellen einschließen, ob ein NVH-Ereignis zu erwarten ist oder ob eine Verringerung des hörbaren Geräuschs benötigt wird. Falls ein CBV-Ereignis nicht zu erwarten ist, kann das Steuergerät bei 406 das CBV geschlossen und das CAC-DV geschlossen halten. Falls jedoch ein CBV-Ereignis zu erwarten ist, schreitet das Verfahren fort zu 408, um eine erforderliche Druckminderung während des CBV-Ereignisses zu bestimmen. Zum Beispiel kann die erforderliche Druckminderung auf dem Druckabfall (oder einer Minderung) am Auslass des Verdichters beruhen, das erforderlich ist, um ein Verdichterpumpen zu vermindern oder zu vermeiden. Der Druckunterschied über den Verdichter kann abnehmen, wenn der Druck am Auslass des Verdichters abnimmt. Der Druck am Auslass des Verdichters kann ein durch einen Ladedrucksensor, wie beispielsweise den in 1 gezeigten Ladedrucksensor 126 abgeschätzte und/oder gemessener Ladedruck sein. Daher kann die erforderliche Druckminderung bei 408 eine erforderliche Minderung beim Ladedruck sein.
Bei 410 kann ein Niveau des Kondensats an dem CAC bestimmt werden. Dies kann das Abrufen von Einzelheiten wie beispielsweise der Umgebungslufttemperatur, der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der Einlass- und Auslassladelufttemperatur, des Einlass- und Auslassladeluftdrucks und der Luftmassen-Durchflussmenge, von mehreren Sensoren und das Bestimmen der Menge des in dem CAC gebildeten Kondensats auf der Grundlage der abgerufenen Daten einschließen. Bei einem Beispiel kann, bei 412 und wie ferner am Modell von 5 näher dargelegt, die Rate der Kondensatbildung innerhalb des CAC auf der Umgebungstemperatur, der CAC-Auslasstemperatur, des Massenstroms, der AGR und der Feuchtigkeit beruhen. Bei einem anderen Beispiel kann, bei 414, ein Kondensationsbildungswert auf die CAC-Auslasstemperatur und ein Verhältnis von CAC-Druck zu Umgebungsdruck abgebildet werden. Bei einem alternativen Beispiel kann der Kondensationsbildungswert auf die CAC-Auslasstemperatur und die Motorlast abgebildet werden. Die Motorlast kann eine Funktion von Luftmasse, Drehmoment, Gaspedalposition und Drosselposition sein und kann folglich eine Anzeige der Luft-Durchflussgeschwindigkeit durch den CAC bereitstellen. Zum Beispiel kann eine mäßige Motorlast, kombiniert mit einer verhältnismäßig kühlen CAC-Auslasstemperatur, einen hohen Kondensationsbildungswert anzeigen, auf Grund der kühlen Oberflächen des CAC und der verhältnismäßig niedrigen Ansaugluft-Durchflussgeschwindigkeit. Das Kennfeld kann ferner einen Modifizierfaktor für die Umgebungstemperatur einschließen.
Bei 416 schließt das Verfahren das Feststellen ein, ob das Kondensatniveau bei dem CAC höher ist als ein Schwellenniveau. An sich kann das Schwellenniveau eine Menge an Kondensat entsprechen, oberhalb derer ein Ablassen des Kondensats erforderlich ist, um Fehlzündung zu verringern, die sich aus der durch die Wasseraufnahme induzierten langsamen Verbrennungsgeschwindigkeit in dem Motor ergibt. Falls das Kondensatniveau im CAC größer ist als das Schwellenniveau, öffnet das Steuergerät bei 418 das CBV und das CAC-DV, um den Ladedruck (z.B. den Druck am Auslass des Verdichters) zu vermindern und gleichzeitig Kondensat aus dem Ladeluftkühler abzulassen. Das Öffnen des CBV und des CAC-DV bei 418 kann einschließen, zuerst das CAC-DV zu öffnen, um das Kondensatablassen zu beginnen, und danach das CBV zu öffnen. Zum Beispiel kann das Steuergerät das CAC-DV öffnen, und dann, nach einem Zeitmaß (z.B. einer Dauer) kann das Steuergerät das CBV öffnen, während das CAC-DV offenbleibt. Das Steuergerät öffnet bei 418 das CBV und das CAC-DV für eine Dauer. Die Dauer kann auf der erforderlichen Minderung beim Ladedruck (z.B. der bei 408 bestimmten erforderlichen Druckminderung) beruhen. Zum Beispiel kann die Dauer zunehmen, wenn die erforderliche Minderung beim Ladedruck zunimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Dauer auf der Menge an Kondensat im CAC beruhen. Zum Beispiel kann die Dauer zunehmen, wenn die Menge an Kondensat oberhalb des Schwellenkondensatniveaus zunimmt. Ferner kann die Dauer bei 418 kürzer sein, als wenn nur das CBV geöffnet würde. Wie oben erörtert, vermindert das Öffnen des CAC-DV den Ladedruck weiter, wodurch die Dauer vermindert wird, in der das CAC-DV und das CBV offen sein müssen, um den Ladedruck um das erforderliche Ausmaß zu verringern. Sobald das CBV und das CAC-DV für die Dauer offen sind, schließt das Steuergerät sowohl das CBV als auch das CAC-DV.
Wie oben erörtert, kann das Steuergerät zuerst das CAC-DV öffnen, um das Kondensat abzulassen und anschließend teilweise den Ladedruck zu verringern. Danach kann das Steuergerät das CBV öffnen, um den Ladedruck weiter um das erforderliche Ausmaß zu verringern. Bei diesem Beispiel kann das CAC-DV für eine Dauer vor dem Öffnen des CBV geöffnet werden. Die Dauer kann auf der Zeit beruhen, die es dauert, das Kondensatablassen zu beginnen und/oder das Kondensat um eine bestimmte Menge zu verringern. Daher kann das CAC-DV geöffnet werden, wodurch, vor einem CBV-Ereignis und vor dem Öffnen des CBV, Kondensat abgelassen wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Steuergerät gleichzeitig das CAC-DV und das CBV öffnen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Steuergerät das CBV öffnen und/oder schließen, und das CAC-DV kann anschließend öffnen und/oder schließen. Zum Beispiel kann bei dieser Ausführungsform ein Stellorgan sowohl das CBV als auch das CAC-DV steuern. Im Einzelnen kann das Steuergerät das CBV durch das eine Stellorgan betätigen, und eine Verbindung zwischen dem CBV und dem CAC-DV kann anschließend das CAC-DV betätigen. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann das Steuergerät das CAC-DV als Reaktion auf das Öffnen und/oder Schließen des CBV betätigen. Bei einer anderen Ausführungsform kann, falls das CAC-DV ein Druckbegrenzungsventil ist, das CAC-DV selbsttätig als Reaktion auf einen TIP, der über einen Schwellendruck steigt, öffnen.
Zu 416 zurückkehrend, schreitet das Verfahren, falls das Kondensatniveau nicht oberhalb des Schwellenniveaus liegt, fort zu 420. Bei 420 stellt das Steuergerät fest, ob die erforderliche Druckminderung größer ist als eine Schwellendruckminderung. Wie oben erörtert, kann die Schwellendruckminderung auf einer zulässigen Dauer des CBV-Ereignisses beruhen. Falls zum Beispiel die Öffnungsdauer des CBV zu lang (d.h., größer als die zulässige Dauer) ist, kann die Motorleistung verringert werden. Die Schwellendruckminderung kann ferner auf einem Verdichterpumpniveau beruhen. Falls zum Beispiel der Verdichter pumpt und der Druck schnell verringert werden muss, kann das gemeinsame Öffnen des CBV und des CAC-DV den Ladedruck schneller verringern und das Verdichterpumpen verringern und/oder beenden.
Folglich können, falls bei 420 die erforderliche Druckminderung größer ist als die Schwellendruckminderung, bei 422 sowohl das CBV als auch das CAC-DV geöffnet werden. Wie oben bei 418 erörtert, können das CBV und das CAC-DV für eine Dauer auf der Grundlage der erforderlichen Druckminderung geöffnet werden. Bei einigen Beispielen kann die Dauer bei 422 länger sein als die Dauer bei 418, falls die erforderliche Druckminderung größer ist. Jedoch kann die Öffnungsdauer des CBV und des CAC-DV bei 422 kürzer sein, als wenn bei 422 nur das CBV geöffnet würde. Wie oben erwähnt, kann das Öffnen des CBV und des CAC-DV bei 422 das Öffnen des CAC-DV eine Dauer vor dem Öffnen des CBV einschließen. Auf diese Weise kann das Kondensatablassen vor dem Öffnen des CBV beginnen. Zu 422 zurückkehrend schließt das Steuergerät, sobald das CBV und das CAC-DV für die Dauer offen sind, sowohl das CBV als auch das CAC-DV.
Zu 420 zurückkehrend, kann das Steuergerät, falls die erforderliche Druckminderung bei der Schwellendruckminderung oder niedriger liegt, bei 424 das CBV öffnen, während es das CAC-DV geschlossen hält 424. Daher kann der Ladedruck abnehmen, während das CBV offen ist. Es kann jedoch kein Kondensat aus dem CAC ablaufen. Alternativ kann, falls das CBV-Ereignis auf ein bevorstehendes NVH-Ereignis zurückzuführen wäre, ein hörbares Geräusch vom Öffnen des CBV bei 424 vermieden oder verringert werden. Nach einer Dauer kann das Steuergerät das CBV schließen. Wie oben erörtert, kann die Dauer auf dem erforderlichen Druckabfall beruhen. Ferner kann die Dauer zusätzlich oder alternativ auf einem Ausmaß der erforderlichen Geräuschminderung beruhen. Alternativ kann bei 420 das CAC-DV ebenfalls geöffnet werden, obwohl das Öffnen des CAC-DV die Motorsystemleistung beeinträchtigen kann.
5 illustriert ein Verfahren 500 zum Abschätzen der innerhalb eines CAC gespeicherten Menge an Kondensat. Auf der Grundlage der Menge an Kondensat bei dem CAC im Verhältnis zu einem Schwellenwert können während eines Verdichter-Umgehungsventilereignisses oder vor demselben Kondensatablassroutinen, wie beispielsweise die bei 4 erörterten, eingeleitet werden.
Das Verfahren beginnt bei 502 durch das Abschätzen der Motor-Betriebsbedingungen. Diese können, wie zuvor bei 402 näher dargelegt, Umgebungsbedingungen, CAC-Bedingungen (Einlass- und Auslasstemperaturen und -drücke, Durchflussgeschwindigkeit durch den CAC usw.), Luftmassenstrom, MAP, AGR-Durchfluss, Motordrehzahl und -last, Motortemperatur, Ladedruck usw. einschließen. Als Nächstes stellt die Routine, bei 504, fest, ob die Umgebungsfeuchtigkeit bekannt ist. Bei einem Beispiel kann die Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der Ausgabe eines an den Motor gekoppelten Feuchtigkeitssensors bekannt sein. Bei einem anderen Beispiel kann die Feuchtigkeit von einem stromabwärts gelegenen UEGO-Sensor geschlussfolgert oder von Informationselektronik (z.B. Internetverbindungen, einem Fahrzeug-Navigationssystem usw.) oder einem Regen-/Wischersensorsignal erlangt werden. Falls die Feuchtigkeit nicht bekannt ist (zum Beispiel, falls der Motor keinen Feuchtigkeitssensor einschließt), kann die Feuchtigkeit bei 506 auf 100 % gesetzt werden. Falls die Feuchtigkeit jedoch bekannt ist, kann bei 508 der bekannte Feuchtigkeitswert, wie er durch den Feuchtigkeitssensor bereitgestellt wird, als die Feuchtigkeitseinstellung verwendet werden.
Die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit können dazu verwendet werden, den Taupunkt der Ansaugluft zu bestimmen, der ferner durch die Menge an AGR in der Ansaugluft beeinflusst sein kann (z.B. kann die AGR eine andere Feuchtigkeit und Temperatur haben als die Luft aus der Atmosphäre). Der Unterschied zwischen einem Taupunkt und der CAC-Auslasstemperatur zeigt an, ob sich Kondensation innerhalb des Kühlers bilden wird, und der Luftmassenstrom kann beeinflussen, wie viel Kondensation sich tatsächlich innerhalb des Kühlers ansammelt. Bei 510 kann ein Algorithmus den Sättigungsdampfdruck an dem CAC-Auslass in Abhängigkeit von CAC-Auslasstemperatur und -druck berechnen. Der Algorithmus berechnet dann bei 512 die Wassermenge bei diesem Sättigungsdampfdruck. Schließlich wird bei 514 durch das Subtrahieren der Wassermenge bei der Sättigungsdampfdruckbedingung am CAC-Auslass von der Wassermenge in der Umgebungsluft die Kondensationsbildungsrate am CAC-Auslass bestimmt. Durch das Bestimmen des Zeitmaßes zwischen den Kondensatmessungen bei 516 kann das Verfahren 500 bei 518 die Menge an Kondensat innerhalb des CAC seit einer letzten Messung bestimmen. Die gegenwärtige Kondensatmenge in dem CAC wird bei 522 durch das Addieren des bei 518 abgeschätzten Kondensatwertes zu dem vorherigen Kondensatwert und danach das Subtrahieren jeglicher Kondensatverluste seit der letzten Routine (das heißt, eine Menge an zum Beispiel über Ausblasroutinen entferntem Kondensat) bei 520 berechnet. Es kann angenommen werden, dass die Kondensatverluste null sind, falls die CAC-Auslasstemperatur oberhalb des Taupunktes lag. Alternativ kann bei 520 die Menge an entferntem Kondensat als eine Funktion der Luftmasse modelliert oder empirisch bestimmt und mit jeder Software-Aufgabenschleife (das heißt, mit jedem Durchlauf der Routine 500) abwärts integriert werden.
An sich kann das Verfahren von 5 durch das Steuergerät während der Routine von 4 dazu verwendet werden, ein Modellierungsverfahren zum Abschätzen der Menge an Kondensat im CAC zu verwenden. Bei alternativen Ausführungsformen kann das Motorsteuerungssystem ein Abbildungsverfahren verwenden, um die Menge an Kondensat bei dem CAC auf eine CAC-Einlass-/Auslasstemperatur, eine Umgebungsfeuchtigkeit und eine Motorlast abzubilden. Zum Beispiel können die Werte in einer Nachschlagetabelle abgebildet und gespeichert werden, die während der Routine von 4 (bei 414) durch das Steuergerät abgerufen und danach aktualisiert wird.
6 zeigt beispielhafte CAC-Kondensatausblasereignisse, über das CAC-Ablassventil, als Reaktion auf Verdichter-Umgehungsventilereignisse. Im Einzelnen zeigt die graphische Darstellung 600 Veränderungen bei der Pedalposition (PP) bei dem Diagramm 602, Veränderungen bei einem Drosseleinlassdruck (TIP) bei dem Diagramm 604, Veränderungen beim Ladedruck (z.B. dem Druck am Auslass eines Verdichters) bei dem Diagramm 606, Veränderungen beim Kondensatniveau an dem CAC bei dem Diagramm 608, Veränderungen bei einer Stellung des Verdichter-Umgehungsventils (CBV) bei dem Diagramm 610 und Veränderungen bei einer Stellung des CAC-Ablassventils (-DV) bei dem Diagramm 612. Die Zeit wird entlang der x-Achse der graphischen Darstellung 600 dargestellt. Wie in der graphischen Darstellung 600 gezeigt, können das CBV und das CAC-DV zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung eingestellt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das CBV und das CAC-DV auf eine Vielzahl von Stellungen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Außerdem wird ein Schwellenladedruck, T2, bei dem Diagramm 606 gezeigt. Der Schwellenladedruck T2 kann ein Zieldruck sein, bis zu dem ein Ladedruck während eines CBV-Ereignisses abnimmt. Daher kann, unterhalb des Schwellenladedrucks T2, das Pumpen beendet werden, und der Verdichter kann zum normalen Betrieb zurückkehren. Bei einem alternativen Beispiel kann durch das Steuergerät ein anderer Druck oder eine andere Motor-Betriebsbedingung verwendet werden, um eine erforderliche Druckminderung oder Dauer des Verdichter-Umgehungsventilereignisses (z.B. Öffnungsdauer des CBV) zu bestimmen.
Vor dem Zeitpunkt t1 können das CBV und das CAC-DV geschlossen sein (Diagramme 610 und 612). Ferner kann das CAC-Kondensatniveau unterhalb eines Schwellenniveaus, T3, liegen (Diagramm 608), die Aufladung kann bei einem Beharrungsniveau liegen (Diagramm 606), der TIP kann unterhalb eines Schwellendrucks, T1, liegen (Diagramm 604), und PP kann bei einem Beharrungsniveau liegen (Diagramm 602). Zum Zeitpunkt t1 kann PP plötzlich abnehmen, was ein Gaswegnehmen anzeigt (Diagramm 602). Im Ergebnis kann der TIP über den Schwellendruck T1 steigen (Diagramm 604). Die erforderliche Minderung beim Druck 614 (z.B. Ladedruck) kann geringer sein als der Schwellendruckunterschied. Außerdem kann das Kondensatniveau im CAC zum Zeitpunkt t1 unterhalb des Schwellenniveaus T3 liegen. Als Reaktion darauf, dass das Kondensatniveau im CAC unterhalb des Schwellenniveaus T3 liegt und die erforderliche Druckminderung geringer ist als der Schwellendruckunterschied, kann das Steuergerät das CBV öffnen (Diagramm 610) und das CAC-DV nicht öffnen (Diagramm 612). Das Öffnen des CBV bewirkt, dass der Ladedruck abnimmt (Diagramm 606). Nach einer ersten Dauer, d1, schließt das Steuergerät zum Zeitpunkt t2 das CBV (Diagramm 610). Dies kann dem entsprechen, dass der Ladedruck unter den Schwellenladedruck T3 abnimmt (Diagramm 606).
Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 kann das CAC-Kondensatniveau zugenommen haben. Daher kann zum Zeitpunkt t3 das CAC-Kondensatniveau über das Schwellenniveau T3 zunehmen (Diagramm 608). Danach, zum Zeitpunkt t4, kann der TIP über den Schwellendruck T1 zunehmen (Diagramm 604). Ferner kann die erforderliche Druckminderung 616, um ein Pumpen zu vermeiden oder zu verringern, zum Zeitpunkt t4 größer sein als die Schwellendruckminderung. Als Reaktion darauf, dass der TIP über dem Schwellendruck T1 liegt, wenn das CAC-Kondensatniveau größer ist als das Schwellenniveau T3, öffnet das Steuergerät sowohl das CBV als auch das CAC-DV. Das Steuergerät öffnet zuerst zum Zeitpunkt t4 das CAC-DV und öffnet dann kurz nach dem Zeitpunkt t4 das CBV. Das CAC-DV kann eine Dauer vor dem Öffnen des CBV geöffnet werden, um das Kondensatablassen bei einem höheren Druck zu beginnen. Nach einer zweiten Dauer, d2, schließt das Steuergerät das CBV (Diagramm 610) und das CAC-DV (Diagramm 612). Die zweite Dauer d2 kann dem entsprechen, dass der Ladedruck unter den Schwellenladedruck T3 abnimmt (Diagramm 606). Vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 nahm das CAC-Kondensatniveau ab, wobei es schließlich gerade vor dem Zeitpunkt t5 unter das Schwellenniveau T3 abnimmt.
Zum Zeitpunkt t6 tritt ein anderes CBV-Ereignis auf, angezeigt durch ein Gaswegnehmen (Diagramm 602). Das CAC-Kondensatniveau kann zum Zeitpunkt t6 immer noch unterhalb des Schwellenniveaus T3 liegen (Diagramm 608). Jedoch kann die erforderliche Druckminderung 618 zum Zeitpunkt t6 größer sein als die Schwellendruckminderung (Diagramm 606). Folglich öffnet das Steuergerät, als Reaktion auf das Gaswegnehmen, wenn das CAC-Kondensatniveau größer ist als das Schwellenniveau T3 und die erforderliche Druckminderung größer ist als die Schwellendruckminderung, sowohl das CBV als auch das CAC-DV. Wieder öffnet das Steuergerät zum Zeitpunkt t6 zuerst das CAC-DV, während das CBV geschlossen bleibt. Dann, kurz nach dem Zeitpunkt t6, öffnet das Steuergerät das CBV, während das CAC-DV immer noch offen ist. Während des Öffnens des CBV und des CAC-DV nehmen sowohl der Ladedruck als auch das CAC-Kondensatniveau ab. Nach einer dritten Dauer, d3, schließt das Steuergerät das CBV und das CAC-DV. Die dritte Dauer d3 kann dem entsprechen, dass der Ladedruck unter den Schwellenladedruck T3 abnimmt (Diagramm 606). Ferner kann dritte Dauer d3 größer sein als die zweite Dauer d2 da die erforderliche Druckminderung 618 zum Zeitpunkt t6 größer ist als die erforderliche Druckminderung 616 zum Zeitpunkt t4.
Wie in der graphischen Darstellung 600 gezeigt, kann, während eines ersten Zustandes, ein Verdichter-Umgehungsventil als Reaktion auf mögliche Verdichterpumpbedingungen geöffnet werden. Wie beim Zeitpunkt t1 gezeigt, schließt der erste Zustand ein, dass ein Kondensatniveau in einem Ladeluftkühler geringer ist als ein Schwellenniveau und eine erforderliche Druckminderung geringer ist als eine Schwellendruckminderung. Bei einem alternativen Beispiel kann das Verdichter-Umgehungsventil als Reaktion auf hörbares Motorgeräusch oder ein bevorstehendes NVH-Ereignis geöffnet werden. Während eines zweiten Zustandes können das Verdichter-Umgehungsventil und das Ladeluftkühler-Ablassventil als Reaktion auf mögliche Verdichterpumpbedingungen geöffnet werden. Der zweite Zustand schließt eines davon ein, dass ein Kondensatniveau in einem Ladeluftkühler größer ist als ein Schwellenniveau (wie beim Zeitpunkt t4 gezeigt) und dass das Kondensatniveau in dem Ladeluftkühler geringer ist als das Schwellenniveau und eine erforderliche Druckminderung größer ist als eine Schwellendruckminderung (wie beim Zeitpunkt t6 gezeigt).
Mögliche Verdichterpumpbedingungen können eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck über einem Schwellendruck (wie beim Zeitpunkt t4 gezeigt) und einem Gaswegnehmen (wie bei dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t6 gezeigt) einschließen. Ferner kann das Verdichter-Umgehungsventil für eine Dauer geöffnet werden, wobei die Dauer für eines oder mehrere von einer kleineren erforderlichen Druckminderung und, wenn das Ladeluftkühler-Ablassventil während der Öffnung des Verdichter-Umgehungsventils offen ist, abnimmt. Bei einem Beispiel kann die erforderliche Druckminderung auf einer Druckminderung an einem Auslass des Verdichters beruhen, die erforderlich ist, um ein Verdichterpumpen zu vermindern oder zu vermeiden. Bei einer Ausführungsform können das Verdichter-Umgehungsventil und das Ladeluftkühler-Ablassventil zusammen mit einem Stellorgan öffnen. Bei alternativen Ausführungsformen kann, während des zweiten Zustandes, das Ladeluftkühler-Ablassventil vor dem Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils geöffnet werden.
Auf diese Weise kann während eines Verdichter-Umgehungsventil- (CBV-) Ereignisses Kondensat aus einem Ladeluftkühler (CAC) abgelassen werden. Bei einem Beispiel kann ein CAC-Ablassventil (-DV) in dem CAC angeordnet sein. Wenn das CAC-DV geöffnet wird, kann Kondensat aus dem CAC zu einer alternativen Stelle ablaufen. Während des CBV-Ereignisses kann ein CBV geöffnet werden, um den Druck an Auslass des Verdichters (z.B. den Ladedruck) zu verringern, wodurch ein Verdichterpumpen verringert oder vermieden wird. Wenn ein Kondensatniveau in dem CAC größer ist als ein Schwellenniveau, kann ein Motorsteuergerät das CAC-DV während des CBV-Ereignisses öffnen. An sich können das CBV und das CAC-DV zusammen geöffnet werden, um gleichzeitig den Druck am Auslass des Verdichters und das Kondensat im CAC zu verringern. Selbst wenn das CAC-Kondensatniveau nicht größer ist als das Schwellenniveau, kann das CAC-DV mit dem CBV während des CBV-Ereignisses geöffnet werden. Auf diese Weise kann das Öffnen des CAC-DV zusätzlich zu dem CBV den Druck am Auslass des Verdichters weiter verringern. Daher kann eine Dauer des CBV-Ereignisses verringert werden, wenn sowohl das CBV als auch das CAC-DV geöffnet werden. Unter Verwendung dieses Verfahrens kann das CAC-Kondensat aus dem CAC unter Motor-Betriebsbedingungen ausgeblasen werden, wenn der Ladedruck zum Motor verringert werden kann, ohne die Motorleistung weiter zu vermindern.
Es ist zu bemerken, dass die hierin eingeschlossenen beispielhaften Steuerungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeug-Systemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, verkörpern. Daher können verschiedene illustrierte Schritte, Operationen oder Funktionen in der illustrierten Folge, parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichfalls ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird zur einfachen Illustration und Beschreibung geliefert. Eine(r) oder mehrere der illustrierten Schritte oder Funktionen kann/können in Abhängigkeit von der besonderen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Schritte graphisch einen Code darstellen, der in das rechnerlesbare Speichermedium in dem Motorsteuerungssystem zu programmieren ist.
Es wird zu erkennen sein, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Verfahren von beispielhafter Beschaffenheit sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem begrenzenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V6-, R4-, R6-, V12-, Boxer-4- und andere Motorentypen angewendet werden. Ferner kann/können eine oder mehrere der verschiedenen Systemkonfigurationen in Verbindung mit einer oder mehreren der beschriebenen diagnostischen Routinen verwendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.

Claims

Motorverfahren, das Folgendes umfasst: das Ablassen von Kondensat aus einem Ladeluftkühler (80) als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsventilereignis, wobei das Verdichter-Umgehungsventilereignis das Öffnen eines Verdichter-Umgehungsventils (27) als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, einem Gaswegnehmen und einem Verdichterpumpen einschließt, und wobei das Ablassen von Kondensat das Öffnen eines am Ladeluftkühler (80) angeordneten Ablassventils (208) als Reaktion auf das Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils (27) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Öffnen des Ablassventils (208) während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Öffnen des Ablassventils (208) vor dem Verdichter-Umgehungsventilereignis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Schließen des Ablassventils (208) nach einer Dauer umfasst, wobei die Dauer auf einer erforderlichen Druckminderung während des Verdichter-Umgehungsventilereignisses beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Öffnen des Ablassventils (208) als Reaktion auf ein mögliches Verdichterpumpereignis umfasst, wobei das mögliche Verdichterpumpereignis durch eines oder mehrere von einem Drosseleinlassdruck, der größer ist als ein Schwellendruck, und einem Gaswegnehmen angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ablassen von Kondensat aus dem Ladeluftkühler (80) zu einem oder mehreren von einem Inneren eines Abgasdurchgangs (48), einer hoch erhitzten äußeren Motorstelle, dem Boden und einem Auffangtank umfasst.
Motorsystem (100), das Folgendes umfasst: eine Ansaugdrossel (21), die stromaufwärts von einem Ansaugkrümmer (44) des Motors (10) angeordnet ist, einen Verdichter (60), der einen Verdichter-Umgehungsdurchgang (204) hat, wobei der Verdichter-Umgehungsdurchgang (204) ein Verdichter-Umgehungsventil (27) einschließt, einen Ladeluftkühler (80), der stromabwärts von dem Verdichter (60) und stromaufwärts von der Ansaugdrossel (21) angeordnet ist, wobei der Ladeluftkühler (80) ein Ablassventil (208) hat, das funktionsfähig ist, um Kondensat aus dem Ladeluftkühler (80) abzulassen, und ein Steuergerät (12) mit rechnerlesbaren Anweisungen zum Öffnen des Ablassventils (208), um das Ablassventil (208) zu öffnen, um als Reaktion auf ein Verdichter-Umgehungsereignis Kondensat aus dem Ladeluftkühler (80) abzulassen.
System (100) nach Anspruch 7, wobei das Verdichter-Umgehungsereignis das Öffnen des Verdichter-Umgehungsventils (27) umfasst, als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Einlassdruck an der Ansaugdrossel (21), der größer ist als ein Schwellendruck, einem Gaswegnehmen und einem Verdichterpumpen.
System (100) nach Anspruch 7, wobei das Ablassventil (208) an einem Unterteil des Ladeluftkühlers (80) angeordnet ist und ein Öffnen des Ablassventils (208) Kondensat aus dem Ladeluftkühler (80) zu einem oder mehreren von einem Inneren eines Abgasdurchgangs (48), einer hoch erhitzten äußeren Motorstelle, dem Boden und einem Auffangtank ablässt.