DE102015120976A1

DE102015120976A1 - Diagnostisches Verfahren für ein Verdichterrückführventil

Info

Publication number: DE102015120976A1
Application number: DE102015120976.4A
Authority: DE
Inventors: Hamid-Reza Ossareh; Adam Nathan Banker; Baitao Xiao
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2016-06-09
Also published as: RU2015152187A; US9702298B2; CN105697170A; RU2015152187A3; RU2709584C2; US20160160747A1; CN105697170B

Abstract

Es werden Verfahren zum Identifizieren einer Verschlechterung in Komponenten eines Verdichterumgehungsventils (CBV) geschaffen. Ein Verfahren umfasst Befehlen eines periodischen Signals an das CBV und Angeben einer Verschlechterung einer Drossel des CBV basierend auf Änderungen beim Druck an einem Einlass einer Einlassdrossel als Reaktion auf das periodische Signal.

Description

Gebiet
Die vorliegende Anwendung bezieht sich auf Verfahren zum Diagnostizieren einer Funktionsverschlechterung einer Drossel in einem Verdichterrückführventil, das über einen Einlassverdichter, der in einer Brennkraftmaschine enthalten ist, hinweg gekoppelt ist.
Hintergrund und Zusammenfassung
Kraftmaschinensysteme können mit Aufladevorrichtungen wie etwa Turboladern oder mechanischen Ladern ausgebildet sein, um Ladeluft bereitzustellen und Spitzenleistungsabgaben zu verbessern. Die Verwendung eines Verdichters ermöglicht, dass eine Kraftmaschine mit kleinerem Hubraum ebenso viel Leistung liefert wie eine Kraftmaschine mit größerem Hubraum, jedoch mit zusätzlichen Vorteilen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs. Verdichter sind jedoch anfällig für ein Verdichterpumpen. Wenn beispielsweise ein Fahrzeugführer ein Fahrpedal freigibt, schließt sich eine Einlassdrossel der Kraftmaschine, was zu einem verminderten Vorwärtsdurchfluss durch den Verdichter und potenziell zu einem Pumpen des Verdichters führt. Ein Pumpen kann zu Problemen mit Geräuschen, Vibrationen und Rauheit (NVH) führen, wie etwa zu unerwünschten Geräuschen aus dem Einlasssystem der Kraftmaschine. In extremen Fällen kann ein Pumpen zu Schäden an dem Verdichter führen. Um mit dem Verdichterpumpen umzugehen, können Kraftmaschinensysteme ein Verdichterrückführventil (CRV) umfassen, das über den Verdichter hinweg gekoppelt ist, um einen schnellen Verschlechterung des Ladedrucks zu ermöglichen. Das CRV kann verdichtete Luft aus dem Verdichterauslass zu dem Verdichtereinlass zurückführen, was eine Abnahme des Drucks an dem Verdichterauslass ermöglicht.
Das CRV kann eine Drossel und einen Positionssensor zum Anzeigen einer Veränderung einer Position der Drossel des CRV umfassen. Daher kann bei dem CRV durch Gebrauch im Laufe der Zeit eine Funktionsverschlechterung auftreten. Zum Beispiel kann die Drossel des CRV in einer gegebenen Position blockiert sein und sich bei Befehl nicht bewegen. In einem Beispiel kann die Drossel in einer vollständig offenen Position blockiert sein. Alternativ dazu kann die Drossel in einer vollständig geschlossenen Position hängen bleiben. In einem weiteren Beispiel kann die Drossel in einer Position zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig offenen Position blockiert sein. Ein beispielhafter Ansatz zum Verifizieren, ob das CRV in einer offenen Position blockiert ist, wird durch Wegener et al. in US 7926335 gezeigt. Hier werden Veränderungen im Ladedruck als Antwort auf ein Auslösen des CRV analysiert. Insbesondere kann das CRV dann als in einer hauptsächlich offenen Position blockiert diagnostiziert werden, wenn der Ladedruck hinter dem Einlassverdichter nicht wie erwartet steigt, wenn das CRV auf eine geschlossene Position eingestellt wird. US 7926335 identifiziert in erster Linie ein CRV, das in einer offenen oder weitgehend offenen Position blockiert ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein potentielles Problem mit dem obigen Ansatz identifiziert. Als Beispiel können Variationen beim Ladedruck auf andere Faktoren, als einer Änderung der Position der CRV-Drossel, zurückzuführen sein. Beispielsweise kann der Ladedruck aufgrund von Modifikationen der Pedalstellung (z. B. Fahrpedal), Getriebegangänderungen, Zündzeitvorgabeänderungen usw. schwanken. Rauschen aus diesen und anderen Parametern kann den Ladedruck beeinflussen. Dementsprechend können Variationen beim Ladedruck als Antwort auf ein Auslösen des CRV nicht ausschließlich einer Änderung der CRV-Position zugeschrieben werden.
Die vorliegenden Erfinder haben das obige Problem erkannt und einen Ansatz zum zumindest teilweisen Angehen dieses Problems identifiziert. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine Befehlen eines periodischen Signalbefehls an ein Verdichterumgehungsventil (CBV) und Anzeigen einer Verschlechterung einer Drossel des CBV basierend auf Änderungen beim Druck an einem Einlass einer Einlassdrossel als Antwort auf einen periodischen Signalbefehl. Auf diese Weise kann eine Verschlechterung der CRV-Drossel spezifisch identifiziert werden.
Zum Beispiel kann ein Kraftmaschinensystem einen Verdichter umfassen, der einen Verdichterrückführkanal, der einen Auslass des Verdichters mit dem Verdichtereinlass koppelt, umfasst. In alternativen Ausführungsformen kann der Rückführweg einen Auslass eines Ladeluftkühlers mit dem Verdichtereinlass koppeln. Der Durchfluss durch den Rückführweg kann über ein Verdichterrückführventil (CRV) gesteuert werden. Das CRV kann ein stufenlos verstellbares Verdichterrückführventil (CCRV) sein. Ein Kraftmaschinencontroller kann so ausgelegt sein, dass eine Position des CRV basierend auf Veränderungen im Luftdurchfluss durch eine Einlassdrossel so angepasst wird, dass ein Verdichterpumpen vermindert wird. Weiterhin kann der Kraftmaschinencontroller eine Rückkopplung bezüglich der Änderungen beim Drosseleinlassdruck (TIP) von einem Drosseleinlass-Drucksensor, der der Einlassdrossel vorgeschaltet und dem Verdichter nachgeschaltet angeordnet ist, erhalten. Zur Bestimmung, ob das CRV verschlechtert ist (z. B. in einer gegebenen Position blockiert ist), kann der TIP als Antwort auf eine befohlene Änderung der Position des CRV bestimmt werden. Um sicherzustellen, dass die TIP-Messwerte minimal durch Rauschfaktoren beeinflusst werden, kann der Befehl ein periodisches Signal umfassen. In einem Beispiel kann das periodische Signal ein Rechteckwellenformsignal sein. Wenn Variationen beim TIP im Wesentlichen der Periodizität des befohlenen periodischen Signals entsprechen, kann das CRV nicht verschlechtert sein (z. B. nicht blockiert sein). Wenn jedoch Änderungen des TIP dem periodischen Muster des befohlenen periodischen Signals nicht im Wesentlichen entsprechen, kann das CRV als verschlechtert diagnostiziert werden.
Auf diese Weise kann eine CRV-Verschlechterung zuverlässiger bestimmt werden. Durch Befehlen eines periodischen Signals mit einer spezifischen Periodizität können Beeinflussungen des Drosseleinlassdrucks (oder Ladedrucks) durch Rauschfaktoren reduziert werden. Des Weiteren kann eine genauere Bestimmung einer Verschlechterung im CRV, insbesondere eine Verschlechterung der CRV-Drossel, realisiert werden. Weiterhin können durch Isolieren der Verschlechterung auf eine spezifische Komponente des CRV Diagnose- und Reparaturkosten reduziert werden. Insgesamt kann die Wartung der Kraftmaschine verbessert werden.
Es sollte verstanden werden, dass die obige Zusammenfassung dazu dient, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten, die näher in der genauen Beschreibung beschrieben werden, vorzustellen. Es ist nicht gewollt, Schlüsseleigenschaften oder wesentliche Eigenschaften des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang nur in den Ansprüchen, die auf die genaue Beschreibung folgen, definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen, die irgendwelche der oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenlegung beschriebenen Nachteile lösen, beschränkt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines verstärkten Kraftmaschinensystems, das ein Verdichterrückführventil (CRV) umfasst.
2 zeigt ein Übersichtsablaufdiagramm, das eine beispielhafte Routine zum Bestimmen, ob eine Funktionsverschlechterung des CRV vorhanden ist, zeigt.
3 zeigt ein Übersichtsablaufdiagramm, das eine Routine während einer Kraftmaschinenbetriebs zum Differenzieren zwischen einer Funktionsverschlechterung einer Drossel des CRV und einer Funktionsverschlechterung eines Positionssensors des CRV zeigt.
4 präsentiert ein Übersichtsablaufdiagramm, das beispielhafte korrigierende Anpassungen als Antwort auf die Bestimmung einer Funktionsverschlechterung in der Drossel des CRV mit denen als Antwort auf die Bestimmung einer Funktionsverschlechterung des Positionssensors des CRV vergleicht.
5 ist ein Übersichtsablaufdiagramm, das eine Routine, die über eine Bedienereingabe implementiert werden kann, um zu bestimmen, ob eine CRV-Funktionsverschlechterung auf eine Funktionsverschlechterung des Positionssensors oder der Drossel des CRV zurückzuführen ist.
6 zeigt ein Übersichtsablaufdiagramm, um eine Funktionsverschlechterung in dem CRV festzustellen und gleichzeitig Rauschfaktoren, die den Drosseleinlassdruck beeinflussen können, zu verringern.
7 zeigt einen beispielhaften Betrieb zum Differenzieren zwischen einer Funktionsverschlechterung in dem Positionssensor des CRV und einer Funktionsverschlechterung der Drossel des CRV.
8 zeigt einen beispielhaften Betrieb, um die CRV-Drossel basierend auf einem Drosseleinlassdruck (TIP) zu diagnostizieren und gleichzeitig Rauschen aus anderen Faktoren, das die TIP-Signale beeinflussen kann, zu verringern.
Genaue Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren einer Funktionsverschlechterung in einem Verdichterrückführventil (CRV) in einem aufgeladenen Kraftmaschinensystem wie etwa dem System von 1. Ein Controller kann dazu ausgelegt sein, eine Steuerroutine wie die Routine aus 2 durchzuführen, um zu bestimmen, ob das CRV verschlechtert ist. Als solches kann das CRV eine Drossel beinhalten, deren Position durch den Controller basierend auf Kraftmaschinenbedingungen angepasst werden kann. Das CRV kann ebenfalls einen Positionssensor zum Bestätigen einer Änderung der Position der Drossel des CRV als Antwort auf einen Befehl durch den Controller umfassen. Der Controller kann zwischen einer Funktionsverschlechterung der Drossel des CRV und einer Funktionsverschlechterung des Positionssensors des CRV durch das Durchführen einer Steuerroutine wie etwa der Routine von 3 während des Kraftmaschinenbetriebs unterscheiden. Eine Funktionsverschlechterung der Drossel des CRV kann von einer Funktionsverschlechterung des Positionssensors des CRV basierend auf sowohl dem Drosseleinlassdruck als auch einer befohlenen Position der Drossel des CRV unterschieden werden. Zusätzlich kann eine Ausgabe des Positionssensors als Antwort auf die befohlene Position der Drossel des CRV dazu verwendet werden, zwischen einer Funktionsverschlechterung der Drossel und einer Funktionsverschlechterung des Positionssensors des CRV (7) zu unterscheiden. Als Antwort auf die Bestimmung der CRV-Funktionsverschlechterung können verschiedene Kraftmaschinenparameter und Aktoren angepasst werden, um einen erwünschten Kraftmaschinenbetrieb (4) zu ermöglichen. Eine zusätzliche Bestätigung einer Funktionsverschlechterung in dem Positionssensor oder der Drossel des CRV kann durch das Aktivieren einer Routine wie etwa der in 5 gezeigten über eine Bedienereingabe bereitgestellt werden. Weiterhin kann der Controller dazu ausgelegt sein, eine Steuerroutine wie etwa die Routine in 6 auszuführen, um sicherzustellen, dass Änderungen in dem Drosseleinlassdruck auf Anpassungen in der Position des CRV zurückzuführen sind. Insbesondere kann eine Funktionsverschlechterung der CRV-Drossel durch Befehlen eines periodischen Signals an das CRV und Beobachten der Variationen in dem Drosseleinlassdruck (8) bestimmt werden. So kann eine Funktionsverschlechterung der CRV-Drossel von der Funktionsverschlechterung des Positionssensors des CRV isoliert werden und die Instandhaltung des CRV verbessert werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftmaschinensystems mit Turbolader 100, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 und Twin-Turbolader 120 und 130 umfasst. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Kraftmaschinensystem 100 als Teil eines Antriebssystems für ein Personenfahrzeug enthalten sein. Das Kraftmaschinensystem 100 kann Einlassluft über einen Einlasskanal 140 erhalten. Der Einlasskanal 140 kann einen Luftfilter 156 umfassen. Das Kraftmaschinensystem 100 kann ein geteiltes Kraftmaschinensystem sein, bei dem sich ein Einlasskanal 140 dem Luftfilter 156 nachgeschaltet in einen ersten und einen zweiten Zweigeinlasskanal verzweigt, die jeweils einen Turboladerverdichter umfassen. In der sich ergebenden Anordnung wird mindestens ein Teil der Einlassluft über einen ersten Zweigeinlasskanal 142 zu dem Verdichter 122 des Turboladers 120 geleitet und mindestens ein weiterer Teil der Einlassluft ist über einen zweiten Zweigeinlasskanal 144 des Einlasskanals 140 zu dem Verdichter 132 des Turboladers 130 geleitet.
Der erste Teil der gesamten Einlassluft, der durch den Verdichter 122 verdichtet wird, kann einem Einlasskrümmer 160 über einen ersten parallel verzweigten Einlasskanal 146 zugeführt werden. Die Einlasskanäle 142 und 146 bilden auf diese Weise einen ersten kombinierten Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Ebenso kann ein zweiter Teil der Gesamteinlassluft durch den Verdichter 132 verdichtet werden und dem Einlasskrümmer 160 über einen zweiten parallel verzweigten Einlasskanal 148 zugeführt werden. Somit bilden die Einlasskanäle 144 und 148 einen zweiten kombinierten Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Wie in 1 gezeigt kann die Einlassluft aus den Einlasskanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 vor dem Erreichen des Einlasskrümmers 160, bei dem die Einlassluft an die Kraftmaschine geliefert wird, erneut kombiniert werden.
In einigen Beispielen kann der Einlasskrümmer 160 einen Einlasskrümmer-Drucksensor 182 zum Schätzen eines Krümmerdrucks (MAP) und/oder einen Einlasskrümmer-Temperatursensor 183 zum Schätzen einer Krümmerlufttemperatur (MCT) umfassen, die jeweils mit dem Controller 12 kommunizieren. Der gemeinsame Einlasskanal 149 kann einen Ladeluftkühler 154 und eine Einlassdrossel 158 umfassen. Die Position der Einlassdrossel 158 kann über einen Drosselaktor (nicht gezeigt) eingestellt werden, der kommunikationstechnisch mit dem Controller 12 gekoppelt ist. Ein Drosseleinlassdruck-Sensor (TIP-Sensor 173) kann mit dem gemeinsamen Einlasskanal 149 an einer Stelle, die der Einlassdrossel 158 vorgeschaltet und dem Luftkühler 154 nachgeschaltet ist, gekoppelt sein. Ferner kann der TIP-Sensor 173 den Verdichtern 122 und 132 nachgeschaltet angeordnet sein. Der Drosseleinlassdruck, der auch als Ladedruck bezeichnet wird, kann durch den TIP-Sensor 173 geschätzt werden.
Ein Verdichterrückführkanal 150 kann für die Verdichterpumpsteuerung vorgesehen sein. Um insbesondere ein Verdichterpumpen wie etwa bei einer Pedalfreigabe durch den Fahrer zu verringern, kann der Ladedruck aus dem Einlasskrümmer von einer Stelle, die dem Luftkühler 154 nachgeschaltet und der Einlassdrossel 158 vorgeschaltet ist, in den Einlasskanal 140 (insbesondere an einer Stelle, die dem Luftfilter 156 nachgeschaltet und der Verbindungsstelle der Einlasskanäle 142 und 144 vorgeschaltet ist) eingebracht werden. Durch Leiten von Ladeluft von einer Stelle, die dem Einlassdrosseleinlass vorgeschaltet ist, zu einer Stelle, die den Verdichtereinlässen vorgeschaltet ist, kann der Ladedruck schnell verringert werden, was die Ladedrucksteuerung beschleunigt.
Der Durchfluss durch den Verdichterrückführkanal 150 kann durch Anpassen der Position des Verdichterrückführventils 152 (CRV 152), das darin positioniert ist, geregelt werden. Das CRV 152 kann auch als Verdichterpumpventil, Verdichterumgehungsventil (CBV), Umlenkventil usw. bezeichnet sein. In dem dargestellten Beispiel kann das Verdichterrückführventil 152 ein stufenlos verstellbares Ventil sein, dessen Position auf eine vollständig geöffnete Position, eine vollständig geschlossene Position oder irgendeine Position dazwischen eingestellt werden kann. Somit kann das Verdichterrückführventil 152 hier auch als ein stufenlos verstellbares Verdichterrückführventil oder CCRV bezeichnet sein. Im dargestellten Beispiel ist das CCRV 152 als Drosselventil ausgebildet, obwohl das CCRV in anderen Ausführungsformen anders (z. B. als Tellerventil) ausgebildet sein kann. Dementsprechend kann das CCRV 152 eine Drossel (z. B. als Drosselklappe) sowie einen Positionssensor zum Vermitteln einer Änderung der Position der Drossel des CCRV an den Controller 12 umfassen. Der Positionssensor für die Drossel des CCRV (oder einfach CRV) kann auch als Drosselpositionssensor (TPS) oder CCRV-Drosselpositionssensor bezeichnet sein. Es versteht sich, dass, obwohl in 1 gezeigt ist, dass das CCRV für eine V-6-Kraftmaschine mit Twin-Turbolader ausgelegt ist, das CCRV ähnlich in anderen Kraftmaschinenanordnungen angewendet werden kann, wie beispielsweise I-3, I-4, V-8, und anderen Kraftmaschinenanordnungen mit einem oder mehreren Turboladern.
In einer alternativen Anordnung kann der Verdichterrückführkanal so angeordnet sein, dass verdichtete Luft von einer Stelle, die dem Luftkühler 154 vorgeschaltet ist, zu einer Stelle, die den Verdichtern 122 und 132 vorgeschaltet ist, strömt. In einer weiteren Anordnung kann es zwei Rückführpfade jeweils mit einem Rückführventil geben, die jeweils so angeordnet sind, dass verdichtete Luft von dem Verdichterausgang zu dem Verdichtereinlass wandert. Es versteht sich auch, dass die hier beschriebenen Verfahren auf ein Verdichterrückführventil angewendet werden können, das nicht stufenlos verstellbar ist.
Unter normalen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann das stufenlos verstellbare Verdichterrückführventil 152 im Normalfall geschlossen oder fast geschlossen gehalten werden. In einer solchen Position kann das Ventil mit bekannter oder vernachlässigbarer Undichtheit arbeiten. Dann kann als Antwort auf ein Pumpen eine Öffnung des CCRV 152 erhöht werden. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren in den Verdichterrückführkanal 150 eingekoppelt sein, um die Masse des rückgeführten Flusses, der von dem Drosseleinlass in den Einlasskanal geliefert wird, zu bestimmen. Die verschiedenen Sensoren können beispielsweise Druck-, Temperatur- und/oder Durchflusssensoren umfassen.
In alternativen Ausführungsformen kann das Verdichterrückführventil als Zweipositionsventil ausgelegt sein, das auf eine vollständig geschlossene oder eine vollständig offene Position einstellbar ist. Jedoch kann die Ladedruckregelung durch die Verwendung eines CCRV verbessert werden. Darüber hinaus können durch Koordinieren des Betriebs des CCRV mit demjenigen einer Ladedruckregelungsvorrichtung die Ladedruckantwort und die Pumptoleranzen verbessert werden. Daher kann der Einfluss des Öffnens oder Schließens des CCRV 152 auf den Ladedruck im Wesentlichen unmittelbar sein. Dies ermöglicht eine schnelle Steuerung des Ladedrucks und des Pumpens.
Die Kraftmaschine 10 kann mehrere Zylinder 14 umfassen. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Kraftmaschine 10 sechs in einer V-Form angeordnete Zylinder. Insbesondere sind die sechs Zylinder in zwei Reihen, einer ersten Reihe 13 und einer zweiten Reihe 18, angeordnet, wobei jede Reihe drei Zylinder umfasst. Bei alternativen Beispielen kann die Kraftmaschine 10 zwei oder mehr Zylinder, wie beispielsweise 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder umfassen. Diese verschiedenen Zylinder können gleichmäßig aufgeteilt sein und in alternativen Anordnungen wie einer V-Form, in Reihe, als Boxer usw. angeordnet sein. Jeder Zylinder 14 kann mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 ausgelegt sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine Direkteinspritzvorrichtung in den Zylinder. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 jedoch als eine kanalbasierte Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgelegt sein.
Die Einlassluft, die jedem Zylinder 14 (der hier außerdem als eine Brennkammer 14 bezeichnet ist) über den gemeinsamen Einlasskanal 149 zugeführt wird, kann für die Kraftstoffverbrennung verwendet werden, wobei die Produkte der Verbrennung dann über reihenspezifische parallele Auslasskanäle abgelassen werden können. In dem dargestellten Beispiel kann eine erste Reihe 13 der Zylinder der Kraftmaschine 10 die Produkte der Verbrennung über einen ersten parallelen Auslasskanal 17 ablassen und kann eine zweite Reihe 18 der Zylinder die Produkte der Verbrennung über einen zweiten parallelen Auslasskanal 19 ablassen. Sowohl der erste als auch der zweite parallele Auslasskanal 17 und 19 können ferner eine Turboladerturbine enthalten. Speziell können die Produkte der Verbrennung, die über den Auslasskanal 17 abgelassen werden, durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, die wiederum über eine Welle 126 dem Verdichter 122 mechanische Arbeit bereitstellen kann, um eine Verdichtung für die Einlassluft bereitzustellen. Alternativ kann ein Teil oder die Gesamtheit des durch den Auslasskanal 17 strömenden Abgases die Turbine 124 über den Turbinenumgehungskanal 123 umgehen, was durch eine Ladedruckregelungsvorrichtung 128 gesteuert wird. Ebenso können die Produkte der Verbrennung, die über den Auslasskanal 19 abgelassen werden, durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, die wiederum über eine Welle 136 dem Verdichter 132 mechanische Arbeit bereitstellen kann, um für die Einlassluft, die durch den zweiten Zweig des Einlasskanals 144 des Einlasssystems der Kraftmaschine strömt, eine Verdichtung bereitzustellen. Alternativ kann ein Teil oder die Gesamtheit des durch den Auslasskanal 19 strömenden Abgases die Turbine 134 über einen Turbinenumgehungskanal 133 umgehen, was durch eine Ladedruckregelungsvorrichtung 138 gesteuert wird.
In einigen Beispielen können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variabler Geometrie ausgelegt sein, wobei der Controller 12 die Position der Blätter (oder Schaufeln) des Turbinenlaufrads einstellen kann, um das Energieniveau zu verändern, das von der Abgasströmung erhalten und auf ihren jeweiligen Verdichter übertragen wird. Alternativ können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variabler Düse ausgelegt sein, wobei der Controller 12 die Position der Turbinendüse einstellen kann, um das Energieniveau zu verändern, das von der Abgasströmung erhalten und auf ihren jeweiligen Verdichter übertragen wird. Das Steuersystem kann z. B. dazu ausgelegt sein, die Schaufel- oder Düsenposition der Abgasturbinen 124 und 134 über jeweilige Aktoren unabhängig zu verändern.
Die Abgase in dem ersten parallelen Auslasskanal 17 können über den verzweigten parallelen Auslasskanal 170 zur Atmosphäre geleitet werden, während die Abgase in dem zweiten parallelen Auslasskanal 19 über den verzweigten parallelen Auslasskanal 180 zur Atmosphäre geleitet werden können. Die Auslasskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie z. B. einen Katalysator, und einen oder mehrere Abgassensoren (nicht gezeigt) enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann die Kraftmaschine 10 ferner einen oder mehrere Kanäle zur Abgasrückführung (EGR) umfassen, um mindestens einen Teil des Abgases aus dem ersten und dem zweiten parallelen Auslasskanal 17 und 19 und/oder dem ersten und dem zweiten parallel verzweigten Auslasskanal 170 und 180 in den ersten und zweiten Zweigeinlasskanal 142 und 144 und/oder ersten und zweiten parallel verzweigten Einlasskanal 146 und 148 oder den Einlasskrümmer 160 zurückzuführen. Diese können Hochdruck-EGR-Schleifen zum Bereitstellen von Hochdruck-EGR (HP-EGR) und Niederdruck-EGR-Schleifen zum Bereitstellen von Niederdruck-EGR (LP-EGR) umfassen. Wenn es enthalten ist, kann HP-EGR in Abwesenheit von Ladedruck, der durch die Turbolader 120, 130 bereitgestellt wird, vorgesehen sein, während LP-EGR in Anwesenheit von Ladedruck und/oder dann, wenn die Abgastemperatur über einer Schwelle liegt, vorgesehen sein kann. In wieder anderen Beispielen können sowohl HP-EGR als auch LP-EGR gleichzeitig vorgesehen sein. Die Niederdruck-EGR-Schleifen können mindestens etwas Abgas aus jedem der verzweigten parallelen Auslasskanäle hinter der Abgasturbine in den entsprechenden Zweig des Einlasskanals vor dem Verdichter zurückführen. Jede der LP-EGR-Schleifen kann entsprechende LP-EGR-Ventile zum Steuern des Abgasdurchflusses durch die LP-EGR-Schleife sowie jeweilige Ladeluftkühler zum Absenken einer Temperatur des Abgases, das in den Kraftmaschineneinlass zurückgeführt wird, aufweisen. Die Hochdruck-EGR-Schleifen können mindestens etwas Abgas aus jedem der parallelen Auslasskanäle vor der Abgasturbine in den entsprechenden parallelen Einlasskanal hinter dem Verdichter zurückführen. Wie gezeigt kann die Hochdruck-EGR-Schleife 177 einen Teil des Abgases aus dem ersten parallelen Auslasskanal 17 in den ersten parallel verzweigten Einlasskanal 146 zurückführen. In ähnlicher Weise kann die Hochdruck-EGR-Schleife 197 mindestens etwas Abgas aus dem zweiten parallelen Auslasskanal 19 in den zweiten parallel verzweigten Einlasskanal 148 zurückführen. Der EGR-Durchfluss durch die HP-EGR Schleifen kann über jeweilige HP-EGR-Ventile und HP-EGR-Ladeluftkühler (nicht gezeigt) gesteuert werden. So kann der EGR-Durchfluss durch die Hochdruck-EGR-Schleife 197 durch ein HP-EGR-Ventil 195 gesteuert werden, während der EGR-Durchfluss durch die Hochdruck-EGR-Schleife 177 durch ein HP-EGR-Ventil 175 gesteuert wird.
Die Position der Einlass- und Auslassventile jedes Zylinders 14 kann über hydraulisch betätigte Heber, die mit Ventilstößelstangen gekoppelt sind, oder über einen Nockenprofilumschaltmechanismus, bei dem Nocken verwendet werden, reguliert werden. In diesem Beispiel können mindestens die Einlassventile jedes Zylinders 14 durch Nockenbetätigung mittels eines Nockenbetätigungssystems gesteuert werden. Insbesondere kann das Einlassventil-Nockenbetätigungssystem 25 einen oder mehrere Nocken umfassen und kann eine variable Nockenzeitvorgabe oder -anhebung für die Einlass- und/oder Auslassventile einsetzen. In alternativen Ausführungsformen können die Einlassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Ähnlich können die Auslassventile durch Nockenbetätigungssysteme oder elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Nockenbetätigungssysteme können einen oder mehrere Nocken, die an einer oder mehreren Nockenwellen montiert sind, umfassen und können eine Nockenprofilumschaltung (CPS), eine variable Nockenzeitvorgabe (VCT), eine variable Ventilzeitvorgabe (VVT) und/oder Systeme mit variablem Ventilhub (VVL-Systeme) nutzen, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um die Ventilbetätigung zu variieren.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 15, das den Controller 12 umfasst, und eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 190 über eine Eingabevorrichtung 192 gesteuert werden. In diesem Beispiel kann eine Eingabevorrichtung 192 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 194 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP umfassen.
Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 15 Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an mehrere Aktoren 81 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen TIP-Sensor 173, einen Feuchtesensor, einen MAP-Sensor 182 und einen MCT-Sensor 183 umfassen. In einigen Beispielen kann ein Drosselklappen-Einlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drosselklappen-Lufttemperatur (TCT) der Einlassdrossel 158 vorgeschaltet angeordnet sein. In anderen Beispielen können einer oder mehrere der EGR-Kanäle Druck-, Temperatur- und Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren zum Bestimmen der Eigenschaften des EGR-Flusses enthalten. Als ein weiteres Beispiel können die Aktoren 81 das CCRV 152, die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166, die HP-EGR-Ventile 175 und 195, die LP-EGR-Ventile (nicht gezeigt), die die Einlassdrossel 158 und die Ladedrucksteuervorrichtungen 128, 138 umfassen. Andere Aktoren, wie z. B. verschiedene zusätzliche Ventile und Drosseln, können an verschiedenen Orten in dem Kraftmaschinensystem 100 eingekoppelt sein. Der Controller 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Antwort auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Befehlen oder Code, die gemäß einer oder mehrerer Routinen einprogrammiert sind, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hier unter Bezugnahme auf 2–6 beschrieben.
Die vorliegende Offenlegung beschreibt Verfahren, um zwischen einer Verschlechterung einer Drossel eines CCRV und einer Verschlechterung eines Positionssensors des CCRV zu unterscheiden. Es ist zu beachten, dass in der gesamten Offenbarung CRV und CCRV austauschbar verwendet werden, um das Verdichterrückführventil zu repräsentieren, das stufenlos verstellbar sein kann. In einem Beispiel kann die Drossel des CCRV verschlechtert sein und kann in einer offenen (oder weitgehend offenen) Position blockiert sein. Hierbei kann der Ladedruck, der durch den (die) Verdichter erzeugt wird, kontinuierlich abgelassen werden, was die Drehmomentabgabe und das Fahrverhalten beeinträchtigt. In einem weiteren Beispiel kann die Drossel des CCRV verschlechtert sein und kann in einer geschlossenen (oder weitgehend geschlossenen) Position blockiert sein. Dementsprechend kann das CCRV das Verdichterpumpen nicht wie gewünscht reduzieren, was zu Problemen mit Geräuschen, Vibration und Rauheit (NVH) sowie zu einer Verdichterverschlechterung führen kann. In noch einem weiteren Beispiel kann der Positionssensor des CCRV verschlechtert sein. Beispielsweise kann die Verdrahtung und/oder die Verarbeitungsschaltung innerhalb des Positionssensors verschlechtert sein. Somit kann der Positionssensor falsche Angaben zu der Drosselposition des CCRV liefern. Ferner kann eine genaue Steuerung der Position der Drossel des CCRV unmöglich sein. Dementsprechend kann die Identifizierung einer Verschlechterung der spezifischen Komponenten für die Kraftmaschinensteuerung sowie zur Verringerung von Reparaturkosten von Vorteil sein.
In einem ersten Schritt kann der Controller in dem Fahrzeug eine CCRV-Verschlechterung dann identifizieren, wenn der Positionssensor des CCRV eine erwartete Änderung der Position der CCRV-Drossel als Antwort auf eine Änderung der befohlenen Position der CCRV-Drossel nicht angibt. Die CCRV-Verschlechterung kann die Verschlechterung der Drossel des CCRV und die Verschlechterung des Positionssensors des CCRV umfassen. Auf Basis von Betriebsbedingungen der Kraftmaschine kann der Controller dann bestimmen, welche der Komponenten des CCRV verschlechtert sein kann. Hierbei kann eine Unterscheidung sowohl auf einer Änderung des Drosseleinlassdrucks (TIP), wie sie durch einen TIP-Sensor gemessen wird, als auch auf einer befohlenen Änderung der Position der CCRV-Drossel basieren. Ferner kann die Ausgabe des Positionssensors der CCRV-Drossel zusätzlich zu den TIP-Messungen und der befohlenen Änderung der Position der CCRV-Drossel genutzt werden, um eine komponentenspezifische Verschlechterung in dem CCRV zu identifizieren.
Wenn die Kraftmaschinenbedingungen nicht zwischen einer Verschlechterung der Drossel und des Positionssensors in dem CCRV unterscheiden lassen, kann die komponentenspezifische Verschlechterung über eine Bedienereingabe detektiert werden. Hierbei kann der Bediener eine Diagnoseroutine einleiten, wobei der Controller eine Änderung der Position der CCRV-Drossel befehlen kann, eine entsprechende Änderung (oder fehlende Änderung) im TIP messen kann und bestimmen kann, welche spezifische Komponente des CCRV verschlechtert ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Verschlechterung der CCRV-Drossel auch durch Befehlen eines periodischen Signals an die CCRV-Drossel per Bedienereingabe bestimmt werden. An sich kann diese Diagnose auch sicherstellen, dass der TIP, der durch den TIP-Sensor geschätzt wird, nicht durch Rauschen von anderen Kraftmaschinenparametern beeinflusst wird. Das periodische Signal kann ein Rechtecksignal einer auf der Turbodynamik basierenden Periode sein. Die sich ergebenden Änderungen im TIP können gemessen werden und eine Verschlechterung der CCRV-Drossel kann dann angegeben werden, wenn die Änderung im TIP nicht im Wesentlichen der Frequenz und der Periodizität des befohlenen Signals entspricht. Wenn Veränderungen im TIP im Wesentlichen der Periodizität des befohlenen Signals entsprechen, kann die Drossel des CCRV als robust bestimmt werden.
Weitere Einzelheiten werden unter Bezugnahme auf Routinen, die in 2–6 unten gezeigt sind, beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Routinen 200, 300, 400, 500 und 600 auf den Positionssensor des CCRV als TPS (Drosselpositionssensor) verweisen, wobei die TPS-Ausgabe eine Position der CCRV-Drossel und/oder die Änderungen der Position der CCRV-Drossel angibt. Ferner gibt ein befohlenes Signal oder eine Positionsänderung für das CCRV eine befohlene Änderung der Position der CCRV-Drossel an. Es ist auch zu beachten, dass die Routinen 200, 300, 400, 500 und 600 auf das CRV als CCRV verweisen, was darauf hinweist, dass das Verdichterrückführventil ein stufenlos verstellbares Verdichterrückführventil wie in 1 ist. An sich kann das CCRV in eine vollständig offene Position, eine vollständig geschlossene Position oder irgendeine Position zwischen der vollständig geschlossenen und vollständig geöffneten Position gestellt werden.
2 zeigt eine beispielhafte Routine 200 zum Bestimmen, ob eine Verschlechterung des CRV (oder CCRV) in einer aufgeladenen Kraftmaschine wie dem Kraftmaschinensystem von 1 vorliegt. Insbesondere kann eine CRV-Verschlechterung dann wahrscheinlich sein, wenn ein Positionssensor des CRV eine erwartete Änderung der Position der CRV-Drossel als Antwort auf eine befohlene Positionsänderung nicht angibt.
Bei 202 kann die Routine 200 eine oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsbedingungen schätzen und/oder messen. Die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine können eine Kraftmaschinenlast, einen Ladedruck (oder TIP), eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Drehmomentanforderung, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine Dauer des Kraftmaschinenbetriebs, eine Abgastemperatur usw. umfassen. Zum Beispiel kann der TIP geschätzt werden, um zu bestimmen, ob Pumpbedingungen vorliegen können. In einem weiteren Beispiel können die Drehmomentanforderung und der Ladedruck geschätzt werden, um zu bestimmen, ob ein Hochfahren des Turboladers gewünscht ist.
Bei 204 kann die Routine 200 bestimmen, ob eine Änderung der Position des CRV (oder CCRV) gewünscht ist. Als ein Beispiel kann das CCRV dann, wenn Pumpbedingungen vorliegen, aus einer weitgehend geschlossenen Position in eine offene (oder weitgehend offene) Position gestellt werden. In einem weiteren Beispiel, in dem ein Hochfahren des Turboladers gewünscht ist, kann das CCRV aus einer weitgehend offenen Position in eine geschlossenere (oder vollständig geschlossene Position) gestellt werden. Wenn bei 204 bestimmt wird, dass eine Änderung der CCRV-Position nicht gewünscht ist, kann die Routine 200 nicht fortgesetzt werden und kann enden. Auf der anderen Seite befiehlt die Routine 200 dann, wenn eine Änderung der CCRV-Position verlangt wird, bei 206 die gewünschte Änderung der CRV-Position. In einem Beispiel kann das CCRV in eine offenere Position befohlen werden, um ein Pumpen zu reduzieren. In einem weiteren Beispiel kann das CCRV zum Ermöglichen einer Erhöhung des Ladeniveaus in eine geschlossenere Position befohlen werden.
Bei 208 bestimmt die Routine 200, ob der Positionssensor der CCRV-Drossel die erwartete Änderung der Position angibt. In einem Beispiel kann der Positionssensor dann, wenn die CCRV-Drossel von einer weitgehend geschlossenen Position in eine weitgehend offene Position befohlen worden ist, die entsprechende Änderung der Position der CCRV-Drossel als Antwort auf den Befehl signalisieren. Ebenso kann der Positionssensor in einem weiteren Beispiel dann, wenn die CCRV-Drossel aus einer vollständig offenen Position in eine weitgehend geschlossene Position befohlen worden ist, die entsprechende Änderung der Position der CCRV-Drossel angeben. Wenn ja, schreitet die Routine 200 zu 210 fort, um keine Verschlechterung des CCRV hinsichtlich des Positionssensors oder der CCRV-Drossel zu diagnostizieren. Die Routine 200 endet dann. Wenn der Positionssensor bei 208 aber nicht die erwartete Änderung der Position signalisiert, schreitet die Routine 200 zu 212 fort, um die Verschlechterung des CCRV zu bestimmen. Bei 214 kann eine weitere Diagnose des CCRV durch Aktivieren der Routine 300 von 3 eingeleitet werden, um zu identifizieren, ob die Verschlechterung des CCRV die Verschlechterung des Positionssensors und/oder die Verschlechterung der CCRV-Drossel umfasst. Alternativ kann in einigen Ausführungsformen die Routine 200 einen Diagnosecode, der die CCRV-Verschlechterung angibt, aktivieren und eine Aktivierung der Routine 500 von 5 über eine Bedienereingabe nach 212 anfordern. Beispielsweise kann die Routine 500 durch eine Bedienereingabe in einer Werkstätte, einem Autohaus oder anderen ähnlichen Standorten, die Reparaturen anbieten, aktiviert werden. Die Routine 200 endet dann.
Wenn eine CCRV-Verschlechterung bestimmt ist, kann der Controller versuchen, bestehende Kraftmaschinenbedingungen mit resultierenden Aktorbefehlen (z. B. Befehlen an das CCRV) zu verwenden, um zwischen der Verschlechterung der Drossel des CCRV und der Verschlechterung des Positionssensors des CCRV (über die Routine 300 von 3) zu differenzieren. Diese Diagnose kann ferner durch eine Bedienereingabe über die Routinen 500 (5) und 600 (6) bestätigt werden. Die Routinen 500 und 600 können zusätzlich oder alternativ zu der Routine 300 verwendet werden. Wenn die bestehenden Kraftmaschinenbedingungen und die daraus resultierenden Aktorbefehle keine komponentenspezifische Verschlechterung in dem CCRV isolieren können, können weitere Diagnosen per Bedienereingabe wie in den Routinen 500 (von 5) und 600 (von 6) gezeigt ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Routine 300 zum Identifizieren einer komponentenspezifischen Verschlechterung in dem CCRV während des Kraftmaschinenbetriebs gezeigt. Insbesondere kann die Routine eine Verschlechterung des Positionssensors (TPS) und/oder der CCRV-Drossel basierend auf dem TIP, der Ausgabe des Positionssensors und an das CCRV befohlenen Änderungen diagnostizieren. Es versteht sich, dass die Routine 300 ohne Bedienereingabe oder manuelle Befehle ausgeführt wird, wenn die Kraftmaschine in Betrieb ist.
Bei 302 überwacht die Routine 300 Befehle an das CCRV, sich ergebende Änderungen in dem TIP, wie sie von dem TIP-Sensor (z. B. dem TIP-Sensor 173 von 1) vermittelt werden, und entsprechende Messwerte aus dem Positionssensor, falls vorhanden. Bei 304 bestimmt die Routine 300, ob befohlen wurde, dass das CCRV geschlossen wird, und ob es eine daraus resultierende Erhöhung des TIP gibt, während die Ausgabe des Positionssensors angibt, dass das CCRV offen ist. Zum Beispiel kann befohlen werden, dass das CCRV geschlossen wird, wenn ein Pedalbetätigungsereignis auftritt, um höheren Schub zu ermöglichen. In einem Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer vollständig offenen Position in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. In einem weiteren Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer überwiegend offenen Position in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. In noch einem weiteren Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer überwiegend offenen Position in eine weitgehend geschlossene Position befohlen werden. Wenn eine Erhöhung des TIP durch den TIP-Sensor gemessen wird, kann die CCRV-Drossel in ihrer befohlenen geschlossenen Position sein. An sich kann die CCRV-Drossel in einer vollständig geschlossenen Position sein, so dass kein Luftdurchfluss bzw. nomineller Luftdurchfluss durch einen Verdichterrückführkanal 150 in 1 auftritt. Wenn jedoch die TPS-Sensorausgabe die entsprechende Änderung der Position der CCRV-Drossel nicht angibt, kann die Routine 300 zu 306 fortschreiten, um eine Wahrscheinlichkeit der Verschlechterung des Positionssensors des CCRV zu bestimmen. Somit schreitet die Routine 300 dann zu 306 fort, wenn befohlen worden ist, dass das CCRV geschlossen wird, und zwar mit einer resultierenden Zunahme des TIP, während die Ausgabe des Positionssensors angibt, dass das CCRV offen ist. Hierbei kann der TPS angeben, dass die CCRV-Drossel in einer offenen Position ist, was die Ausgangsposition der CCRV-Drossel vor Empfang des Befehls zum Schließen aus dem Controller bei 304 sein kann.
Bei 306 kann die Routine 300 die Routine 400 von 4 aktivieren, um Abhilfemaßnahmen als Antwort auf die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Positionssensors des CCRV bereitzustellen. Beispielsweise kann auf die Bestimmung der Verschlechterung des Positionssensors eine Deaktivierung des CCRV folgen. Folglich können Lade- und Pumpbedingungen in einem Beispiel durch Anpassen der Ladedruckregelvorrichtung, die über die Abgasturbine des Turboladers hinweg gekoppelt ist, gesteuert werden. In anderen Beispielen können die Einlassdrossel, die variable Nockenzeitvorgabe und/oder die Turboladerschaufeln als Antwort auf die Deaktivierung des CRV angepasst werden. Als nächstes kann bei 308 die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit der TPS-Verschlechterung durch die Routine 500 von 5 (optional) bestätigt werden. An sich kann die Routine von 5 beispielsweise durch Bedienereingabe in einer Autowerkstatt aktiviert werden. Ferner kann bei 310 als Antwort auf die Bestimmung der TPS-Verschlechterung ein Diagnosecode ausgegeben werden, der die Wahrscheinlichkeit der TPS-Verschlechterung angibt, und eine Warnleuchte (MIL) kann aktiviert werden, um den Fahrzeugführer zu benachrichtigen.
Bei der Rückkehr zu 304 kann die Routine 300 dann, wenn die Routine 300 bestimmt, dass das Schließen des CCRV nicht befohlen wurde, ohne dass daraus eine Erhöhung des TIP resultierte, während die Ausgabe des Positionssensors angibt, dass das CCRV offen ist, zu 312 fortschreiten, um zu bestätigen, ob das Öffnen des CCRV befohlen wurde und eine Abnahme des TIP daraus resultierte, während die TPS-Ausgabe angibt, dass das CCRV geschlossen ist. Zum Beispiel kann ein offenes CCRV befohlen werden, wenn Pumpbedingungen angezeigt sind. In einem Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig offene Position befohlen werden. In einem weiteren Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer weitgehend geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position befohlen werden. In noch einem anderen Beispiel kann die CCRV-Drossel aus einer teilweise offenen Position in eine weitgehend offene Position befohlen werden. Wenn eine Abnahme des TIP von dem TIP-Sensor gemessen wird, kann die CCRV-Drossel in ihrer befohlenen offenen Position sein. Wenn hierbei die TPS-Ausgabe angibt, dass die CCRV-Drossel in einer geschlossenen Position (oder überwiegend geschlossenen Position) ist, schreitet die Routine 300 zu 306 fort, um eine Wahrscheinlichkeit der Verschlechterung des Positionssensors des CCRV zu bestimmen. Somit kann die Routine 300 zu 306 fortschreiten, wenn ein offenes CCRV mit einer resultierenden Zunahme des TIP befohlen wurde, während die Ausgabe des Positionssensors angibt, dass das CCRV offen ist. Der TPS kann angeben, dass die CCRV-Drossel in einer geschlossenen Position ist, was die Ausgangsposition der CCRV-Drossel vor Empfang des Befehls zum Öffnen aus dem Controller bei 312 sein kann.
Bei 306 kann wie bereits erläutert die Routine 400 von 4 für Korrekturmaßnahmen als Antwort auf die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Positionssensors des CRV betätigt werden. Bei 308 kann die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit der TPS-Verschlechterung durch die Routine 500 von 5 (optional) weiter bestätigt werden. Ferner kann bei 310 als Antwort auf die Bestimmung der TPS-Verschlechterung ein Diagnosecode ausgegeben werden, der die Wahrscheinlichkeit der TPS-Verschlechterung angibt, und die MIL kann aktiviert werden, um den Fahrzeugführer zu informieren.
Wenn bei der Rückkehr zu 312 bestimmt wird, dass kein offenes CCRV befohlen ist, schreitet die Routine 300 zu 314 fort, um zu bestätigen, ob ein vorhandener Kraftmaschinenzustand ein Schließen des CCRV erfordert. Zum Beispiel kann das CCRV in die vollständig geschlossene Position befohlen werden. Ferner kann bei 314 bestätigt werden, ob ein gemessener TIP nicht im Wesentlichen einem erwarteten Spitzen-TIP gleicht und ob die TPS-Ausgabe angibt, dass die CCRV-Drossel in einer offenen (oder weitgehend offenen) Position ist. An sich kann für ein bestimmtes Modell einer Kraftmaschine, eine gegebene Größe des CCRV, bekannten Beschränkungen in dem Weg zu dem CCRV, den spezifischen Entwurf jeweils des einen oder der mehreren Einlassverdichter und der einen oder der mehreren Abgasturbinen, eine bestimmte Kraftmaschinengröße und -gestaltung und basierend auf den Kraftmaschinenbetriebseigenschaften wie beispielsweise der Zündzeitvorgabe, dem Einlassdrosselwinkel, dem Kraftstofftyp usw. ein erzielbarer Spitzen-TIP bekannt sein. Dementsprechend kann dann, wenn der erwartete TIP (z. B. Spitzen-TIP) mit dem gemessenen TIP übereinstimmt, wenn ein geschlossenes CCRV befohlen worden ist, während der TPS angibt, dass die CCRV-Drossel in einer offenen (oder überwiegend offenen) Position ist, bestimmt werden, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist. Die Routine 300 schreitet zu 316 fort, wenn ein geschlossenes CCRV befohlen worden ist und wenn die sich ergebende Erhöhung des TIP nicht äquivalent zu einem erwarteten Spitzen-TIP ist, während die Ausgabe des Positionssensors angibt, dass das CCRV offen ist.
Bei 316 bestimmt die Routine 300 eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der CCRV-Drossel. Insbesondere kann die CCRV-Drossel in einer offenen (oder überwiegend offenen) Position blockiert sein. Wenn die CCRV-Drossel in einer offenen Position (oder weitgehend offenen Position) hängen bleibt, kann kein ausreichender Ladedruck entwickelt werden und der Ladedruck an dem Einlass der Einlassdrossel kann geringer sein als erwartet. Ferner können basierend auf der Bestimmung der Verschlechterung der CCRV-Drossel (z. B. in einer offenen Position blockiert) verschiedene Korrekturmaßnahmen bei 322 basierend auf der Routine 400 von 4 vorgenommen werden. Als nächstes kann bei 324 eine weitere Bestätigung der Verschlechterung der CCRV-Drossel durch Bedienereingabe durchgeführt werden. Dies kann eine optionale Aktivierung der Routine 500 von 5 oder der Routine 600 von 6 sein. Bei 326 kann ein entsprechender Diagnosecode, der die verschlechterte Drossel (z. B. Drossel in einer offenen Position blockiert) angibt, gesetzt werden und die MIL aktiviert werden. Die Routine 300 kann dann enden.
Wenn ein Schließen des CCRV bei 314 nicht befohlen wird, kann die Routine 300 zu 318 fortschreiten, um zu bestätigen, ob ein vorhandener Kraftmaschinenzustand ein Öffnen des CCRV erfordert. Hierbei kann die CCRV-Drossel aus einer geschlossenen (oder überwiegend geschlossenen) Position in eine vollständig offene (oder überwiegend offene) Position befohlen werden. Bei 318 kann auch bestimmt werden, ob die befohlene Öffnung des CCRV nicht eine Abnahme des TIP erzeugt und der TPS angibt, dass die CCRV-Drossel geschlossen (oder überwiegend geschlossen) ist. Wenn die CCRV-Drossel beispielsweise nicht wie befohlen die Position in eine offene Position ändert, kann der TIP auf einem höheren Niveau bleiben als gewünscht. Wenn der TPS angibt, dass sich die Drossel des CCRV nicht bewegt hat und in einer geschlossenen (oder weitgehend geschlossenen) Position bleibt, kann die CCRV-Drossel verschlechtert sein. Insbesondere kann die CCRV-Drossel in einer geschlossenen (oder weitgehend geschlossenen) Position blockiert sein. Deshalb schreitet die Routine 300 dann, wenn eine Abnahme des TIP als Antwort auf die befohlene Öffnung des CCRV nicht durch den TIP-Sensor gemessen wird, während der TPS angibt, dass sich die CCRV-Drossel in der geschlossenen (oder weitgehend geschlossenen) Position befindet, zu 320 fort, um die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der CCRV-Drossel (z. B. in einer geschlossenen Position blockiert) zu bestimmen. Ferner kann bei 322 eine entsprechende Korrekturmaßnahme gemäß der Routine 400 von 4 eingeleitet werden. Als nächstes kann bei 324 eine weitere Bestätigung der Verschlechterung der CRV-Drossel per Bedienereingabe durchgeführt. Dies kann eine optionale Aktivierung der Routine 500 von 5 oder der Routine 600 von 6 sein. Bei 326 kann ein entsprechender Diagnosecode, der die verschlechterte Drossel (z. B. Drossel in einer geschlossenen Position blockiert) angibt, gesetzt werden und die MIL aktiviert werden. Die Routine 300 kann dann enden.
Bei der Rückkehr zu 318 schreitet die Routine 300 dann, wenn ein geöffnetes CRV nicht befohlen ist (und eine daraus resultierende Änderung des TIP nicht beobachtet wird, während der TPS angibt, dass die CRV-Drossel geschlossen ist), zu 328 fort, um zu warten und die Diagnoseroutine 500 über eine Bedienereingabe durchzuführen. Zusätzlich kann bei 330 ein Diagnosecode "M" gesetzt werden und die MIL aktiviert werden. Hierbei kann der Diagnosecode "M" angeben, dass eine weitere Diagnose über eine Bedienereingabe erforderlich ist, woraufhin die Diagnoseroutine 500 zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert werden kann.
Somit kann ein beispielhaftes Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine ein Differenzieren zwischen einer Verschlechterung einer Drossel eines Verdichterrückführventils (CRV) und eines Positionssensors des CRV basierend auf sowohl einem Drosseleinlassdruck als auch der befohlenen Position der Drossel des CRV umfassen. Das CRV kann ein stufenlos verstellbares Verdichterrückführventil (CCRV) sein. Das Differenzieren zwischen der Verschlechterung der Drossel des CRV und des Positionssensors des CRV kann ebenfalls auf einer Ausgabe aus dem Positionssensor des CRV als Antwort auf die befohlene Position der Drossel des CRV basieren. Ferner kann der Drosseleinlassdruck vor einer Einlassdrossel, die in einem Einlasskanal der aufgeladenen Kraftmaschine angeordnet ist, gemessen werden. Das Verfahren kann ferner das Angeben der Verschlechterung des Positionssensors auf der Basis einer Änderung des Drosseleinlassdrucks als Antwort auf eine befohlene Änderung einer Position der Drossel des CRV und einer fehlenden Änderung in einer Antwort des Positionssensors als Antwort auf die befohlene Änderung der Position der Drossel des CRV umfassen (bei 304 bzw. 312 der Routine 300). Als Antwort auf das Angeben der Verschlechterung des Positionssensors des CRV kann das Verfahren ein Deaktivieren des CRV als Antwort auf das Angeben der Verschlechterung des Positionssensors des CRV umfassen. Ferner kann das Verfahren als Antwort auf das Deaktivieren des CRV ein Anpassen einer Ladedruckregelungsvorrichtung, einer Einlassdrossel und/oder einer variablen Nockenzeitvorgabe umfassen. Das Verfahren kann auch ein Angeben der Verschlechterung der Drossel des CRV auf Basis einer fehlenden Änderung in einer Antwort des Positionssensors als Antwort auf eine befohlene Änderung in einer Position der Drossel des CRV und einer fehlenden Änderung des Drosseleinlassdrucks als Antwort auf die befohlene Änderung der Position der Drossel des CRV umfassen. Hierbei kann eine Verschlechterung der Drossel des CRV umfassen, dass die Drossel in einem offenen Zustand blockiert ist oder die Drossel in einem geschlossenen Zustand blockiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verschlechterung der Drossel umfassen, dass die Drossel teilweise in einem offenen Zustand blockiert ist und/oder die Drossel teilweise in einem geschlossenen Zustand blockiert ist.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren kann umfassen: Betätigen eines stufenlos verstellbaren Verdichterrückführventils (CCRV), Angeben einer Verschlechterung des CCRV basierend auf einer Rückkopplung von einem Positionssensor des CCRV, die angibt, dass eine Drossel des CCRV bei der Betätigung die Position nicht änderte, und Differenzieren zwischen der Verschlechterung der Drossel des CCRV und des Positionssensors des CCRV. Das Differenzieren zwischen der Verschlechterung der Drossel des CCRV und des Positionssensors des CCRV kann auf einem Drosseleinlassdruck basieren, wobei der Drosseleinlassdruck durch einen Sensor, der einer Einlassdrossel vorgeschaltet und einem Einlassverdichter nachgeschaltet angeordnet ist, gemessen wird. Das Differenzieren zwischen einer Verschlechterung der Drossel des CCRV und des Positionssensors des CCRV kann ferner auf einer befohlenen Änderung der CCRV-Position, einer erwarteten Änderung des Drosseleinlassdrucks und der Rückkopplung von dem Positionssensor des CCRV basieren.
Beispielsweise kann das Verfahren ein Angeben einer Verschlechterung des Positionssensors auf Basis einer Erhöhung des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine geschlossene Position befohlen wird, und der Rückkopplung von dem Positionssensor, die angibt, dass das CCRV offen ist, umfassen. In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren auch ein Angeben der Verschlechterung des Positionssensors auf Basis einer Abnahme des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine offenen Position befohlen wird, und der Rückkopplung von dem Positionssensor, die angibt, dass das CCRV geschlossen ist, umfassen. In noch einem weiteren Beispiel kann das Verfahren ferner ein Angeben der Verschlechterung der Drossel des CCRV auf Basis einer fehlenden Änderung des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine geschlossene Position befohlen wird, und der Rückkopplung von dem Positionssensor, die angibt, dass das CCRV offen ist, umfasst. Alternativ kann der Anstieg des Gaseinlassdrucks einem erwarteten Anstieg des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine geschlossene Position befohlen wird, nicht entsprechen und der Positionssensor kann angeben, dass das CCRV offen ist. In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren die Verschlechterung der Drossel des CCRV basierend auf einer fehlenden Änderung des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine offene Position befohlen wird, und der Rückkopplung von dem Positionssensor, die angibt, dass das CCRV geschlossen ist, angeben. Hierbei kann der Drosseleinlassdruck nicht wie erwartet fallen, wenn das CCRV in die offene Position befohlen wird.
Unter Bezugnahme auf 4 ist die beispielhafte Routine 400 gezeigt, die verschiedene Anpassungen, die auf der Bestimmung der Verschlechterung des Positionssensors (TPS) der CCRV-Drossel oder der Verschlechterung der CCRV-Drossel (z. B. ist die Drossel in einer offenen oder geschlossenen Position blockiert) ausgeführt werden können, demonstriert. Insbesondere kann durch Anpassen der Positionen der Ladedruckregelvorrichtung, der Einlassdrossel, der Ventilzeitvorgaben usw. ein gewünschtes Ladeniveau erzielt werden und eine Pumpsteuerung durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass die Routine 400 erst nach einer Bestimmung entweder der TPS-Verschlechterung oder der CCRV-Drossel-Verschlechterung in der Routine 300 von 3 aktiviert werden kann.
Bei 402 bestätigt die Routine 400, dass entweder der TPS des CCRV oder die CCRV-Drossel verschlechtert ist. Als ein Beispiel kann basierend auf der Routine 300 von 3 bestimmt werden, dass eine der Komponenten des CCRV verschlechtert ist. Wenn keine der Komponenten verschlechtert ist, kann die Routine 400 bei 404 nicht durchgeführt werden und kann enden. Wenn jedoch eine Verschlechterung in dem CCRV (z. B. entweder dem TPS oder der Drossel) bestimmt worden ist, schreitet die Routine 400 zu 406 fort, wo sie bestimmen kann, ob der Positionssensor des CCRV (insbesondere der Positionssensor der CCRV-Drossel) verschlechtert ist. Zum Beispiel kann durch die Routine 300 von 3 basierend auf einer fehlenden Änderung der Ausgabe des Positionssensors, wenn das CCRV in eine geschlossene Position befohlen wird, während ein Anstieg des TIP als Antwort auf den Befehl gemessen wird, bestimmt werden, dass der TPS verschlechtert ist. In einem weiteren Beispiel kann durch die Routine 300 von 3 basierend auf einer fehlenden Änderung der Ausgabe des Positionssensors, wenn das CCRV in eine offene Position befohlen wird, während ein Abfall des TIP als Antwort auf den Befehl gemessen wird, bestimmt werden, dass der TPS verschlechtert ist.
Wenn ja, schreitet die Routine 400 zu 408 fort, um die CCRV-Drossel zu deaktivieren, da eine Positionssteuerung über den Positionssensor möglicherweise nicht erreichbar ist, wenn der Positionssensor verschlechtert ist. Somit kann das CCRV abgeschaltet und deaktiviert werden. Alternativ kann die CCRV-Drossel dann, wenn der Positionssensor verschlechtert ist, aber die CCRV-Drossel nicht, in der Art einer offenen Steuerschleife beispielsweise basierend auf dem Krümmerdruck gesteuert werden. Auf diese Weise kann eine größere Kraftmaschinenfunktionalität gegenüber einem Zustand, in dem die CCRV-Drossel vollständig deaktiviert ist, ermöglicht werden. Als nächstes kann die Routine 400 bei 410 eine Position der Ladedruckregelvorrichtung, der Einlassdrossel und/oder die Ventilzeitvorgabe (z. B. variable Nockenzeitvorgabe) usw. als Antwort auf das Deaktivieren des CCRV und basierend auf bestehenden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen anpassen. In einem Beispiel kann dann, wenn eine Pumpsteuerung gewünscht ist, die Ladedruckregelvorrichtung in eine offenere Position gestellt werden, was eine Reduzierung des Aufladungsniveaus ermöglicht. Alternativ kann eine Öffnung der Einlassdrossel angepasst werden, um Pumpzustände zu verringern. In einem weiteren Beispiel kann dann, wenn ein höheres Niveau einer Aufladung erwünscht ist, die Ladedruckregelvorrichtung in eine geschlossenere Position bewegt werden. Der Luftdurchfluss kann auch durch Ändern der Ventilzeitvorgaben in den Zylindern der Kraftmaschine angepasst werden. Weiterhin kann der Controller dann, wenn der Turbolader in der Kraftmaschine ein Turbolader mit variabler Geometrie ist, die Position der Turbinenlaufradschaufeln (oder -blätter) anpassen, um den Pegel der Energie, die an den Verdichter abgegeben wird, zu variieren. Die Routine 400 kann dann enden.
Wenn bei 406 bestimmt wird, dass der Positionssensor in dem CCRV nicht verschlechtert ist, schreitet die Routine 400 zu 412 fort, um zu bestätigen, ob die CCRV-Drossel verschlechtert ist und in einer offenen (oder weitgehend offenen) Position blockiert ist. Wenn ja, kann bei 414 die Ladedruckregelvorrichtung auf eine geschlossene Position gestellt werden, um, falls gewünscht, ein höheres Aufladungsniveau zu ermöglichen. Wie bereits erläutert kann das CCRV Ladedruck ablassen, wenn es in einer offenen (oder überwiegend offenen) Position blockiert ist und kann die Drehmomentabgabe beeinträchtigen. Dementsprechend kann die Ladedruckregelvorrichtung in eine vollständig geschlossene (oder weitgehend geschlossene) Position bewegt werden, um einen ganzen Teil der Abgase zu der Abgasturbine des Turboladers zu lenken, was einen Aufbau von Ladedruck ermöglicht. Wenn bei 412 bestimmt wird, dass die CCRV-Drosselklappe nicht in einer geöffneten Position blockiert ist, schreitet die Routine 400 zu 416 fort, um zu bestimmen, dass die CCRV-Drossel in einer geschlossenen Position blockiert ist. Ferner kann bei 418 die Ladedruckregelvorrichtung basierend auf Kraftmaschinenbedingungen in eine offenere Position gestellt werden. Wenn beispielsweise die CCRV-Drossel in einer geschlossenen (oder weitgehend geschlossenen) Position blockiert ist, kann die Pumpsteuerung unmöglich sein. Dementsprechend kann dann, wenn der Druck dem einen oder den mehreren Einlassverdichtern nachgeschaltet zunimmt, die Ladedruckregelvorrichtung geöffnet werden, um die Turboladerdrehzahl und den Ladedruck an dem Einlass der Einlassdrossel zu reduzieren.
Auf diese Weise können verschiedene Aktoren anders eingestellt werden, wenn bestimmt wird, dass der Positionssensor des CCRV verschlechtert ist, als dann, wenn bestimmt wird, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist.
Unter Bezugnahme auf 5 ist die beispielhafte Routine 500 gezeigt, die eine Diagnoseroutine zum Unterscheiden zwischen der Verschlechterung des TPS und der Verschlechterung der CCRV-Drossel in dem CCRV darstellt. An sich kann die Routine 500 durch einen Controller basierend auf Bedienereingaben wie etwa bei einem Händler, einem Wartungszentrum oder einer Werkstatt aktiviert werden. Ferner kann die Routine 500 durch einen manuellen Befehl nach einer ersten Bestimmung der CCRV-Verschlechterung aktiviert werden, beispielsweise bei 212 von Routine 200.
Bei 502 kann der Controller die Aktivierung der Diagnoseroutine bestätigen. Hierbei kann ein Bediener die Diagnoseroutine wie in der Routine 500 aktivieren. Wenn keine Bestätigung empfangen wird, kann die Routine 500 bei 504 nicht aktiviert werden und enden. Wenn jedoch eine Bestätigung bei 502 empfangen wird, schreitet die Routine 500 zu 506 fort, wo eine Eingangsspannung an die CCRV-Drossel befohlen wird, während der TIP überwacht wird. Die Eingangsspannung kann in einem Beispiel die CCRV-Drossel aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig offene Position stellen. In einem anderen Beispiel kann die Eingangsspannung die CRV-Drossel aus einer weitgehend offenen Position in eine vollständig geschlossene Position stellen.
Als nächstes kann bei 508 bestimmt werden, ob eine Änderung des TIP durch den TIP-Sensor gemessen wird. In einem Beispiel kann dann, wenn die CCRV-Drossel in die vollständig geschlossene Position bewegt wird, ein Anstieg des TIP durch den TIP-Sensor gemessen werden, wenn die CCRV-Drossel nicht verschlechtert ist. Wenn die CCRV-Drossel verschlechtert ist, kann kein Anstieg des TIP bei Empfangen der Eingangsspannung vorhanden sein. Alternativ kann der gemessene Anstieg des TIP einem erwarteten Anstieg des TIP als Antwort auf die befohlene Spannung zum Schließen der CCRV-Drossel nicht gleichen, wenn die CCRV-Drossel verschlechtert ist. In einem weiteren Beispiel kann eine Abnahme des TIP gemessen werden, wenn die CCRV-Drossel nicht verschlechtert ist und in eine offene Position gestellt wird. Wenn jedoch die CCRV-Drossel verschlechtert ist (z. B. in einer geschlossenen Position blockiert), kann es eine nominale Abnahme des TIP geben. Alternativ dazu kann es keine messbare Abnahme des TIP geben, wenn die CCRV-Drossel verschlechtert ist und in einer geschlossenen Position blockiert ist.
Deshalb wird bei 508 dann, wenn die Routine 500 bestimmt, dass eine Änderung des TIP als Antwort auf die Eingangsspannung beobachtet wird und dass die Änderung des TIP im Wesentlichen zu einer erwarteten Änderung äquivalent ist, die Routine 500 zu 510 fortschreiten, um zu bestimmen, dass der TPS verschlechtert ist. Jedoch kann die gemessene Änderung des TIP auf Rauschfaktoren wie beispielsweise Änderungen in der Zündzeitvorgabe, Änderungen der Pedalstellung, Getriebegangänderungen usw. zurückzuführen sein. Dementsprechend schreitet die Routine 500 zu 512 fort, um die Diagnose der TPS-Verschlechterung durch Aktivieren der Routine 600 von 6 zu bestätigen. In einem weiteren Beispiel kann die Diagnose bei 510 für abgeschlossen gehalten werden und bestimmt werden, dass der Positionssensor des CCRV verschlechtert ist. Bei 518 kann ein optionaler Diagnosecode, der die TPS-Verschlechterung angibt, gesetzt werden und eine MIL aktiviert werden. Wenn der Kraftmaschinenbetrieb nach dieser Bestimmung der TPS-Verschlechterung fortgesetzt werden sollte, kann deshalb das CCRV deaktiviert und ausgeschaltet werden.
Wenn die Routine 500 bei 508 bestimmt, dass es keine Änderung des TIP gibt, kann bei 514 bestätigt werden, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist. Alternativ kann dann bestimmt werden, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist, wenn die Routine 500 bestätigt, dass die Änderung des TIP nicht zu einer erwarteten Änderung des TIP äquivalent ist. Die CCRV-Drossel kann derart verschlechtert sein, dass die Drossel in einer offenen (oder überwiegend offenen) Position blockiert ist. In einem weiteren Beispiel kann die CCRV-Drossel derart verschlechtert sein, dass die Drossel in einer geschlossenen (oder überwiegend geschlossenen) Position blockiert ist. Um die Diagnose weiter zu bestätigen, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist, kann die Routine 500 mit 516 fortfahren, um die Routine 600 von 6 zu aktivieren. Die Routine 600 wird weiter unten beschrieben. Bei 518 kann ein Diagnosecode, der die CCRV-Drossel-Verschlechterung angibt, gesetzt werden und die MIL aktiviert werden.
Auf diese Weise kann eine durch einen Bediener aktivierte Routine ausgeführt werden, um zu bestimmen, ob die CCRV-Verschlechterung auf eine Verschlechterung des Positionssensors oder auf eine Verschlechterung der CCRV-Drossel in dem CCRV zurückzuführen ist. Durch Befehlen einer Eingangsspannung an die CCRV-Drossel per Bedienereingabe kann eine genauere Diagnose vorgenommen werden. Ferner können die Reparaturen durch das Identifizieren, welche der Komponenten des CCRV verschlechtert ist, in einer kürzeren Zeitspanne durchgeführt werden.
6 stellt eine beispielhafte Routine 600 zum Sicherstellen, dass Änderungen des TIP in erster Linie auf Anpassungen in der Position der CCRV-Drossel zurückzuführen sind, dar. Ferner kann die Routine 600 auch ein zusätzliches und zuverlässigeres Verfahren zum Diagnostizieren einer Verschlechterung der CCRV-Drossel bereitstellen. Hierbei kann ein periodisches Signal an die CCRV-Drossel befohlen werden und entsprechende Änderungen des TIP können überwacht werden, um die CCRV-Verschlechterung zu bestimmen.
Bei 602 kann die CCRV-Drossel durch Befehlen eines periodischen Signals an die CCRV- Drossel und Überwachen von Änderungen des TIP als Antwort auf Änderungen der CCRV-Drosselposition einer Diagnose unterzogen werden. Das periodische Signal kann vorbestimmt sein und kann durch den Controller basierend auf einer Bedienereingabe befohlen werden. Die Routine 600 kann bei 604 ein periodisches Signal befehlen, das eine Rechteckwellenform aufweist. Ferner umfasst die Routine 600 bei 606 ein Befehlen eines periodischen Signals, das eine Periodizität (oder Periode) aufweist, die auf einer Ansprechzeit des Turboladers basiert. In einem Beispiel kann die Periodizität (oder Periode) der Rechteckwellenform geringer als die Dynamik des Turboladers sein. Genauer gesagt kann die Periode des periodischen Signals von Rechteckwellenform länger als die Ansprechzeit des Turboladers sein. An sich kann die Periode der Rechteckwelle von ausreichender Dauer sein, damit sich der Turbolader und Kraftmaschinensystem nach jeder Flanke der Rechteckwelle einpendeln.
Wenn beispielsweise ein offenes CCRV durch eine erste Flanke des periodischen Signals befohlen wird und sich die CCRV-Drossel aus einer geschlossenen Position in eine offenere Position verschiebt, kann der TIP zunächst abnehmen. Als Antwort auf diese Abnahme des TIP kann die Ladedruckregelvorrichtung durch den Controller in eine geschlossenere Position gestellt werden, um den TIP zu einem Solldruck zurückzuführen. Der Solldruck kann ein Ladedruck sein, der für den vorhandenen Kraftmaschinenzustand gewählt ist. Änderungen des TIP infolge von Anpassungen der CCRV-Drosselposition können daher vorübergehend sein. Somit kann die Rechteckwellenform eine Periode aufweisen, die von ausreichender Dauer ist, um eine erneute Anpassung des TIP auf seinen Sollwert zu ermöglichen. Es versteht sich, dass anstelle einer symmetrischen Rechteckwellenform eine beliebige Rechteckwellenform als das periodische Signal befohlen werden kann.
Bei der Rückkehr zu der Routine 600 kann bei 608 bestimmt werden, ob die beobachteten Änderungen des TIP im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signals entsprechen. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob die Änderungen des TIP eine ähnliche Frequenz und ein ähnliches periodisches Muster wie das befohlene periodische Signal an die CCRV-Drossel aufweisen. Es ist zu beachten, dass wie oben erläutert die Änderungen des TIP vorübergehend sein können, so dass der TIP anfänglich als Antwort auf das Schließen (oder Öffnen) der CCRV-Drossel steigen (bzw. fallen) kann, aber der TIP später fallen (bzw. steigen) kann, da die Ladedruckregelvorrichtung und/oder andere Aktoren angepasst werden, um den TIP wieder auf den Solldruck einzustellen.
Wenn bei 608 bestimmt wird, dass Änderungen des TIP im Wesentlichen dem periodischen Muster und der Frequenz des befohlenen Signals an die CCRV-Drossel entsprechen, schreitet die Routine 600 zu 610 fort, um zu bestimmen, dass die CCRV-Drossel nicht verschlechtert ist. Im Wesentlichen verschiebt sich die Drossel des CCRV gemäß dem periodischen Signalbefehl, der von dem Controller an die CCRV-Drossel geliefert wird.
Zum Beispiel kann die Rechteckwellenform des periodischen Signals die Position der CCRV-Drossel von einer vollständig geöffneten Position in eine vollständig geschlossene Position ändern. Durch die gewählte Periode der Rechteckwellenform kann die CCRV-Drossel in ihrer Position entweder völlig geschlossen oder für eine ausreichende Dauer völlig offen gehalten werden, um zu ermöglichen, dass die Änderung des TIP wieder auf den Solldruck zurückgestellt werden kann. Wenn die CCRV-Drossel nicht in einer offenen Position blockiert ist (oder in einer geschlossenen Position blockiert ist) und wenn sie sich gemäß dem periodischen Befehlssignal verschiebt, kann sich der TIP in Übereinstimmung mit den Verschiebungen der CCRV-Drossel ändern. Genauer gesagt kann der TIP in einem Beispiel dann, wenn die CCRV-Drossel von der vollständig offenen Position in die vollständig geschlossene Position übergeht, zunächst erheblich steigen. Später kann der TIP durch Betätigen der Ladedruckregelvorrichtung in eine offenere Position auf den Sollwert verringert werden. Sobald der Solldruck erreicht ist und sich die Kraftmaschine und das Turboladersystem in einem gegebenen Zustand eingependelt haben, kann das periodische Signal die CCRV-Drossel aus der vollständig geschlossenen Position in die vollständig geöffnete Position übergehen lassen. Als Antwort auf diesen Übergang kann anfänglich eine deutliche Abnahme des TIP durch den TIP-Sensor gemessen werden. Diese Abnahme kann jedoch vorübergehend sein, da die Ladedruckregelvorrichtung in eine geschlossenere Position gestellt werden kann, um den TIP auf seinen Sollwert zurückzuführen. Somit kann sich der TIP bei jeder Flanke des befohlenen periodischen Signals deutlich ändern, wenn die CCRV-Drossel nicht in einer offenen Position blockiert (oder in einer geschlossenen Position blockiert) ist. Zu einem späteren Zeitpunkt kann der TIP auf den vorbestimmten Solldruck zurückgestellt werden. In einem Beispiel kann ein anderer Aktor als die Ladedruckregelvorrichtung angepasst werden, um den TIP auf den Solldruck zurückzuführen, wie beispielsweise eine Einlassdrossel und/oder eine Ventilzeitvorgabe und/oder ein Ventilhub. Jedoch können solche Maßnahmen das Kraftmaschinendrehmoment beeinflussen und erfordern noch weitere Gegenmaßnahmen wie eine Getriebeschaltung, eine Anpassung der Zündzeitvorgabe usw.
Optional kann die Routine 600 nach dem Feststellen bei 610, dass das CCRV nicht verschlechtert ist, zu 612 fortschreiten, um anzugeben, dass der Positionssensor des CCRV verschlechtert ist. Hierbei kann basierend auf einer früheren Angabe der CCRV-Verschlechterung wie beispielsweise der von Routine 200 bei 212 oder einer früheren Angabe der TPS-Verschlechterung wie beispielsweise der von Routine 300 bei 306 und der von Routine 500 bei 510 bestimmt werden, dass der Positionssensor verschlechtert ist. Es ist zu beachten, dass die vorherigen Angaben der CCRV-Verschlechterung und/oder der TPS-Verschlechterung auf einer befohlenen Änderung der CCRV-Position, die keinen periodischen Signalbefehl enthält, basieren können. Die Routine 600 kann dann enden.
In einem weiteren Beispiel kann nach dem Feststellen bei 610, dass das CCRV nicht verschlechtert ist, bestimmt werden, dass der Positionssensor des CCRV verschlechtert ist, wenn eine befohlene Änderung der CCRV-Position zu einem späteren Zeitpunkt nach Bestimmen der Robustheit der CCRV-Drossel keine entsprechende Änderung der Antwort des Positionssensors erzeugt.
Wenn andererseits bei 608 bestätigt wird, dass Änderungen des TIP im Wesentlichen nicht dem periodischen Muster und der Frequenz des befohlenen Signals an die CCRV-Drossel entsprechen, schreitet die Routine 600 zu 614 fort, um zu bestimmen, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist. Hierbei kann die Drossel des CCRV sich nicht gemäß dem periodischen Signalbefehl, der von dem Controller für die CCRV-Drossel bereitgestellt wird, verschieben. Dementsprechend kann die CCRV-Drossel in einer vollständig offenen Position, vollständig geschlossenen Position oder einer Position dazwischen feststecken. Bei 616 kann die Routine 600 optional einen entsprechenden Diagnosecode angeben, der den Bediener auf eine blockierte CCRV-Drossel (in einer offenen oder geschlossenen Position blockiert) hinweist, und die MIL kann betätigt werden.
Somit kann ein beispielhaftes System eine Kraftmaschine, einen Turbolader zum Bereitstellen eines Ladedrucks für die Kraftmaschine, wobei der Turbolader eine Abgasturbine und einen Einlassverdichter umfasst, eine Einlassdrossel, die in einem Einlasskanal dem Einlassverdichter nachgeschaltet angeordnet ist, eine Ladedruckregelvorrichtung, die über die Turbine hinweg gekoppelt ist, ein stufenlos verstellbares Rückführventil (CCRV), das über den Verdichter hinweg gekoppelt ist, wobei das CCRV eine CCRV-Drossel und einen CCRV-Positionssensor umfasst, und einen Drosseleinlassdruck-Sensor (TIP-Sensor), der der Einlassdrossel vorgeschaltet und dem Einlassverdichter nachgeschaltet mit dem Einlasskanal gekoppelt ist, umfassen. Das beispielhafte System kann ferner ein Steuersystem mit computerlesbaren Befehlen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, für Folgendes umfassen: Befehlen eines periodischen Signals an das CCRV, Messen von Änderungen des Drucks an einem Einlass der Einlassdrossel mittels des TIP-Sensors und, dann, wenn die Änderungen des Drucks an dem Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signal nicht einer Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, Angeben einer Verschlechterung der CCRV-Drossel. Das Steuersystem kann ferner Befehle für Folgendes umfassen: dann, wenn die Änderungen des Drucks an dem Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signals im Wesentlichen der Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, kein Angeben der Verschlechterung der CCRV-Drossel.
Weiterhin kann das Steuersystem weitere Befehle zum Angeben der Verschlechterung des CCRV-Positionssensors auf der Basis einer ersten Bestimmung der Verschlechterung des CCRV und auf der Basis davon, dass die Änderungen des Drucks an dem Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signal im Wesentlichen der Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, umfassen. Die erste Bestimmung der Verschlechterung des CCRV kann eine Diagnose wie etwa die bei 212 in der Routine 200 vorgenommene umfassen. Daher kann die erste Bestimmung der Verschlechterung des CCRV eine fehlende Änderung in einer Ausgabe des CCRV-Positionssensors als Antwort auf eine erste befohlene Positionsänderung des CCRV (wie der bei 206 in der Routine 200) umfassen, wobei die erste befohlene Änderung von dem periodischen Signal verschieden ist. Alternativ kann die erste Bestimmung der Verschlechterung des CCRV die Bestimmung der Verschlechterung des TPS-Sensors bei 510 in der Routine 500 gefolgt von einer Bestätigung in der Routine 600 umfassen. Hierbei kann die Routine 600 dann, wenn in der Routine 500 bestimmt wird, dass der Positionssensor verschlechtert ist, diese Diagnose der TPS-Verschlechterung bestätigen, wenn Änderungen des TIP im Wesentlichen dem befohlenen periodischen Signal an die CRV-Drossel entsprechen. Es ist zu beachten, dass in beiden Fällen (der Routine 500 oder der Routine 200) die erste befohlene Positionsänderung des CCRV von dem periodischen Signalbefehl verschieden ist. Ferner kann die erste befohlene Positionsänderung kein periodischer Signalbefehl sein. Das periodische Signal kann eine symmetrische Rechteckwellenform mit einer auf der Ansprechzeit des Turboladers basierenden Periode umfassen. Alternativ kann das periodische Signal eine beliebige Rechteckwellenform mit einer auf der Ansprechzeit des Turboladers basierenden Periode umfassen. Weiterhin kann das Steuersystem ferner Befehle zum Deaktivieren des CCRV und Anpassen der Ladedruckregelvorrichtung, einer Position der Einlassdrossel und/oder einer Ventilzeitvorgabe nach dem Deaktivieren des CCRV als Antwort auf die Angabe der Verschlechterung des Positionssensors des CCRV umfassen.
7 zeigt einen beispielhaften Vergleich der Identifikation der Verschlechterung des Positionssensors des CRV relativ zu derjenigen der CRV-Drossel in einem beispielhaften Kraftmaschinensystem wie etwa dem in 1. Die Karte 700 von 7 zeigt eine CCRV-Drossel-Verschlechterung in Graph 702, eine CCRV-Positionssensor-Verschlechterung (TPS-Verschlechterung) in Graph 704, eine Ausgabe aus dem CCRV-Positionssensor (TPS) in Graph 708, den TIP, wie er durch den TIP-Sensor gemessen wird, in Graph 710 und einen CCRV-Befehl in Graph 712. Alle oben genannten Variablen sind gegen die Zeit auf der x-Achse aufgetragen. Ferner ist die Zeit von links nach rechts entlang der x-Achse ansteigend dargestellt. Es ist zu beachten, dass die Karte 700 drei separate Verschlechterungsbestimmungen bei drei verschiedenen Ereignissen darstellt.
Vor t1 kann das CCRV in einer vollständig offenen Position gehalten werden, wie durch den Befehl an das CCRV gezeigt. Der TIP, wie er von dem TIP-Sensor (Graph 710) gemessen wird, ist geringer, da das CCRV in der vollständig geöffneten Position ist. Ferner zeigt die Ausgabe des TPS an, dass die CCRV-Drossel in der geöffneten Position ist. Bei t1 kann der Controller eine Änderung der Position des CCRV befehlen. Wie bei t1 dargestellt kann das CCRV aus der vor t1 bestehenden vollständig offenen Position in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. Die Ausgabe des TPS ändert sich als Antwort auf diesen Befehl bei t1 nicht und der TPS zeigt weiterhin das CCRV (oder die CCRV-Drossel) in seiner offenen Position. Jedoch wird ein Anstieg des TIP zwischen t1 und t2 gemessen, der angibt, dass die Position der CCRV-Drossel aus der vollständig geöffneten Position in die vollständig geschlossene Position übergegangen ist. Dementsprechend ist bei t2 eine Verschlechterung des Positionssensors des CRV (Graph 704) angegeben, während der Graph 702 zeigt, dass keine Verschlechterung der CCRV-Drossel vorliegt. Somit kann der Controller eine Verschlechterung des Positionssensors auf der Basis eines Anstiegs des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf angeben, dass das CCRV in eine geschlossene Position befohlen wird und eine Rückkopplung von dem Positionssensor angibt, dass das CCRV offen ist.
Zwischen t2 und t3 kann eine Zeitdauer verstreichen, in der der Positionssensor des CRV repariert oder ausgetauscht werden kann, so dass der Positionssensor zu dem Zeitpunkt t3 Funktionen in einer im Wesentlichen robusten Art ausführt. Bei t3 kann die Kraftmaschine in Betrieb sein, wobei das CCRV wie befohlen in einer weitgehend offenen Position ist (Graph 712). Ferner gibt der TPS an, dass die CCRV-Drossel weitgehend offen ist und der TIP kann bei t3 niedriger sein, da das CCRV in der weitgehend offenen Position ist.
Bei t4 kann befohlen werden, dass das CCRV (und die CCRV-Drossel) in die vollständig geschlossene Position geschlossen wird. Zum Beispiel kann ein höheres Niveau der Aufladung aufgrund eines Anstiegs der Drehmomentanforderung angefordert werden, was dazu führt, dass das CCRV in die vollständig geschlossene Position befohlen wird. Wie beobachtet werden wird, steigt der TIP nicht so, wie es zu erwarten wäre, wenn die CCRV-Drossel geschlossen worden wäre (Graph 710). Hierbei kann ein Spitzen-TIP erwartet werden, da das CCRV in die vollständig geschlossene Position befohlen wird. Der beobachtete Anstieg des TIP ist jedoch nominal, während die TPS-Ausgabe keine Veränderung erfährt, und kann darauf hindeuten, dass die CCRV-Drossel weiterhin in ihrer offenen Position ist. In einem Beispiel kann der TPS eine teilweise offene bzw. teilweise geschlossene Position der CCRV-Drossel angeben, obwohl das Signal-Rausch-Verhältnis kleiner sein kann, wenn das CCRV näher an der gewünschten Position blockiert ist. Wenn es weiter von der gewünschten Position weg blockiert ist, wird eine Verschlechterung schneller erkannt und angegeben. Daher kann bei t5 basierend auf der fehlenden Änderung der Antwort des Positionssensors und im Wesentlichen keiner Änderung des TIP als Antwort auf die befohlene Änderung der Position der CCRV-Drossel bestimmt werden, dass die CCRV-Drossel verschlechtert ist. Die CCRV-Drossel kann in einer offenen Position blockiert sein und die Aufladung kann nicht ausreichend steigen. Als Antwort auf diese Bestimmung, dass die CCRV-Drossel in einer offenen Position blockiert ist, kann der Controller die Ladedruckregelvorrichtung in eine vollständig geschlossene Position stellen, um höhere Niveaus der Aufladung bereitzustellen.
Zwischen t5 und t6 kann ausreichend Zeit verstreichen, um die CCRV-Drossel zu reparieren, so dass die Drosselklappe aus ihrer blockierten Position gelöst wird. Bei t6 kann die Kraftmaschine mit dem CCRV (und der CCRV-Drossel) in einer vollständig geschlossenen Position betrieben werden. Die TPS-Ausgabe gibt an, dass die CCRV-Drossel geschlossen ist, und der TIP ist höher, möglicherweise auf dem Spitzen-TIP, was das Gleiche angibt. Bei t7 kann der Controller eine Änderung der Position der CCRV-Drossel aus der vollständig geschlossenen Position in die vollständig geöffnete Position befehlen. Es gibt jedoch vielleicht keine Änderung des TIP als Antwort auf diesen Befehl (Graph 710) und die TPS-Ausgabe (Graph 708) gibt vielleicht keine Änderung der Position des CCRV an. Daher kann die CCRV-Drossel in einer geschlossenen Position blockiert sein. Deshalb kann bei t8 eine CCRV-Verschlechterung angegeben werden, während der TPS als robust dargestellt ist. Somit kann der Controller die Verschlechterung der CCRV-Drossel auf der Grundlage einer fehlenden Änderung des Drosseleinlassdrucks als Antwort darauf, dass das CCRV in eine offene (oder vollständig offene) Position befohlen wird, und einer Rückkopplung von dem Positionssensor, die angibt, dass das CCRV geschlossen ist, angeben.
Somit kann ein beispielhaftes System eine Kraftmaschine, einen Turbolader zum Bereitstellen eines Ladedrucks für die Kraftmaschine, wobei der Turbolader eine Abgasturbine und einen Einlassverdichter umfasst, eine Einlassdrossel, die in einem Einlasskanal dem Einlassverdichter nachgeschaltet angeordnet ist, eine Ladedruckregelvorrichtung, die über die Turbine hinweg gekoppelt ist, ein stufenlos verstellbares Rückführventil (CCRV), das über den Verdichter hinweg gekoppelt ist, wobei das CCRV eine CCRV-Drossel und einen CCRV-Positionssensor umfasst, und einen Drosseleinlassdruck-Sensor (TIP-Sensor), der mit dem Einlasskanal der Einlassdrossel vorgeschaltet und dem Einlassverdichter nachgeschaltet gekoppelt ist, umfassen. Das beispielhafte System kann ferner ein Steuersystem mit computerlesbaren Befehlen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, für Folgendes umfassen: Betätigen einer Änderung der Position des CCRV, Bestimmen einer Verschlechterung des CCRV basierend auf einer Rückkopplung von dem CCRV-Positionssensor, die angibt, dass die CCRV-Drossel als Antwort auf das Betätigen ihre Position nicht geändert hat, und, während eines ersten Zustands, Angeben einer Verschlechterung des CCRV-Positionssensor, und, während eines zweiten Zustands, Angeben einer Verschlechterung der CCRV-Drossel. Der erste Zustand kann eine erwartete Änderung des Drosseleinlassdrucks, der durch den Drosseleinlassdrucksensor gemessen wird, als Antwort auf das Betätigen umfassen, wobei der zweite Zustand im Wesentlichen keine Änderung des Drosseleinlassdrucks, der durch den Drosseleinlassdrucksensor gemessen wird, umfasst. Das Steuersystem kann ferner Befehle zum Deaktivieren des CCRV als Antwort auf das Bestimmen einer Verschlechterung des CCRV und zum Anpassen der Ladedruckregelvorrichtung, der Einlassdrossel und/oder der Ventilzeitvorgabe als Antwort auf das Deaktivieren des CCRV enthalten.
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine Karte 800 gezeigt, die eine Beispieldiagnose der CCRV-Drossel in einem beispielhaften Kraftmaschinensystem wie etwa dem Kraftmaschinensystem 100 von 1 auf der Grundlage eines periodischen Signalbefehls darstellt. Diese Beispieldiagnose mit dem periodischen Signalbefehl kann ein Rauschen des TIP aus anderen Faktoren wie beispielsweise Änderungen in der Zündzeitvorgabe, der Pedalstellung, dem Getriebe usw. reduzieren.
Die Karte 800 umfasst eine CCRV-Drossel-Verschlechterung in Graph 802, eine CCRV-Positionssensor-Verschlechterung (TPS-Verschlechterung) in Graph 804, eine Angabe der CCRV-Verschlechterung (als Ganzes) in Graph 806, eine Ausgabe aus dem CCRV-Positionssensor (TPS) in Graph 808, TIP gemessen von der TIP-Sensor am Grundstück 810 und CCRV Befehl an Grundstück 812. Alle oben genannten Variablen sind gegen die Zeit auf der x-Achse aufgetragen. Ferner ist die Zeit von links nach rechts entlang der x-Achse ansteigend dargestellt. Eine Linie 811 stellt einen Solldrosseleinlassdruck dar, bei dem die Kraftmaschine bei der Bestimmung der CCRV-Verschlechterung arbeiten kann.
Vor t1 kann die Kraftmaschine von einem Anwender unabhängig von einem Händler, einem Wartungszentrum, einer Werkstatt usw. in einer alltäglichen Art und Weise betrieben werden. Ferner kann die Kraftmaschine mit dem CCRV (und der CCRV-Drossel) in einer vollständig offenen Position arbeiten. Diese Position der CCRV-Drossel wird durch die TPS-Ausgabe angegeben. Der TIP wird möglicherweise nicht aktiv für die CCRV-Diagnose überwacht, bis eine Wahrscheinlichkeit einer CCRV-Verschlechterung (wie bei 212 von Routine 200) angegeben wird. Daher kann der TIP als Antwort auf den CCRV-Befehl bis t3 nicht gemessen werden. Bei t1 kann das CCRV in eine vollständig geschlossene Position befohlen werden. Jedoch gibt die TPS-Antwort an, dass es keine Änderung der CCRV-Drosselposition bei t1 als Antwort auf die befohlene Änderung der CCRV-Drosselposition gibt. Dementsprechend kann der Controller bei t2 angeben, dass das CCRV wahrscheinlich verschlechtert ist. In einem Beispiel kann dies als eine erste Bestimmung der Verschlechterung des CCRV aufgezeichnet werden.
Als Antwort auf die Angabe der CCRV-Verschlechterung kann die Bestimmung einer komponentenspezifischen CCRV-Verschlechterung bei t3 durch Bedienereingabe bei dem Händler, dem Wartungszentrum, oder Reparaturbetrieben eingeleitet werden. Es ist zu beachten, dass eine Zeitdauer zwischen der Detektion der CCRV-Verschlechterung bei t2 und der komponentenspezifischen Diagnose bei t3 verstreichen kann. Beispielsweise kann der Controller zwischen t2 und t3, während die Kraftmaschine durch den Anwender betätigt wird, versuchen, zwischen der Verschlechterung der CCRV-Drossel und des CCRV-Positionssensors zu unterscheiden (zum Beispiel über die Routine 300 von 3). In diesem Beispiel kann die Beispieldiagnose, die nach t3 dargestellt ist, durchgeführt werden, um eine frühere Diagnose der wahrscheinlichen Verschlechterung zu bestätigen.
Zwischen t3 und t4 kann die Kraftmaschine mit einem TIP arbeiten, der im Wesentlichen zu einem Soll-TIP (Linie 811) bei dem CCRV in der vollständig offenen Position ähnlich ist. An sich kann der Soll-TIP bei dem CCRV in der vollständig offenen Position durch Anpassen der Öffnung der Einlassdrossel, die dem Einlassverdichter nachgeschaltet angeordnet ist, und/oder durch Anpassen der Öffnung der Ladedruckregelvorrichtung erreicht werden.
Bei t4 kann ein periodisches Signal in Form einer Rechteckwellenform an die CCRV-Drossel befohlen werden, wie in Graph 812 gezeigt ist. Ferner können Schwankungen des TIP als Antwort auf dieses periodische Signal überwacht werden (Graph 810). Wie in Graph 810 gezeigt folgen Änderungen des TIP im Wesentlichen einer ähnlichen Frequenz und einem ähnlichen periodischen Muster wie das befohlene periodische Signal an das CCRV zwischen t4 und t9. Das befohlene periodische Signal kann eine ausreichend lange Periode aufweisen, die dafür sorgt, dass ausreichende Zeit für eine Turboladerantwort zur Verfügung steht. Weiterhin kann jede Änderung der Position der CCRV-Drossel zu einer Änderung des TIP führen, die vorübergehend sein kann. Genauer gesagt kann bei t4 das periodische Signal ein Stellen des CCRV in die vollständig geschlossene Position befehlen. Wenn die CCRV-Drossel auf diesen Befehl antwortet (und nicht verschlechtert ist) und in die vollständig geschlossene Position übergeht, kann eine deutliche Erhöhung des TIP (über den Soll-TIP von Linie 811) bei t4 als Antwort auf den Übergang beobachtet werden. Da jedoch der Soll-TIP niedriger als dieser höhere TIP ist, kann die Ladedruckregelvorrichtung in eine offenere Position gestellt werden, um den TIP zu verringern. Alternativ kann die Öffnung der Einlassdrossel erhöht werden, um den TIP zu reduzieren. Dementsprechend sinkt der TIP bei t5 auf den Solldruck (Linie 811), bevor das periodische Signal bei t6 eine Änderung der CCRV-Position befiehlt. Somit kann die Periode des periodischen Signals ausreichend sein, um die Wiederherstellung des TIP auf den Solldruck zu ermöglichen und die Turboladerdynamik zu erhalten.
Bei t6 befiehlt das periodische Signal eine Änderung der Position des CCRV von vollständig geschlossen auf vollständig geöffnet. Als Antwort auf diesen Befehl kann die CCRV-Drossel (wenn sie nicht verschlechtert ist) in die vollständig offene Position gestellt werden, was bei t6 zu einem erheblichen Abfall des TIP führt. Als Antwort auf diesen Abfall des TIP kann die Ladedruckregelvorrichtung in eine geschlossenere Position gestellt werden, um den TIP auf seinen Solldruckwert zu erhöhen. Alternativ kann die Einlassdrossel von einer offeneren Position in eine geschlossenere Position bewegt werden, um den TIP erhöhen. Wie beobachtet erreicht der TIP den Solldruck bei t7 und t8 und das periodische Signal kann eine Änderung der Position des CCRV von vollständig geöffnet zu vollständig geschlossen befehlen. Der Zyklus kann sich wiederholen, bis eine ausreichende Anzahl von Übergängen beobachtet worden ist. In dem gezeigten Beispiel können vier Übergänge ausreichend sein, um zu bestimmen, ob die CCRV-Drossel verschlechtert oder robust ist. In dem gezeigten Beispiel wird bestimmt, dass die CCRV-Drossel robust (und nicht verschlechtert) ist, da die Änderungen des TIP im Wesentlichen der Frequenz und dem Muster des befohlenen periodischen Signals entsprechen. Daher kann der Controller bei t9 angeben, dass das TPS verschlechtert ist, während die CCRV-Drossel als nicht verschlechtert angegeben wird. An sich basiert die Verschlechterung des TPS auf der ersten Bestimmung der CCRV-Verschlechterung bei t2 und der anschließenden Bestätigung durch Anwenden des periodischen Signals.
Somit kann ein beispielhaftes Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine Folgendes umfassen: Befehlen eines periodischen Signals an ein Verdichterumgehungsventil (CBV) und Angeben einer Verschlechterung einer Drossel des CBV basierend auf Änderungen des Drucks an einem Einlass einer Einlassdrossel als Antwort auf das periodische Signal. Der Druck an dem Einlass der Einlassdrossel kann durch einen Sensor, der mit einem Einlasskanal gekoppelt ist und der Einlassdrossel vorgeschaltet und einem Einlassverdichter der aufgeladenen Kraftmaschine nachgeschaltet angeordnet ist, wie etwa den TIP-Sensor 173 von 1 gemessen werden. Das periodische Signal kann durch einen Controller der aufgeladenen Kraftmaschine basierend auf einer Bedienereingabe befohlen werden. Das periodische Signal kann eine Rechteckwellenform aufweisen, und das periodische Signal kann eine Periodizität (oder Periode) auf Basis der Ansprechzeit eines Turboladers der aufgeladenen Kraftmaschine haben. Das Verfahren kann eine Verschlechterung der Drossel des CBV angeben, wenn Druckänderungen an dem Einlass der Einlassdrossel im Wesentlichen nicht der Periodizität des periodischen Signals an das CBV entsprechen. Das Verfahren kann auf der anderen Seite eine Verschlechterung eines Positionssensors des CBV angeben, wenn Druckänderungen an dem Einlass der Einlassdrossel im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signals entsprechen und wenn eine zweite befohlene Änderung einer Position der Drossel des CBV keine entsprechende Änderung in einer Antwort des Positionssensors erzeugt. Die zweite befohlene Änderung ist vielleicht kein periodisches Signal. Das Verfahren kann ein Deaktivieren des CBV als Antwort auf die Angabe der Verschlechterung des Positionssensors des CBV umfassen. Das Verfahren kann ferner das Anpassen der Ladedruckregelvorrichtung, der Einlassdrossel und/oder der variablen Ventilzeitvorgabe als Antwort auf das Deaktivieren des CBV umfassen. Das CBV kann ein stufenlos verstellbares Verdichterumgehungsventil sein.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine kann ein Befehlen eines periodischen Signalbefehls an ein Verdichterrückführventil (CRV), das eine Rechteckwellenform umfasst, und ein Unterscheiden zwischen einer Verschlechterung eines Positionssensors des CRV und einer Drossel des CRV basierend auf Druckänderungen an einem Einlass einer Einlassdrossel als Antwort auf den periodischen Signalbefehl in Rechteckwellenform umfassen. Der periodische Signalbefehl kann eine Periode aufweisen, die länger als eine Ansprechzeit eines Turboladers in der aufgeladenen Kraftmaschine ist, und es kann bestimmt werden, dass die Drossel des CRV verschlechtert ist, wenn die Änderungen des Drucks an dem Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf den periodischen Signalbefehl im Wesentlichen nicht der Periodizität des periodischen Signals entsprechen. Es kann bestimmt werden, dass der Positionssensor des CRV verschlechtert ist, wenn Druckänderungen an dem Einlass der Einlassdrossel im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signalbefehls an das CRV entsprechen und wenn eine zweite befohlene Änderung in einer Position der Drossel des CRV keine entsprechende Änderung in einer Antwort des Positionssensors erzeugt, wobei die zweite befohlene Änderung von dem periodischen Signalbefehl verschieden ist.
Auf diese Weise kann eine Verschlechterung der CCRV-Drossel von der Verschlechterung des Positionssensors des CCRV unterschieden werden. Eine spezifische Komponentenverschlechterung kann durch einfaches Überwachen des TIP und der Ausgabe des Positionssensors in dem CRV als Antwort auf einen Befehl an das CRV von dem Controller erkannt werden. Somit können weitere Sensoren zum Bestimmen der Verschlechterung des CRV unnötig sein. Weiterhin kann die komponentenspezifische Verschlechterung durch Befehlen eines periodischen Signalbefehls an das CCRV akkurater identifiziert werden. Dementsprechend kann die Reparatur des CCRV mit niedrigeren Kosten und innerhalb einer kürzeren Zeitspanne erfolgen. Insgesamt kann die Kraftmaschineninstandhaltung zuverlässiger sein und die Kosten können reduziert werden.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemanordnungen verwendbar sind. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das den Controller in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Kraftmaschinenhardware umfasst, ausgeführt werden. Die spezifischen Routinen, die hier beschrieben sind, können eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie z. B. einer ereignisgesteuerten Strategie, einer unterbrechungsgesteuerten Strategie, Mehrprozessbetrieb, Mehrsträngigkeit und dergleichen darstellen. Daher können verschiedene Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen auch weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern dient lediglich zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinensteuerungssystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Vorgänge durch Ausführen der Befehle in einem System, das verschiedene Hardwarekomponenten in Kombination mit dem elektronischen Controller umfasst, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhaft sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie ist zum Beispiel auf V6-, I4-, I6-, V12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen anwendbar. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden, besonders hervor. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer dieser Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehr von diesen Elementen weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
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 7926335 [0003, 0003]

Claims

Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Befehlen eines periodischen Signals an ein Verdichterumgehungsventil (CBV); und Anzeigen einer Verschlechterung einer Drossel des CBV basierend auf Änderungen beim Druck an einem Einlass einer Einlassdrossel als Antwort auf das periodische Signal.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Druck am Einlass der Einlassdrossel durch einen Sensor gemessen wird, der mit einem Einlasskanal gekoppelt und der Einlassdrossel vorgeschaltet und einem Einlassverdichter der aufgeladenen Kraftmaschine nachgeschaltet angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das periodische Signal durch einen Controller der aufgeladenen Kraftmaschine basierend auf eine Bedienereingabe befohlen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das periodische Signal eine Rechteckwellenform umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das periodische Signal eine Periodizität aufweist, die auf der Ansprechzeit eines Turboladers der aufgeladenen Kraftmaschine basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner Angeben einer Verschlechterung der Drossel des CBV, wenn Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel nicht im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signals an das CBV entsprechen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner Angeben einer Verschlechterung eines Positionssensors des CBV, wenn Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signals entsprechen, und wenn eine zweite befohlene Änderung einer Position der Drossel des CBV keine entsprechende Änderung bei einer Reaktion des Positionssensors erzeugt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die zweite befohlene Änderung kein periodisches Signal ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Deaktivieren des CBV als Antwort auf das Angeben der Verschlechterung des Positionssensors des CBV umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner ein Anpassen einer Ladedruckregelungsvorrichtung, der Einlassdrossel und/oder einer variablen Nockenzeitvorgabe als Antwort auf das Deaktivieren des CBV umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das CBV ein stufenlos verstellbares Verdichterumgehungsventil ist.
System, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine; einen Turbolader zum Bereitstellen eines Luftladedrucks für die Kraftmaschine, wobei der Turbolader eine Abgasturbine und einen Einlassverdichter umfasst; eine Einlassdrossel, die in einem Einlasskanal dem Einlassverdichter nachgeschaltet angeordnet ist; eine Ladedruckregelvorrichtung, die über die Abgasturbine hinweg gekoppelt ist; ein stufenlos verstellbares Rückführventil (CCRV), das über den Verdichter hinweg gekoppelt ist, wobei das CCRV eine CCRV-Drossel und einen CCRV-Positionssensor umfasst; einen Drosseleinlassdrucksensor (TIP), der an einer Stelle, die der Einlassdrossel vorgeschaltet und dem Einlassverdichter nachgeschaltet ist, mit dem Einlasskanal gekoppelt ist; und ein Steuersystem mit computerlesbaren Befehlen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, für Folgendes: Befehlen eines periodischen Signals an das CCRV; Messen von Änderungen beim Druck an einem Einlass der Einlassdrossel über den TIP-Sensor; und wenn die Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signal nicht einer Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, Angeben einer Verschlechterung der CCRV-Drossel.
System nach Anspruch 12, wobei das Steuerungssystem ferner Befehle zum Nichtangeben einer Verschlechterung der CCRV-Drossel, wenn die Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signal im Wesentlichen der Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, umfasst.
System nach Anspruch 13, wobei das Steuerungssystem zusätzliche Befehle zum Angeben einer Verschlechterung des CCRV-Positionssensors basierend auf einer ersten Bestimmung einer Verschlechterung des CCRV und darauf, dass die Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel als Antwort auf das befohlene periodische Signal im Wesentlichen der Frequenz des befohlenen periodischen Signals entsprechen, umfasst.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Bestimmung der Verschlechterung des CCRV eine fehlende Änderung in einer Ausgabe des CCRV-Positionssensors als Antwort auf eine erste befohlene Änderung der Position des CCRV umfasst, wobei die erste befohlene Änderung von dem periodischen Signal verschieden ist.
System nach Anspruch 15, wobei das periodische Signal eine Rechteckwellenform mit einer Periode, die auf einer Ansprechzeit des Turboladers basiert, umfasst.
System nach Anspruch 16, wobei das Steuersystem ferner Befehle zum Deaktivieren des CCRV und Anpassen der Ladedruckregelvorrichtung, einer Position der Einlassdrossel und/oder der Ventilzeitvorgabe als Antwort auf das Deaktivieren des CCRV umfasst.
Verfahren für eine aufgeladene Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Befehlen eines periodischen Signalbefehls an ein Verdichterrückführventil (CRV), der eine Rechteckwellenform umfasst; und Unterscheiden zwischen einer Verschlechterung eines Positionssensors des CRV und einer Drossel des CRV basierend auf Änderungen beim Druck an einem Einlass einer Einlassdrossel als Antwort auf den periodischen Signalbefehl in Rechteckwellenform.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der periodische Signalbefehl eine Periode aufweist, die länger als eine Ansprechzeit eines Turboladers in der aufgeladenen Kraftmaschine ist, und wobei bestimmt wird, dass die Drossel des CRV verschlechtert ist, wenn die Änderungen beim Druck am Einlass einer Einlassdrossel als Reaktion auf den periodischen Signalbefehl nicht im Wesentlichen einer Periodizität des periodischen Signals entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei bestimmt wird, dass der Positionssensor des CRV verschlechtert ist, wenn Änderungen beim Druck am Einlass der Einlassdrossel im Wesentlichen der Periodizität des periodischen Signalbefehls an das CRV entsprechen und wenn eine zweite befohlene Änderung bei einer Position der Drossel des CRV keine entsprechende Änderung bei einer Antwort des Positionssensors erzeugt, wobei die zweite befohlene Änderung von dem periodischen Signalbefehl verschieden ist.