DE102015120986A1

DE102015120986A1 - Verfahren und Systeme für Kompressorpumpgrenzenanpassung in Echtzeit

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Publication number: DE102015120986A1
Application number: DE102015120986.1A
Authority: DE
Inventors: Baitao Xiao; Hamid-Reza Ossareh; Adam Nathan Banker
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2016-06-09
Also published as: RU2015151740A3; CN105673472A; US20160160868A1; RU2015151740A; CN105673472B; RU2711433C2; US9506474B2

Abstract

Verfahren und Systeme zum Anpassen einer Kompressorpumpgrenze in Echtzeit werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Verzögern einer Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen und das Vorrücken der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von aggressiven Tip-out-Ereignissen, welche nicht zu einem Pumpen führen, größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen umfassen.

Description

Feld
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zum Kalibrieren einer Pumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld.
Hintergrund/Kurzfassung
Motorsysteme können mit Aufladevorrichtungen, wie beispielsweise Turboladern oder Superladern, ausgelegt sein, um eine verstärkte Luftladung bereitzustellen und Spitzenleistungsausgaben zu verbessern. Die Verwendung eines Kompressors ermöglicht einem Motor mit kleinerer Verdrängung, soviel Leistung wie ein Motor mit einer größeren Verdrängung bereitzustellen, aber mit zusätzlichen Vorteilen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Wenn der Kompressor jedoch unter Bedingungen mit geringem Luftfluss und/oder hohem Druckverhältnis arbeitet, neigt der Kompressor zum Pumpen. Wenn beispielsweise ein Bediener ein Fahrpedal freigibt (Tip-out), schließt sich eine Einlassdrossel des Motors, was zu einem reduzierten Vorwärtsfluss durch den Kompressor führt und potenziell ein Pumpen verursacht. Das Pumpen kann zu Problemen bezüglich Lärm, Vibrationen und Rauigkeit (NVH, Noise, Vibration, Harshness) führen, wie beispielsweise zu einem unerwünschten Geräusch vom Motoreinlasssystem. In extremen Fällen kann das Pumpen zu Kompressorschäden führen.
Betriebspunkte des Kompressors, welche zu einem Kompressorpumpen führen können, werden auf einem Kompressorkennfeld durch eine Pumpgrenze angezeigt. Beispielsweise kann eine Motorsteuerung bestimmen, dass der Kompressor unter Pumpbedingungen arbeitet, wenn der Betriebspunkt des Kompressors links von der Pumpgrenze liegt. Derzeit verwenden Motorsysteme eine kalibrierte Pumpgrenze, welche von einem Fahrzeughersteller bereitgestellt wird, um Pumpbedingungen zu bestimmen und Steuerungsmaßnahmen zur Pumpminderung festzulegen (um beispielsweise durch Anpassen eines Kompressorrezirkulationsventils (CRV, Compressor Recirculation Valve), welches durch den Kompressor gekoppelt ist, den Kompressorfluss zu erhöhen und den Auslassdruck zu verringern).
Die Erfinder hierin haben jedoch potenzielle Probleme bei einem solchen Ansatz identifiziert. Beispielsweise berücksichtigt die kalibrierte Pumpgrenze nicht die Teil-zu-Teil-Variabilität und Alterung, was eine erhebliche Auswirkung auf die Position der Pumpgrenze haben kann. Ferner können Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur, die Position der Pumpgrenze beeinflussen. Noch ferner kann die vom Hersteller kalibrierte Pumpgrenze konservativ kalibriert sein, um ein Pumpen für eine Mehrheit von Anwendungen zu vermeiden. Als Ergebnis kann der nutzbare Kompressorkennfeldbereich reduziert sein, und folglich kann die Fahrbarkeit geopfert sein.
In einem Beispiel können einige der oben genannten Probleme durch ein Verfahren für einen Motor mit einem Kompressor wenigstens teilweise behandelt werden, umfassend: Erkennen eines Pumpereignisses des Kompressors basierend auf einem Frequenzinhalt eines Drosseleinlassdrucksensors, welcher stromabwärts vom Kompressor angeordnet ist; und Anpassen einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds, welches in einer Steuerung des Motors basierend auf einem Kompressordruckverhältnis und einem korrigierten Kompressorfluss während des Pumpereignisses gespeichert ist. Durch Anpassen der Pumpgrenze basierend auf einem Betriebspunkt des Kompressors kann das Pumpverhalten unter aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen, einschließlich der Anpassungen an Umweltbedingungen, erlernt werden.
Als Beispiel kann die Anpassung der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld während eines oder mehrerer Fahrzyklen basierend auf einer Frequenz und/oder Amplitude des Signals von einem Drosseleinlassdrucksensor, welcher stromabwärts vom Kompressor angeordnet ist, in Echtzeit erlernt werden. Beispielsweise kann die Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen eines Pumpens (basierend auf dem TIP-Sensorsignal) verzögert werden, wenn der Kompressor in einem Nicht-Pumpbereich (Bereich rechts von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds arbeitet. Ferner kann die Pumpgrenze in Reaktion auf das Nichterkennen eines Pumpens (basierend auf dem TIP-Sensorsignal) während erwarteter Pumpbetriebsbedingungen auf dem Kompressorkennfeld vorgerückt werden. Beispielsweise kann die Pumpgrenze während eines Tip-outs größer als ein Schwellenwert, was dazu führt, dass der Kompressor im Pumpbereich (Bereich links von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds arbeitet und ein Pumpen (basierend auf dem TIP-Sensorsignal) nicht erkennt, vorgerückt werden.
Auf diese Weise kann die Pumpgrenze basierend auf Kompressorbetriebspunkten und Erkennung von Pumpereignissen während Fahrzeugbetriebsbedingungen in Echtzeit angepasst werden. Durch Anpassen der Pumpgrenze in Echtzeit kann eine genauere Kalibrierung der Pumpgrenze möglich sein. Als Ergebnis können Maßnahmen zur Pumpminderung/-vermeidung genauer durchgeführt werden, wodurch die Fahrbarkeit und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
Es sollte verstanden werden, dass die obige Kurzfassung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, welche in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, welche irgendwelche Nachteile lösen, die oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines aufgeladenen Motorsystems mit einem Kompressorrezirkulationsventil (CRV, Compressor Recirculation Valve) dar.
2 zeigt ein Flussdiagramm auf hoher Ebene, welches eine beispielhafte Routine zum Anpassen einer Pumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld veranschaulicht.
3 zeigt ein Blockschaltbild, welches eine Pumpgrenzenanpassung veranschaulicht.
4 zeigt ein Flussdiagramm auf hoher Ebene zum Identifizieren von Fehlern mit dem CRV basierend auf einer Pumpgrenzenanpassung.
5 zeigt ein beispielhaftes Kompressorkennfeld, welches angepasste Pumpgrenzen darstellt.
6 zeigt ein Flussdiagramm auf hoher Ebene, welches eine beispielhafte anfängliche Anpassung der Pumpgrenze veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Erlernen des Pumpverhaltens eines Kompressors in einem aufgeladenen Motorsystem, wie beispielsweise das System aus 1. Eine Steuerung kann ausgelegt sein, um eine Steuerroutine, wie beispielsweise die Routine aus 6, durchzuführen, um eine anfängliche Pumpgrenzenanpassung durchzuführen. Ferner kann die Steuerung die Routine aus 2 und den Mechanismus aus 3 durchführen, um die Anpassung einer Pumpgrenze des Kompressors in Echtzeit zu erlernen. Noch ferner kann die Steuerung die Routine aus 4 durchführen, um Fehler in einem CRV oder einem Kompressorrezirkulationskanal basierend auf der angepassten Pumpgrenze zu erkennen. Beispielhafte Pumpgrenzenanpassungen sind in 5 gezeigt.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turboaufgeladenen Motorsystems 100 mit einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 und Doppelturboladern 120 und 130. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Motorsystem 100 als Teil eines Antriebssystems für ein Passagierfahrzeug eingeschlossen sein. Das Motorsystem 100 kann Einlassluft über den Einlasskanal 140 empfangen. Der Einlasskanal 140 kann einen Luftfilter 156 umfassen. Das Motorsystem 100 kann ein Split-Motorsystem sein, wobei der Einlasskanal 140 stromabwärts vom Luftfilter 156 in erste und zweite Zweigeinlasskanäle verzweigt ist, wobei jeder einen Turboladerkompressor umfasst. In der resultierenden Konfiguration wird wenigstens ein Teil der Einlassluft über einen ersten Zweigeinlasskanal 142 zum Kompressor 122 des Turboladers 120 geleitet, und wenigstens ein weiterer Teil der Einlassluft wird über einen zweiten Zweigeinlasskanal 144 des Einlasskanals 140 zum Kompressor 132 des Turboladers 130 geleitet.
Der erste Teil der gesamten Einlassluft, welche vom Kompressor 122 komprimiert wird, kann dem Einlassverteiler 160 über einen ersten parallelen verzweigten Einlasskanal 146 zugeführt werden. Auf diese Weise bilden die Einlasskanäle 142 und 146 einen ersten kombinierten Zweig des Lufteinlasssystems des Motors aus. Auf ähnliche Weise kann ein zweiter Teil der gesamten Einlassluft über den Kompressor 132 komprimiert werden und kann dem Einlassverteiler 160 über einen zweiten parallelen verzweigten Einlasskanal 148 zugeführt werden. Folglich bilden die Einlasskanäle 144 und 148 einen zweiten kombinierten Zweig des Lufteinlasssystems des Motors aus. Wie in 1 gezeigt, kann die Einlassluft aus den Einlasskanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 vor Erreichen des Einlassverteilers 160 kombiniert werden, wo die Einlassluft dem Motor bereitgestellt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Einlassverteiler 160 einen Einlassverteilerdrucksensor 182 zum Schätzen eines Verteilerdrucks (MAP) und/oder einen Einlassverteilertemperatursensor 183 zum Schätzen einer Verteilerlufttemperatur (MCT) umfassen, welche jeweils mit der Steuerung 12 kommunizieren. Der gemeinsame Einlasskanal 149 kann einen Ladeluftkühler 154 und eine Einlassdrossel 158 umfassen. Die Position der Einlassdrossel 158 kann über ein Drosselbetätigungselement (nicht gezeigt) angepasst werden, welches kommunikativ mit der Steuerung 12 gekoppelt ist. Ein Drosseleinlassdruck(TIP, Throttle Inlet Pressure)-Sensor 173 kann mit dem gemeinsamen Einlasskanal 149 an einer Position stromaufwärts von der Einlassdrossel 158 und stromabwärts vom Luftkühler 154 gekoppelt sein. Ferner kann der TIP-Sensor 173 stromabwärts von den Kompressoren 122 und 132 angeordnet sein. Der Drosseleinlassdruck, welcher auch als Aufladedruck oder Ladedruck bezeichnet wird, kann vom TIP-Sensor 173 geschätzt werden. In einem Beispiel kann der TIP-Sensor verwendet werden, um Kompressorpumpbedingungen basierend auf einer Frequenz und/oder Amplitude eines Signals vom TIP-Sensor zu bestimmen. Als solcher kann der TIP-Sensor eine Bandbreite größer als 100 Hertz aufweisen, welche zum Erkennen des Kompressorpumpens geeignet ist.
Ein Kompressorrezirkulationskanal 150 kann zur Kompressorpumpsteuerung bereitgestellt sein. Um insbesondere Kompressorpumpen, wie beispielsweise bei einem Fahrer-Tip-out, zu reduzieren, kann der Aufladedruck vom Einlassverteiler von stromabwärts vom Luftkühler 154 und stromaufwärts von der Einlassdrossel 158 zum Einlasskanal 140 abgelassen werden (insbesondere stromabwärts vom Luftfilter 156 und stromaufwärts von der Verbindungsstelle der Einlasskanäle 142 und 144). Durch Fließen von verstärkter Luft von stromaufwärts von einem Einlassdrosseleinlass zu stromaufwärts von den Kompressoreinlässen kann der Aufladedruck schnell reduziert werden, wodurch die Aufladesteuerung beschleunigt wird.
Der Fluss durch den Kompressorrezirkulationskanal 150 kann durch Anpassen der Position des Kompressorrezirkulationsventils 152 (CRV 152) reguliert werden, welches darin positioniert ist. Das CRV 152 kann auch als ein Kompressorpumpventil, ein Kompressor-Bypassventil (CBV, Compressor Bypass Valve), ein Umleitventil usw. bezeichnet werden. Im dargestellten Beispiel kann das Kompressorrezirkulationsventil 152 ein stufenlos verstellbares Ventil sein, dessen Position auf eine vollständig geöffnete Position, eine vollständig geschlossene Position oder eine beliebige Position dazwischen angepasst werden kann. Somit kann das Kompressorrezirkulationsventil 152 hierin auch als ein stufenlos verstellbares Kompressorrezirkulationsventil oder CCRV (Continuously Variable Compressor Recirculation Valve) bezeichnet werden. Im dargestellten Beispiel ist das CCRV 152 als Drosselventil ausgelegt, obwohl das CCRV in anderen Ausführungsformen unterschiedlich ausgelegt sein kann (z. B. als Tellerventil). Dementsprechend kann das CCRV 152 eine Drossel (z. B. als Drosselplatte) sowie einen Positionssensor zum Kommunizieren einer Änderung in der Position der Drossel des CCRV zur Steuerung 12 umfassen. Der Positionssensor für die Drossel des CCRV (oder einfach CRV) kann auch als Drosselpositionssensor (TPS, Throttle Position Sensor) oder CCRV-Drosselpositionssensor bezeichnet werden. Es versteht sich, dass, obwohl das CCRV für einen V-6-Doppelturboladermotor in 1 gezeigt ist, das CCRV in ähnlicher Weise auf andere Motorkonfigurationen angewendet werden kann, wie beispielsweise auf I-3-, I-4-, V-8- und andere Motorkonfigurationen mit einem oder mehreren Turboladern.
In einer alternativen Konfiguration kann der Kompressorrezirkulationskanal angeordnet sein, so dass komprimierte Luft von stromaufwärts vom Luftkühler 154 zu einer Position stromaufwärts von den Kompressoren 122 und 132 fließt. In einer anderen Konfiguration kann es zwei Rezirkulationspfade jeweils mit einem Rezirkulationsventil geben, welches jeweils angeordnet ist, so dass komprinierte Luft vom Kompressorausgang zum Kompressoreinlass wandert. Es versteht sich auch, dass die hierin beschriebenen Verfahren auf ein Kompressorrezirkulationsventil angewendet werden können, welches nicht stufenlos verstellbar ist.
Unter nominalen Motorbetriebsbedingungen kann das stufenlos verstellbare Kompressorrezirkulationsventil 152 nominal geschlossen oder fast geschlossen gehalten werden. In einer solchen Position kann das Ventil mit bekannter oder vernachlässigbarer Leckage betrieben werden. Dann kann in Reaktion auf ein Pumpen eine Öffnung des CCRV 152 vergrößert werden. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren im Kompressorrezirkulationskanal 150 gekoppelt sein, um die Masse des rezirkulierten Flusses zu bestimmen, welcher vom Drosseleinlass zum Einlasskanal zugeführt wird. Die verschiedenen Sensoren können beispielsweise Druck-, Temperatur- und/oder Flusssensoren umfassen.
In alternativen Ausführungsformen kann das Kompressorrezirkulationsventil als ein Zweipositionsventil ausgelegt sein, welches auf eine von einer vollständig geschlossenen und einer vollständig geöffneten Position anpassbar ist. Die Aufladeregelung kann jedoch durch die Verwendung eines CCRV verbessert werden. Darüber hinaus können durch die Koordination des Betriebs des CCRV mit denen eines Wastegate die Aufladereaktion und Pumpgrenzabstände verbessert werden. Als solches kann die Auswirkung des Öffnens oder Schließens des CCRV 152 auf den Aufladedruck im Wesentlichen sofort sein. Dies ermöglicht eine schnelle Auflade- und Pumpsteuerung.
Der Motor 10 kann eine Mehrzahl von Zylindern 14 umfassen. Im dargestellten Beispiel umfasst der Motor 10 sechs Zylinder, welche in einer V-Konfiguration angeordnet sind. Insbesondere sind die sechs Zylinder auf zwei Bänken, erste Bank 13 und zweite Bank 18, angeordnet, wobei jede Bank drei Zylinder umfasst. In alternativen Beispielen kann der Motor 10 zwei oder mehr Zylinder umfassen, wie beispielsweise 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder. Diese verschiedenen Zylinder können in alternativen Konfigurationen gleichmäßig aufgeteilt und angeordnet sein, wie beispielsweise V, inline, geschachtelt usw. Jeder Zylinder 14 kann mit einem Kraftstoffinjektor 166 ausgelegt sein. Im dargestellten Beispiel ist der Kraftstoffinjektor 166 eine In-Zylinder-Direkteinspritzvorrichtung. In anderen Beispielen kann der Kraftstoffinjektor 166 als Port-basierter Kraftstoffinjektor ausgelegt sein.
Die Einlassluft, welche jedem Zylinder 14 (hierin auch als Brennraum 14 bezeichnet) über den gemeinsamen Einlasskanal 149 zugeführt wird, kann für die Kraftstoffverbrennung verwendet werden, und Verbrennungsprodukte können dann über bankspezielle parallele Abgaskanäle abgelassen werden. Im dargestellten Beispiel kann die erste Bank 13 von Zylindern des Motors 10 Verbrennungsprodukte über einen ersten parallelen Abgaskanal 17 ablassen, und die zweite Bank 18 von Zylindern kann Verbrennungsprodukte über einen zweiten parallelen Abgaskanal 19 ablassen. Jeder der ersten und zweiten parallelen Abgaskanäle 17 und 19 kann ferner eine Turboladerturbine umfassen. Insbesondere können Verbrennungsprodukte, welche über den Abgaskanal 17 abgelassen werden, durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, was wiederum mechanische Arbeit an den Kompressor 122 über die Welle 126 bereitstellen kann, um Kompression für die Einlassluft bereitzustellen. Alternativ können einige oder alle der Abgasgase, welche durch den Abgaskanal 17 fließen, die Abgasturbine 124 über den Turbinen-Bypasskanal 123 umgehen, wie durch das Wastegate 128 gesteuert Ähnlich können Verbrennungsprodukte, welche über den Abgaskanal 19 abgelassen werden, durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, was wiederum mechanische Arbeit an den Kompressor 132 über die Welle 136 bereitstellen kann, um Kompression für die Einlassluft bereitzustellen, welche durch den zweiten Zweig des Einlasskanals 144 des Einlasssystems des Motors fließt. Alternativ können einige oder alle der Abgasgase, welche durch den Abgaskanal 19 fließen, die Abgasturbine 134 über den Turbinen-Bypasskanal 133 umgehen, wie durch das Wastegate 138 gesteuert
In einigen Beispielen können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variabler Geometrie ausgelegt sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinenlaufradschaufeln (oder Flügel) anpassen kann, um den Pegel der Energie zu variieren, welche aus dem Abgasfluss erhalten wird und an den jeweiligen Kompressor weitergegeben wird. Alternativ können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variabler Düse ausgelegt sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinendüse anpassen kann, um den Pegel der Energie zu variieren, welche aus dem Abgasfluss erhalten wird und an den jeweiligen Kompressor weitergegeben wird. Beispielsweise kann das Steuersystem ausgelegt sein, um die Position des Flügels oder der Düse der Abgasturbinen 124 und 134 über die jeweiligen Betätigungselemente unabhängig voneinander zu variieren.
Abgase im ersten parallelen Abgaskanal 17 können über den verzweigten parallelen Abgaskanal 170 in die Atmosphäre geleitet werden, während Abgase im zweiten parallelen Abgaskanal 19 über den verzweigten parallelen Abgaskanal 180 in die Atmosphäre geleitet werden. Die Abgaskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie beispielsweise einen Katalysator, und einen oder mehrere Abgassensoren (nicht gezeigt) umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann der Motor 10 ferner eine oder mehrere Abgasrezirkulations(AGR)-Kanäle zum Rezirkulieren von wenigstens einem Teil des Abgases von den ersten und zweiten parallelen Abgaskanälen 17 und 19 und/ oder den ersten und zweiten parallelen verzweigten Abgaskanälen 170 und 180 zu den ersten Zweig- und zweiten Zweigeinlasskanälen 142 und 144 und/oder ersten und zweiten parallelen verzweigten Einlasskanälen 146 und 148 oder dem Einlassverteiler 160 umfassen. Diese können Hochdruck-AGR-Schleifen zum Bereitstellen von Hochdruck-AGR (HP-AGR) und Niederdruck-AGR-Schleifen zum Bereitstellen von Niederdruck-AGR (LP-AGR) umfassen. Wenn eingeschlossen, kann die HP-AGR im Nichtvorhandensein vom Aufladen durch die Turbolader 120, 130 bereitgestellt sein, während die LP-AGR im Vorhandensein von Turboladeraufladedruck bereitgestellt sein kann und/oder wenn die Abgastemperatur über einem Schwellenwert liegt. In noch weiteren Beispielen können sowohl die HP-AGR als auch die LP-AGR gleichzeitig bereitgestellt sein. Die Niederdruck-AGR-Schleifen können wenigstens etwas Abgas von jedem der verzweigten parallelen Abgaskanäle stromabwärts von der Abgasturbine zum entsprechenden Zweig des Einlasskanals stromaufwärts vom Kompressor rezirkulieren. Jede der LP-AGR-Schleifen kann entsprechende LP-AGR-Ventile zur Steuerung des Abgasflusses durch die LP-AGR-Schleife aufweisen, sowie entsprechende Ladeluftkühler zum Absenken einer Temperatur von Abgas, welches zum Motoreinlass rezirkuliert wird. Die Hochdruck-AGR-Schleifen können wenigstens etwas Abgas von jedem der parallelen Abgaskanäle stromaufwärts von der Abgasturbine zum entsprechenden parallelen Einlasskanal stromabwärts vom Kompressor rezirkulieren. Wie gezeigt, kann die Hochdruck-AGR-Schleife 177 einen Teil des Abgases aus dem ersten parallelen Abgaskanal 17 zum ersten parallelen verzweigten Einlasskanal 146 rezirkulieren. Ähnlich kann die Hochdruck-AGR-Schleife 197 wenigstens etwas Abgas vom zweiten parallelen Abgaskanal 19 zum zweiten parallelen verzweigten Einlasskanal 148 rezirkulieren. Der AGR-Fluss durch die HP-AGR-Schleifen kann über entsprechende HP-AGR-Ventile und HP-AGR-Ladeluftkühler (nicht gezeigt) gesteuert werden. Somit kann der AGR-Fluss durch die Hochdruck-AGR-Schleife 197 vom HP-AGR-Ventil 195 gesteuert werden, während der AGR-Fluss durch die Hochdruck-AGR-Schleife 177 vom HP-AGR-Ventil 175 gesteuert wird.
Die Position der Einlass- und Abgasventile jedes Zylinders 14 kann über hydraulisch betätigte Heber, welche mit Ventilstößelstangen gekoppelt sind, oder über einen Nockenprofilumschaltmechanismus, in dem Nockenerhebungen verwendet werden, geregelt werden. In diesem Beispiel können wenigstens die Einlassventile jedes Zylinders 14 durch Nockenbetätigung unter Verwendung eines Nockenbetätigungssystems gesteuert werden. Insbesondere kann das Einlassventil-Nockenbetätigungssystem 25 eine oder mehrere Nocken umfassen und kann variable Nockenzeitsteuerung oder Hub für Einlass- und/oder Abgasventile verwenden. In alternativen Ausführungsformen können die Einlassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Ähnlich können die Abgasventile durch Nockenbetätigungssysteme oder elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Nockenbetätigungssysteme können eine oder mehrere Nocken umfassen, welche auf einer oder mehreren Nockenwellen montiert sind, und können eines oder mehrere von Systemen mit Nockenprofilumschaltung (CPS, Cam Profile Switching), variabler Nockenzeitsteuerung (VCT, Variable Cam Timing), variabler Ventilzeitsteuerung (VVT, Variable Valve Timing) und/oder variablem Ventilhub (VVL, Variable Valve Lift) verwenden, welche von der Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren.
Das Motorsystem 100 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem 15, einschließlich der Steuerung 12, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 190 über eine Eingabevorrichtung 192 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 192 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 194 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP.
Das Steuersystem 15 wird gezeigt, wie es Informationen von einer Mehrzahl von Sensoren 16 empfängt (verschiedene Beispiele davon sind hierin beschrieben) und Steuersignale an eine Mehrzahl von Betätigungselementen 81 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 den TIP-Sensor 173, einen Feuchtigkeitssensor, den MAP-Sensor 182 und den MCT-Sensor 183 umfassen. In einigen Beispielen kann ein Drosseleinlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (TCT) stromaufwärts von der Einlassdrossel 158 angeordnet sein. In anderen Beispielen können einer oder mehrere der AGR-Kanäle Druck-, Temperatur- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren zum Bestimmen der AGR-Flusscharakteristiken umfassen. Als ein anderes Beispiel können die Betätigungselemente 81 das CCRV 152, den Kraftstoffinjektor 166, die HP-AGR-Ventile 175 und 195, die LP-AGR-Ventile (nicht gezeigt), die Einlassdrossel 158 und die Wastegates 128, 138 umfassen. Andere Betätigungselemente, wie beispielsweise eine Vielzahl von zusätzlichen Ventilen und Drosseln, können mit verschiedenen Positionen im Motorsystem 100 gekoppelt sein. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Betätigungselemente in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder Code auslösen, welche darin programmiert sind, entsprechend einer oder mehrerer Routinen. Beispielhafte Steuerroutinen werden hierin unter Bezugnahme auf 2–4 beschrieben. Die Steuerung 12 kann ein oder mehrere Kennfelder (z. B. Kompressorkennfeld 500 in 5) in einem Speicher der Steuerung speichern.
In einem Beispiel kann das System aus 1 ein Turboladersystem einer Brennkraftmaschine bereitstellen, umfassend: einen Kompressor; einen Drosseleinlassdrucksensor, welcher stromabwärts von einem Auslass des Kompressors und stromaufwärts von einer Einlassdrossel angeordnet ist; eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen für: in Reaktion auf eine Anforderung, eine Kompressorpumpgrenzenanpassung zu erlernen, Erkennen eines Kompressorpumpereignisses basierend auf einer Amplitude des Drucksensors größer als eine Schwellenwertamplitude in einem Schwellenwertfrequenzbereich; Bestimmen einer Anzahl von Kompressorpumpereignissen in einem ersten Kompressorkennfeldbereich, welcher einen ersten Kennfeldpunkt auf dem Kompressorkennfeld umfasst, bei dem das Pumpereignis erkannt wird; und in Reaktion auf die Anzahl von Pumpereignissen im ersten Kennfeldbereich größer als eine Schwellenwertzahl das Verzögern eines ersten Pumpgrenzenbereichs, einschließlich eines ersten und eines zweiten Pumpgrenzenpunkts, welche auf einer Pumpgrenze angeordnet sind; und wobei ein Abstand zwischen jedem der ersten und der zweiten Pumpgrenzenpunkte und dem ersten Kennfeldpunkt kleiner als ein Abstand zwischen jedem der verbleibenden Pumpgrenzenpunkte auf der Pumpgrenze und dem ersten Kennfeldpunkt ist.
Das System umfasst ferner, wobei die Steuerung in Reaktion auf die Anforderung, die Pumpgrenzenanpassung zu erlernen, ferner Anweisungen umfasst zum Erkennen eines Nichtvorhandenseins des Kompressorpumpens während eines Tip-outs größer als ein Schwellenwert; Bestimmen einer Anzahl von Tip-out-Ereignissen in einem zweiten Kompressorkennfeldbereich, welcher einen zweiten Kennfeldpunkt auf dem Kompressorkennfeld umfasst, bei dem das Tip-out erkannt wird; und in Reaktion auf die Anzahl von Tip-out-Ereignissen im zweiten Bereich größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-outs Vorrücken eines zweiten Pumpgrenzenbereichs, welcher einen dritten und einen vierten Pumpgrenzenpunkt umfasst, die auf der Pumpgrenze angeordnet sind; und wobei ein Abstand zwischen jedem der dritten und der vierten Pumpgrenzenpunkte und dem zweiten Kennfeldpunkt kleiner als ein Abstand zwischen jedem der verbleibenden Pumpgrenzenpunkte auf der Pumpgrenze und dem zweiten Kennfeldpunkt ist.
Das System umfasst noch ferner, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zum Verbinden des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs über lineare Interpolation umfasst; und wobei der erste Bereich benachbart zum zweiten Bereich ist.
In einem anderen Beispiel stellt das System aus 1 ein Motorsystem bereit, umfassend: einen Motor; einen Turbolader zum Bereitstellen einer verstärkten Luftladung an den Motor, wobei der Turbolader eine Abgasturbine und einen Einlasskompressor umfasst; ein stufenlos verstellbares Rezirkulationsventil, welches durch den Kompressor gekoppelt ist; eine Drossel, welche stromabwärts vom Kompressor mit dem Einlass gekoppelt ist; einen Drosseleinlassdrucksensor, welcher stromabwärts vom Kompressor und stromaufwärts von der Drossel angeordnet ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zum Erkennen einer Verschlechterung des stufenlos verstellbaren Rezirkulationsventils basierend auf der Anpassung einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds, welches in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist.
Das Verfahren umfasst ferner, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zum Anzeigen umfasst, dass das Rezirkulationsventil in geschlossener Position in Reaktion auf einen Bereich links von der Pumpgrenze größer als ein erster Schwellenwertbereich steckengeblieben ist, und zum Anzeigen, dass das Rezirkulationsventil in geöffneter Position in Reaktion auf einen Bereich links von der Pumpgrenze kleiner als ein zweiter Schwellenwertbereich steckengeblieben ist.
In 2 ist ein Verfahren 200 zum Anpassen einer Kompressorpumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld gezeigt. Insbesondere kann die Pumpgrenze durch Verwenden des Verfahrens 200 aus 2 in Echtzeit während eines oder mehrerer normalen Fahrzyklen angepasst werden. Durch Anpassen der Pumpgrenze in Echtzeit kann das Pumpverhalten des Kompressors unter aktuellsten Fahrzeugbetriebsbedingungen erlernt werden. Das Verfahren aus 2 kann im System aus 1 als ausführbare Anweisungen, welche im nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, eingeschlossen sein.
Bei 202 umfasst das Verfahren 200 das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können die Motordrehzahl, die Motorlast, die Fahrpedalposition, die Drosselposition, das Kompressordruckverhältnis, den Kompressorfluss, die Drosseleinlassdruckfrequenz und die Dauer des Motorbetriebs umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Nach dem Bestimmen der Betriebsbedingungen kann das Verfahren 200 zu 204 weitergehen. Bei 204 kann das Verfahren 200 die Beurteilung umfassen, ob Bedingungen für das Erlernen und Anpassen der Pumpgrenze vorhanden sind. In einem Beispiel kann das Verfahren 200 beurteilen, dass Bedingungen zum Anpassen der Pumpgrenze vorhanden sind, wenn eine Schwellenwertzahl von Meilen erreicht wird. In anderen Beispielen kann das Verfahren 200 beurteilen, dass Bedingungen zum Anpassen der Pumpgrenze vorhanden sind, wenn eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen erkannt wird. In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren 200 beurteilen, dass Lernbedingungen vorhanden sind, wenn eine Schwellenwertzahl von aggressiven Tip-out-Ereignissen, welche nicht zu einem Pumpen führen, erreicht wird. Noch ferner kann das Erlernen der Pumpgrenze initiiert werden, falls eine Schwellenwertdauer seit einer letzten Anpassung der Pumpgrenze verstrichen ist. Falls das Verfahren 200 beurteilt, dass Bedingungen für die Anpassung der Pumpgrenze vorhanden sind, lautet die Antwort „Ja“ und das Verfahren 200 geht zu 204 weiter.
Bei 206 umfasst das Verfahren 200 die Überwachung einer Frequenz einer Signalausgabe (z. B. Drucksignalausgabe) bei verschiedenen Frequenzbereichen von einem Drosseleinlassdrucksensor. Ein Drosseleinlassdrucksensor (z. B. Sensor 173 in 1) kann stromabwärts von einem Auslass eines Kompressors angeordnet sein. In einem Beispiel kann zusätzlich oder alternativ eine Amplitude der Signalausgabe vom Drosselpositionssensor bestimmt werden. Das Verfahren 200 geht nach dem Bestimmen der Frequenz und Amplitude des Drosseleinlassdrucksensors zu 208 weiter.
Bei 208 umfasst das Verfahren 200 die Beurteilung, ob ein Kompressorpumpereignis basierend auf der Frequenz und Amplitude des Signals vom TIP-Sensor erkannt wird. Als solche können unter Pumpbedingungen Druckschwingungen von hoher Amplitude und Frequenz erzeugt werden. Durch Überwachen der Drucksignale stromabwärts vom Kompressor über den TIP-Sensor können Kompressorpumpereignisse erkannt werden. In einem Beispiel kann ein Kompressorpumpereignis basierend auf der Frequenz des Signals vom TIP-Sensor größer als eine Schwellenwertfrequenz erkannt werden. In anderen Beispielen kann das Kompressorpumpereignis zusätzlich oder alternativ zur Frequenz basierend auf der Amplitude des TIP-Sensorsignals größer als eine Schwellenwertamplitude in einem Schwellenwertfrequenzbereich erkannt werden. Falls die Antwort bei 208 JA lautet, wird das Kompressorpumpereignis erkannt und das Verfahren 200 geht zu 212 weiter. Falls die Antwort bei 208 NEIN lautet, arbeitet der Kompressor nicht unter Pumpbedingungen und das Verfahren geht zu 210 weiter.
Bei 212 umfasst das Verfahren 200 das Speichern eines Betriebspunkts auf einem Kompressorkennfeld (z. B. Kennfeld 500 in 5), einschließlich eines Kompressordruckverhältnisses und eines Kompressormassenflusses, bei dem das Pumpereignis erkannt wurde, im Speicher einer Steuerung (z. B. Steuerung 12 in 1). Nach dem Speichern des Betriebspunkts kann das Verfahren 200 zu 216 weitergehen.
Bei 216 umfasst das Verfahren 200 die Beurteilung, ob der Betriebspunkt, an dem das Pumpen aufgetreten ist (hierin als Pumpbetriebspunkt bezeichnet), rechts von einer aktuellen Pumpgrenze angeordnet ist. In einem Beispiel kann die aktuelle Pumpgrenze eine Pumpgrenze sein, welche vom Hersteller kalibriert wurde. In einigen Beispielen kann die aktuelle Pumpgrenze eine Pumpgrenze sein, welche während eines vorhergehenden Lernzyklus in Echtzeit kalibriert wurde. Wie oben erläutert, kann das Auftreten eines Pumpens basierend auf dem Drucksignal vom TIP-Sensor bestimmt werden.
Falls die Antwort bei 216 NEIN lautet, dann pumpt der Kompressor im Pumpbereich (Bereich links von der Pumpgrenze oder auf der Pumpgrenze). Dementsprechend kann die Pumpgrenze nicht angepasst werden. Daher kann das Verfahren 200 nach dem Bestimmen, dass sich der Pumpbetriebspunkt nicht rechts von der Pumpgrenze befindet, zu 232 weitergehen. Bei 232 kann die aktuelle Pumpgrenze ohne irgendeine Anpassung beibehalten werden. Das heißt, eine Delta-Anpassung bei 232 kann null sein. Ferner kann bei 232 ein Bereich auf der Pumpgrenze, welcher dem Betriebspunkt auf dem Kompressorkennfeld entspricht, bei dem das Pumpen erkannt wird und eine Delta-Anpassung von null vorgenommen wird, identifiziert und gespeichert werden. Von 232 kann das Verfahren 200 zu 240 weitergehen, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Pumpgrenze besucht werden. Falls die Antwort bei 240 JA lautet, kann das Verfahren 200 enden. Falls NEIN, kann das Verfahren 200 zu Schritt 206 zurückkehren.
Um zu 216 zurückzukehren, falls die Antwort bei 216 JA lautet, dann pumpt der Kompressor in einem Nicht-Pumpbereich (Bereich rechts von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds. Dementsprechend muss die Pumpgrenze möglicherweise angepasst werden, um eine korrekte Pumpgrenze zu erhalten. Das Verfahren 200 kann nach dem Bestimmen, dass sich der Pumpbetriebspunkt rechts von der Pumpgrenze befindet, zu 220 weitergehen.
Bei 220 umfasst das Verfahren 200 das Identifizieren eines Bereichs auf der Pumpgrenze, welcher dem Pumpbetriebspunkt entspricht. Beispielsweise kann der Bereich auf der Pumpgrenze zwei oder mehr Datenpunkte auf der Pumpgrenze umfassen (hierin kann jeder Datenpunkt auf der Pumpgrenze als Pumpgrenzendatenpunkt bezeichnet werden), welche am nächsten zum Pumpbetriebspunkt auf dem Kompressorkennfeld im Vergleich zu den verbleibenden Datenpunkten auf der Pumpgrenze liegen.
Als Nächstes umfasst das Verfahren 200 bei 224 nach dem Identifizieren des Bereichs auf der Pumpgrenze das Bestimmen einer Anzahl von Pumpvorgängen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren, und umfasst ferner das Speichern der Anzahl von Pumpvorgängen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren. Mit anderen Worten kann die Anzahl von Pumpvorgängen, welche dem identifizierten Bereich auf der Pumpgrenze entsprechen, bestimmt und gespeichert werden. Beispielsweise kann ein erster Pumpbetriebspunkt zum Identifizieren eines ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führen, welcher wenigstens zwei Pumpgrenzendatenpunkte umfasst, welche am nächsten zum ersten Pumpbetriebspunkt liegen; und ein zweiter Pumpbetriebspunkt kann auch zum Identifizieren des ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führen (beispielsweise aufgrund dessen, dass der erste Bereich auf der Pumpgrenze wenigstens zwei Pumpgrenzendatenpunkte umfasst, welche am nächsten zum zweiten Pumpbetriebspunkt liegen). Folglich kann die Anzahl von Pumpvorgängen, welche den ersten Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren, als zwei gespeichert werden. Anschließend, falls ein dritter Pumpbetriebspunkt auch zum Identifizieren des ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führt, kann die Anzahl von Pumpvorgängen, welche den ersten Bereich identifizieren, auf drei inkrementiert werden. Ähnlich, falls ein vierter Pumpbetriebspunkt zum Identifizieren eines zweiten Bereichs auf der Pumpgrenze zum ersten Mal führt, kann die Anzahl von Pumpvorgängen, welche den zweiten Bereich identifizieren, als einer gespeichert werden, und so weiter.
Als Nächstes kann das Verfahren 200 zu 228 weitergehen. Bei 228 kann das Verfahren 200 die Beurteilung umfassen, ob die Anzahl von Pumpvorgängen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze (hierin auch als Pumpgrenzenbereich bezeichnet) identifizieren, größer als eine Schwellenwertzahl ist. In einem Beispiel kann die Schwellenwertzahl eine ausgewählte Zahl für alle Bereiche auf der Pumpgrenze sein. Die ausgewählte Zahl kann auf einer Größe des erkannten Pumpens basiert sein. Beispielsweise kann sich die Schwellenwertzahl von Pumpvorgängen vor der Anpassung verringern, wenn die Größe der erkannten Pumpvorgänge zunimmt. Das bedeutet, dass größere Pumpvorgänge vor der Anpassung eine geringere Anzahl von Pumpereignissen erfordern. In einem Beispiel kann die Schwellenwertzahl auf einer Standardabweichung einer bestimmten Kompressorercharakteristik basierend auf Teil-zu-Teil-Variabilität oder einer Kalibrierungskonstante basierend auf Experimenten basiert sein. In einigen Beispielen kann die Schwellenwertzahl auf einer Position des Pumpgrenzenbereichs auf dem Kompressorkennfeld basiert sein. Falls der identifizierte Bereich beispielsweise eine Schwellenwertzahl von Pumpgrenzendatenpunkten umfasst, welche jeweils ein Kompressordruckverhältnis größer als ein Schwellenwertverhältnis aufweisen, kann die Schwellenwertzahl von Pumpvorgängen geringer sein im Vergleich zur Schwellenwertzahl von Pumpvorgängen, wenn der identifizierte Bereich eine Schwellenwertzahl von Pumpgrenzendatenpunkten umfasst, welche jeweils ein Kompressordruckverhältnis kleiner als das Schwellenwertverhältnis aufweisen. Falls die Antwort bei 228 JA lautet, ist die Anzahl von Pumpvorgängen größer als die Schwellenwertzahl, und das Verfahren 200 kann folglich zu 234 weitergehen.
Bei 234 umfasst das Verfahren 200 das Verzögern der Pumpgrenze durch Anpassen der aktuellen Pumpgrenze nach rechts von der aktuellen Pumpgrenze. In einem Beispiel kann eine lokale Anpassung durchgeführt werden, was das Verzögern des Bereichs der Pumpgrenze umfasst (das heißt, des von der Anzahl von Pumpbetriebspunkten identizierten Bereichs, wobei die Anzahl größer als der Schwellenwert ist), während die verbleibenden Bereiche eine aktuelle Position auf dem Kennfeld beibehalten können. In einem anderen Beispiel können globale Pumpgrenzenanpassungen durchgeführt werden. Das heißt, die gesamte Pumpgrenze, einschließlich aller Bereiche der Pumpgrenze, können basierend auf der lokalen Anpassung verzögert werden. Ein Verzögerungsbetrag (hierin auch als Delta-Verzögerungsanpassungen bezeichnet) kann eine kalibrierbare Konstante sein. Beispielsweise kann die kalibrierbare Konstante ein Prozentsatz der korrigierten Massenflussrate sein. In einigen Beispielen kann die Delta-Verzögerungsanpassung auf einer Intensität des Pumpereignisses oder einer durchschnittlichen Intensität der Anzahl von Pumpereignissen basiert sein. Nach dem Durchführen von Delta-Verzögerungsanpassungen kann das Verfahren 200 zu 240 weitergehen, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Pumpgrenze besucht werden. Falls JA, kann das Verfahren 200 enden. Falls NEIN, kann das Verfahren 200 zu Schritt 206 zurückkehren.
Um zu 208 zurückzukehren, falls bestimmt wird, dass der Kompressor nicht unter Pumpbedingungen arbeitet, kann das Verfahren 200 zu 210 weitergehen. Bei 210 umfasst das Verfahren 200 das Bestätigen, ob ein großes Tip-out-Ereignis aufgetreten ist. Beispielsweise kann ein großes Tip-out basierend auf einem Tip-out größer als ein Schwellenwertbetrag bestätigt werden. Als solches kann das Bestätigen eines Tip-out-Ereignisses das Bestimmen, ob der Bediener ein Fahrpedal freigegeben hat, umfassen. Ferner kann das Bestätigen eines großen Tip-out-Ereignisses das Bestimmen, ob eine Änderung in einer Fahrpedalposition während des Tip-outs größer als eine Schwellenwertänderung ist, umfassen. In einem Beispiel kann der Drehmomentbedarf in Reaktion auf den großen Tip-out-Vorgang von einem höheren Drehmomentbedarf auf einen niedrigeren Drehmomentbedarf unterhalb des Schwellenwertbedarfs fallen. In einem anderen Beispiel kann der Drehmomentbedarf in Reaktion auf den Tip-out-Vorgang vom höheren Drehmomentbedarf auf einen minimalen Drehmomentbedarf fallen. Falls bestimmt wird, dass ein großer Tip-out-Vorgang aufgetreten ist, kann das Verfahren 200 zu 214 weitergehen. Falls das große Tip-out bei 210 nicht erkannt wird, kann das Verfahren 200 enden.
Bei 214 kann das Verfahren 200 das Speichern eines Betriebspunkts auf dem Kompressorkennfeld (beispielsweise), einschließlich eines Kompressordruckverhältnisses und eines Kompressormassenflusses, bei dem das große Tip-out-Ereignis erkannt wurde, im Speicher einer Steuerung (z. B. Steuerung 12 in 1) umfassen. Nach dem Speichern des Betriebspunkts kann das Verfahren 200 zu 218 weitergehen.
Bei 218 umfasst das Verfahren 200 die Beurteilung, ob ein Betriebspunkt, an dem das Tip-out aufgetreten ist (hierin als Tip-out-Betriebspunkt bezeichnet), links von der aktuellen Pumpgrenze angeordnet ist. In einem Beispiel kann die aktuelle Pumpgrenze eine Pumpgrenze sein, welche vom Hersteller kalibriert wurde. In einigen Beispielen kann die aktuelle Pumpgrenze eine Pumpgrenze sein, welche während eines vorhergehenden Lernzyklus in Echtzeit kalibriert wurde.
Falls die Antwort bei 218 NEIN lautet, dann pumpt der Kompressor nicht, wenn der Tip-out-Betriebspunkt im Nicht-Pumpbereich (Bereich rechts von der Pumpgrenze) liegt. Dementsprechend kann die Pumpgrenze nicht angepasst werden. Daher kann das Verfahren 200 nach dem Bestimmen, dass sich der Tip-out-Betriebspunkt nicht links von der Pumpgrenze befindet, zu 238 weitergehen. Bei 238 kann die aktuelle Pumpgrenze ohne irgendeine Anpassung beibehalten werden. Das heißt, dass bei 238 null Anpassungen vorgenommen werden können. Ferner kann bei 238 ein Bereich auf der Pumpgrenze, welcher dem Betriebspunkt auf dem Kompressorkennfeld entspricht, bei dem das Tip-out erkannt wird und null Anpassungen vorgenommen werden, identifiziert und gespeichert werden. Nach dem Durchführen von null Anpassungen kann das Verfahren 200 zu 240 weitergehen, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Pumpgrenze besucht werden. Falls JA, kann das Verfahren 200 enden. Falls NEIN, kann das Verfahren 200 zu Schritt 206 zurückkehren.
Um zu 218 zurückzukehren, falls die Antwort bei 218 JA lautet, dann pumpt der Kompressor (während eines großen Tip-outs) in einem Pumpbereich (Bereich links von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds nicht. Dementsprechend muss die Pumpgrenze möglicherweise angepasst werden, um eine korrekte Pumpgrenze zu erhalten. Nach dem Bestimmen, dass sich der Tip-out-Betriebspunkt links von der Pumpgrenze befindet, kann das Verfahren zu 222 weitergehen.
Bei 222 kann das Verfahren 200 das Identifizieren eines Bereichs auf der Pumpgrenze umfassen, welcher dem Tip-out-Betriebspunkt entspricht. Beispielsweise kann der Bereich auf der Pumpgrenze zwei oder mehr Datenpunkte auf der Pumpgrenze (das heißt, die Pumpgrenzendatenpunkte) umfassen, welche am nächsten zum Tip-out-Betriebspunkt auf dem Kompressorkennfeld im Vergleich zu den verbleibenden Datenpunkten auf der Pumpgrenze liegen.
Als Nächstes umfasst das Verfahren 200 bei 226 nach dem Identifizieren des Bereichs auf der Pumpgrenze das Bestimmen einer Anzahl von Tip-out-Ereignissen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren (das heißt, den Bereich auf der Pumpgrenze, welcher bei Schritt 222 identifiziert wurde), und umfasst ferner das Speichern der Anzahl von Tip-out-Ereignissen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren. Mit anderen Worten kann die Anzahl von Tip-outs, welche dem identifizierten Bereich auf der Pumpgrenze entsprechen, bestimmt und gespeichert werden. Beispielsweise kann ein erster Tip-out-Betriebspunkt zum Identifizieren eines ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führen, welcher wenigstens zwei Pumpgrenzendatenpunkte umfasst, welche am nächsten zum ersten Tip-out-Betriebspunkt liegen; und ein zweiter Tip-out-Betriebspunkt kann auch zum Identifizieren des ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führen (beispielsweise aufgrund dessen, dass der erste Bereich auf der Pumpgrenze wenigstens zwei Pumpgrenzendatenpunkte umfasst, welche am nächsten zum zweiten Tip-out-Betriebspunkt liegen). Folglich kann die Anzahl von Tip-out-Ereignissen, welche den ersten Bereich auf der Pumpgrenze identifizieren, als zwei gespeichert werden. Anschließend, falls ein dritter Tip-out-Betriebspunkt auch zum Identifizieren des ersten Bereichs auf der Pumpgrenze führt, kann die Anzahl von Pumpvorgängen, welche den ersten Bereich identifizieren, auf drei inkrementiert werden. Ähnlich, falls ein vierter Tip-out-Betriebspunkt zum Identifizieren eines zweiten Bereichs auf der Pumpgrenze führt, kann die Anzahl von Tip-out-Ereignissen, welche den zweiten Bereich identifizieren, als eine gespeichert werden, und so weiter.
Als Nächstes kann das Verfahren 200 zu 230 weitergehen. Bei 230 kann das Verfahren 200 die Beurteilung umfassen, ob die Anzahl von Tip-out-Ereignissen, welche den Bereich auf der Pumpgrenze (hierin auch als Pumpgrenzenbereich bezeichnet) identifizieren, größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen ist. In einem Beispiel kann die Schwellenwertzahl eine ausgewählte Zahl für alle Bereiche auf der Pumpgrenze sein. Die ausgewählte Zahl kann auf einer Größe von Tip-outs basiert sein. Beispielsweise kann sich die Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen verringern, wenn die Größe der Tip-outs zunimmt. Mit anderen Worten können größere Tip-out-Ereignisse vor der Anpassung eine geringere Anzahl von Tip-out-Ereignissen erfordern. In einem Beispiel kann die Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen auf einer Standardabweichung einer bestimmten Kompressorercharakteristik basierend auf Teil-zu-Teil-Variabilität oder einer Kalibrierungskonstante basierend auf Experimenten basiert sein. In einigen Beispielen kann die Schwellenwertzahl auf einer Position des Pumpgrenzenbereichs auf dem Kompressorkennfeld basiert sein. Falls der identifizierte Bereich beispielsweise eine Schwellenwertzahl von Pumpgrenzendatenpunkten umfasst, welche jeweils ein Kompressordruckverhältnis größer als ein Schwellenwertverhältnis aufweisen, kann die Schwellenwertzahl von Tip-outs geringer sein als die Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen, wenn der identifizierte Bereich eine Schwellenwertzahl von Pumpgrenzendatenpunkten umfasst, welche jeweils ein Kompressordruckverhältnis kleiner als das Schwellenwertverhältnis aufweisen. Falls die Antwort bei 230 JA lautet, ist die Anzahl von Tip-out-Ereignissen größer als die Schwellenwertzahl, und das Verfahren 200 kann folglich zu 236 weitergehen.
Bei 236 umfasst das Verfahren 200 das Vorrücken der Pumpgrenze durch Anpassen der aktuellen Pumpgrenze nach links von der aktuellen Pumpgrenze. In einem Beispiel kann eine lokale Anpassung durchgeführt werden, was das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze umfasst (das heißt, des von der Anzahl von Pumpbetriebspunkten identizierten Bereichs, wobei die Anzahl größer als der Schwellenwert ist), während die verbleibenden Bereiche eine aktuelle Position auf dem Kennfeld beibehalten können. In einem anderen Beispiel können globale Pumpgrenzenanpassungen basierend auf der lokalen Anpassung durchgeführt werden. Das heißt, die gesamte Pumpgrenze, einschließlich aller Bereiche der Pumpgrenze, können basierend auf der lokalen Anpassung verzögert werden.
Ein vorgenommener Vorrückungsbetrag (hierin auch als Delta-Vorrückungsanpassungen bezeichnet) kann eine kalibrierbare Konstante sein. Beispielsweise kann die kalibrierbare Konstante ein Prozentsatz der korrigierten Massenflussrate sein. In einigen Beispielen kann die Delta-Vorrückungsanpassung auf einer Intensität des Pumpereignisses basiert sein. Noch ferner kann die Delta-Anpassung auf einem Lebensstadium des Fahrzeugs basiert sein. Beispielsweise können Delta-Anpassungen in neueren Fahrzeugen größer sein, falls die aktuelle Pumpgrenze auf der Herstellerkalibrierung basiert, da die Herstellerkalibrierung auf einem Worst-Case-Szenario basiert. Mit anderen Worten kann eine anfängliche Delta-Anpassung (einschließlich einer ersten Anpassung einer Herstellerpumpgrenze in Echtzeit) größer als anschließende Anpassungen sein. Ferner kann die anfängliche Delta-Anpassung der Herstellerpumpgrenze das Vorrücken der Herstellerpumpgrenze umfassen, da die Herstellerpumpgrenze (vom Hersteller) konservativ (mit anderen Worten mehr verzögert) basierend auf einem Worst-Case-Szenario kalibriert sein kann. Einzelheiten der Durchführung der anfänglichen Pumpgrenzenanpassung der Herstellerpumpgrenze werden unter Bezugnahme auf 6 elaboriert.
Nach dem Durchführen von Delta-Vorrückungsanpassungen kann das Verfahren 200 zu 240 weitergehen, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Pumpgrenze besucht werden. Falls JA, kann das Verfahren 200 enden. Falls NEIN, kann das Verfahren 200 zu Schritt 206 zurückkehren.
In einem Beispiel können lokale Anpassungen vorgenommen werden (das heißt, nur einer oder mehrere Bereiche der Pumpgrenze können verzögert oder vorgerückt werden), und nach dem Bestimmen, dass alle Bereiche der Pumpgrenze besucht werden, können globale Anpassungen durch Verbinden aller Bereiche über lineare Interpolation durchgeführt werden. Falls eine Pumpgrenze beispielsweise zehn Bereiche umfasst und nur fünf Bereiche besucht werden (wobei das Anpassen ein Verzögern basierend auf Pumpereignissen oder Vorrücken basierend auf Tip-out-Ereignissen umfassen kann oder die Anpassung null sein kann), kann die Steuerung warten, bis alle zehn Bereiche besucht und angepasst sind. Nach dem Bestimmen, dass alle zehn Bereiche besucht und angepasst werden, können globale Anpassungen durch Verbinden der angepassten Bereiche vorgenommen werden, wobei die angepassten Bereiche über lineare Interpolation verbunden sein können.
In einigen Beispielen kann während eines Lernzyklus ein erster Bereich der Pumpgrenze vorgerückt werden, ein zweiter Bereich der Pumpgrenze kann verzögert werden, und keine Anpassung kann bei einem dritten Bereich der Pumpgrenze vorgenommen werden. Anschließend können nach einem Besuch aller Bereiche auf der Pumpgrenze die besuchten Bereiche global über lineare Interpolation verbunden werden, um eine neue Pumpgrenze zu bestimmen. Die global angepasste Pumpgrenze kann verwendet werden, um die Kompressorpumpbedingungen während der anschließenden Fahrzyklen zu bestimmen, wenn die Pumpgrenze nicht angepasst wird.
Ferner kann unter einer Lernbedingung ein Pumpgrenzenbereich, welcher angepasst wird (entweder durch Verzögern oder Vorrücken), unter der Lernbedingung nicht neu angepasst werden, bis alle Pumpgrenzenbereiche besucht werden.
Als solche können Delta-Anpassungen, welche während der Verzögerung der Pumpgrenze durchgeführt werden (die Anpassung kann lokal oder global sein), größer als Delta-Anpassungen sein, welche während des Vorrückens der Pumpgrenze durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann eine Verzögerungsverstärkung größer als eine Vorrückungsverstärkung sein.
Ferner kann eine Grenze für Vorrückungs- und Verzögerungsanpassungen (die Anpassung kann lokal oder global sein) bestimmt werden. Beispielsweise können der Pumpgrenzenbereich und/oder die Pumpgrenze bei der Durchführung von Vorrückungsanpassungen nicht über einen null-korrigierten Massenfluss angepasst werden. Das heißt, die y-Achse des Kompressorkennfelds (welches den null-korrigierten Massenfluss repräsentiert) kann als die Vorrückungsgrenze definiert werden. Bei der Durchführung von Verzögerungsanpassungen können der Pumpgrenzenbereich und/oder die Pumpgrenze nicht über die Herstellerpumpgrenze verzögert werden. Mit anderen Worten kann die Herstellerpumpgrenze als Verzögerungsgrenze definiert werden.
Auf diese Weise kann die Pumpgrenze basierend auf Kompressorpumpereignissen in Echtzeit angepasst werden. Durch Anpassen der Pumpgrenze in Echtzeit basierend auf Pumpereignissen kann eine genauere Kalibrierung der Pumpgrenze möglich sein. Als Ergebnis können Maßnahmen zur Pumpminderung/-vermeidung genauer durchgeführt werden, wodurch die Fahrbarkeit und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
In einem Beispiel kann das Verfahren aus 2 ein Verfahren für einen Motor mit einem Kompressor bereitstellen, umfassend: Erkennen eines Pumpereignisses des Kompressors basierend auf einem Frequenzinhalt eines Drosseleinlassdrucksensors, welcher stromabwärts vom Kompressor angeordnet ist; und Anpassen einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds, welches in einer Steuerung des Motors basierend auf einem Kompressordruckverhältnis und einem korrigierten Kompressorfluss während des Pumpereignisses gespeichert ist. Das Verfahren kann ferner umfassen, in Reaktion auf das Nichterkennen eines Pumpvorgangs und eines Tip-outs größer als ein Schwellenwertbetrag, Vorrücken eines Bereichs der Pumpgrenze entsprechend eines Bereichs auf dem Kompressorkennfeld, wobei der Bereich auf dem Kennfeld einen Datenpunkt umfasst, welcher dem Kompressordruckverhältnis und korrigierten Kompressorfluss, bei dem das Tip-out aufgetreten ist, entspricht; und ferner umfassend das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze um einen ersten ausgewählten Betrag. Noch ferner kann das Verfahren das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Tip-outs größer als eine Schwellenwertzahl und Nichterkennen des Pumpens bei jedem der Anzahl von Tip-outs umfassen; und wobei jedes der Anzahl von Tip-outs größer als der Schwellenwertbetrag ist und im Bereich auf dem Kompressorkennfeld auftritt.
Das Verfahren umfasst, wobei der erste ausgewählte Betrag auf einem oder mehreren eines Lebenszyklus des Motors und einem Betrag von Tip-out basiert, und umfasst ferner das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf den Bereich auf dem Kompressorkennfeld, welcher links von der Pumpgrenze angeordnet ist; und Verzögern eines Bereichs der Pumpgrenze, welcher dem Kompressordruckverhältnis und korrigierten Kompressorfluss entspricht, bei dem das Pumpen aufgetreten ist, um einen zweiten ausgewählten Betrag; und wobei der zweite ausgewählte Betrag auf einem oder mehreren eines Lebenszyklus des Motors und einer Pumpintensität basiert.
Das Verfahren umfasst ferner das Verzögern des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen; und wobei jedes Pumpereignis an einem Bereich auf dem Kompressorkennfeld auftritt, welcher dem Bereich auf der Pumpgrenze entspricht; und umfasst ferner das Verzögern des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf den Bereich auf dem Kompressorkennfeld, welcher rechts von der Pumpgrenze angeordnet ist.
Noch ferner umfasst das Verfahren das globale Vorrücken der gesamten Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen einer Anzahl von Tip-outs größer als eine Schwellenwertzahl und Nichterkennen des Pumpereignisses während jedem der Anzahl von Tip-outs, wobei jedes Tip-out größer als ein Schwellenwertbetrag ist, und globales Vorrücken der gesamten Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen einer Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren aus 2 ein Verfahren für einen turboaufgeladenen Motor mit einem Kompressor bereit, umfassend: in Reaktion auf eine Anforderung, eine Kompressorpumpgrenze zu erlernen, während einer ersten Bedingung das Anpassen der Pumpgrenze durch lokales Vorrücken wenigstens eines ersten Punkts und eines zweiten Punkts auf einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds; Bestimmen einer Vorrückungsverstärkung; und globales Vorrücken eines ersten Satzes von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze basierend auf der Vorrückungsverstärkung; und während einer zweiten Bedingung das Anpassen der Pumpgrenze durch lokales Verzögern wenigstens eines dritten Punkts und eines vierten Punkts auf der Pumpgrenze; Bestimmen einer Verzögerungsverstärkung; und globales Verzögern eines zweiten Satzes von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze basierend auf der Verzögerungsverstärkung.
Das Verfahren umfasst, wobei die erste Bedingung ein Tip-out größer als einen Schwellenwertbetrag umfasst und der Kompressor während des Tip-outs nicht pumpt; und wobei das Tip-out am fünften Punkt auf dem Kompressorkennfeld auftritt, wobei der fünfte Punkt auf einer linken Seite der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld angeordnet ist, und wobei der fünfte Punkt auf dem Kennfeld näher an den ersten und zweiten Punkten auf der Pumpgrenze als der erste Satz von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze angeordnet ist.
Das Verfahren umfasst ferner, wobei die zweite Bedingung das Erkennen eines Kompressorpumpereignisses basierend auf einer Frequenz eines Drosseleinlassdrucksensors umfasst, welcher stromabwärts von einem Auslass des Kompressors angeordnet ist; und wobei das Pumpereignis an einem sechsten Punkt auf dem Kompressorkennfeld auftritt, wobei der sechste Punkt auf einer rechten Seite der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld angeordnet ist, und wobei der sechste Punkt auf dem Kennfeld näher an den dritten und vierten Punkten auf der Pumpgrenze als der zweite Satz von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze angeordnet ist.
Das Verfahren umfasst ferner das Vorrücken eines ersten Bereichs, welcher den ersten Punkt und den zweiten Punkt während der ersten Bedingung umfasst, und ferner umfassend das Verzögern eines zweiten Bereichs, welcher den dritten Punkt und den vierten Punkt während der zweiten Bedingung umfasst, und wobei der erste Bereich getrennt vom zweiten Bereich ist. Ferner umfasst das Verfahren das Nichtverzögern des vorgerückten ersten Bereichs, bis alle Bereiche auf der Pumpgrenze angepasst sind; und ferner umfassend das Nichtvorrücken des verzögerten zweiten Bereichs, bis alle Bereiche auf der Pumpgrenze angepasst sind.
Noch ferner umfasst das Verfahren während der ersten Bedingung das Vorrücken des ersten Bereichs in Reaktion auf eine Anzahl von Tip-outs, welche in einem dritten Bereich auf dem Kennfeld größer als eine erste Schwellenwertzahl auftreten; und ferner umfassend das Verzögern des zweiten Bereichs in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen, welche in einem vierten Bereich auf dem Kennfeld größer als eine zweite Schwellenwertzahl auftreten; und wobei bei jedem der Anzahl von Tip-outs das Tip-out größer als der Schwellenwertbetrag ist und der Kompressor nicht pumpt. Das Verfahren umfasst, wobei der dritte Bereich den fünften Punkt umfasst; und wobei der vierte Bereich den sechsten Punkt umfasst.
In 3 ist ein Blockschaltbild 300 zum Anpassen einer Pumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld gezeigt. Beispielsweise kann eine Pumpgrenze das Kompressorkennfeld in einen Pumpbereich und einen Nicht-Pumpbereich aufteilen und kann verwendet werden, um Bedingungen zu bestimmen, wenn ein Kompressor Pumpen kann. Insbesondere, wenn ein Kompressorbetriebspunkt links von der Kompressorpumpgrenze angeordnet ist, kann bestimmt werden, dass der Kompressor unter Pumpbedingungen arbeitet, und entsprechend können Steuermaßnahmen (wie beispielsweise Öffnen eines Kompressorrezirkulationsventils) ergriffen werden, um ein Kompressorpumpen zu mindern oder zu vermeiden. Wenn der Kompressorbetriebspunkt rechts von der Kompressorpumpgrenze angeordnet ist, kann bestimmt werden, dass der Kompressor nicht unter Pumpbedingungen arbeitet. Somit kann eine Position der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld bestimmen, ob der Kompressor unter Pump- oder Nicht-Pumpbedingungen arbeitet. Daher kann das Erlernen der Pumpgrenze in Echtzeit zu genaueren Pumpgrenzenanpassungen führen.
Bei 302 kann eine Steuerung ein Kompressorpumpereignis basierend auf einer Eingabe von einem TIP-Sensor erkennen. Als solcher kann der TIP-Sensor Drucksignale an die Steuerung senden, und basierend auf einer Frequenz des Drucksignals größer als eine Schwellenwertfrequenz und/oder einer Amplitude des Drucksignals größer als ein Schwellenwert kann das Pumpereignis erkannt werden. Ferner kann eine Anzahl von Pumpereignissen, welche am Betriebspunkt erkannt werden, bestimmt werden. Falls kein Pumpen erkannt wird, kann die Steuerung bestimmen, ob ein aggressives Tip-out aufgetreten ist. Ferner kann die Steuerung eine Anzahl von aggressiven Tip-outs bei Betriebspunkten, an denen kein Pumpen erkannt wurde, bestimmen.
Als Nächstes können bei 304 der Betriebspunkt des Kompressors, bei dem das Pumpen oder das aggressive Tip-out aufgetreten ist, und eine Anzahl von Pumpvorgängen oder aggressiven Tip-out-Ereignissen am Betriebspunkt von einem Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um ein Pumpgrenzen-Trim-Kennfeld zu erzeugen. Beispielsweise kann der Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um die Pumpbedingung in Echtzeit zu erlernen und die Pumpgrenze entsprechend anzupassen (vorzurücken oder zu verzögern). Ferner kann der Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um globale und/oder lokale Anpassungen vorzunehmen. Insbesondere, falls ein Pumpen erkannt wird, kann der Anpassungsalgorithmus eine lokale Verzögerungsanpassung eines Bereichs entsprechend dem Kompressorbetriebspunkt, an dem das Pumpen aufgetreten ist, bestimmen und durchführen; und falls eine aggressive Nicht-Pump-Tip-out-Bedingung aufgetreten ist, kann der Anpassungsalgorithmus eine lokale Vorrückungsanpassung bestimmen und durchführen. Zusätzlich oder alternativ kann eine globale Verzögerungsanpassung oder eine globale Vorrückungsanpassung mehrerer Bereiche der Pumpgrenze oder der gesamten Pumpgrenze durch den Adaptionsalgorithmus bestimmt werden. Einzelheiten der Anpassung der Pumpgrenze (einschließlich lokaler und globaler Anpassungen) werden unter Bezugnahme auf 2 elaboriert.
Als Nächstes kann bei 306 ein Pumpgrenzen-Trim-Kennfeld mit globalen und/oder lokalen Anpassungen basierend auf dem Anpassungsalgorithmus erzeugt werden. Als Nächstes kann bei 310 eine endgültige Pumpgrenze basierend auf dem Pumpgrenzen-Trim-Kennfeld und einer Baseline-Pumpgrenze (308) erzeugt werden. Beispielsweise können die Delta-Anpassungen vom Pumpgrenzen-Trim-Kennfeld in der Baseline-Pumpgrenze integriert werden, und die endgültige Pumpgrenze kann als Summe von der Baseline-Pumpgrenze und der endgültigen Pumpgrenze bestimmt werden. In einem Beispiel kann die Baseline-Pumpgrenze eine Herstellerpumpgrenze sein. In anderen Beispielen kann die Baseline-Pumpgrenze eine Pumpgrenze sein, welche während eines vorhergehenden Lernzyklus in Echtzeit kalibriert wurde.
Auf diese Weise kann der Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um das Pumpverhalten des Kompressors unter aktuellsten Fahrzeugbetriebsbedingungen zu erlernen.
In 4 ist ein Verfahren 400 zum Identifizieren einer Fehlfunktion einer drosselbasierten Anpassung eines Kompressorrezirkulationsventils (z. B. Ventil 152 in 1) einer Pumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld gezeigt. In einigen Beispielen kann das Ventil 152 ein stufenlos verstellbares Kompressorrezirkulationsventil (CCRV, Continuously Variable Compressor Recirculation Valve) sein. Das Verfahren aus 4 kann im System aus 1 als ausführbare Anweisungen, welche im nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, eingeschlossen sein.
Bei 402 umfasst das Verfahren 400 das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können die Motordrehzahl, die Motorlast, die Fahrpedalposition, die Drosselposition, das Kompressordruckverhältnis, den Kompressorfluss, die Drosseleinlassdruckfrequenz und die Dauer des Motorbetriebs umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Als Nächstes kann das Verfahren 400 bei 404 das Bestimmen eines erwarteten Bereichs für die Pumpgrenzenanpassung umfassen. Insbesondere kann eine Pumpgrenzen-Vorrückungsgrenze und eine Pumpgrenzen-Verzögerungsgrenze bestimmt werden. Die Vorrückungs- und Verzögerungsgrenzen für die Pumpgrenze können auf einer Konfiguration eines Motorsystems für ein bestimmtes Fahrzeug basiert sein, welches eine Kompressorkonfiguration und eine Einlasssystemkonfiguration umfassen kann, aber nicht darauf beschränkt ist. Die Vorrückungs- und Verzögerungsgrenzen können ferner auf einer erwarteten Lebensdauer des Einlasssystems und Teil-zu Teil-Variabilität des Einlasssystems, einschließlich des Turbokompressors, der Turbine und des CCRV, basiert sein. In einigen Beispielen kann die Vorrückungsgrenze auf einem null-korrigierten Massenfluss basiert sein (y-Achse des Kompressorkennfelds). Die Worst-of-Worst-Case-Szenario-Pumpgrenze (oder kalibrierte Pumpgrenze) kann als Verzögerungsgrenze verwendet werden. Nach dem Bestimmen des erwarteten Bereichs für die Pumpgrenzenanpassung kann das Verfahren 400 zu 406 weitergehen.
Als Nächstes umfasst das Verfahren 400 bei 406 das Überwachen einer Frequenz und/oder Amplitude einer Drucksignalausgabe von einem Drosseleinlassdrucksensor (z. B. Sensor 173 in 1), welcher stromabwärts von einem Auslass eines Kompressors angeordnet sein kann. Das Verfahren 400 geht nach dem Überwachen der Frequenz des Drosseleinlassdrucksensors zu 408 weiter.
Bei 408 kann das Verfahren 400 das Anpassen der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld in Echtzeit während eines oder mehrerer Fahrzyklen basierend auf Pumpbedingungen umfassen, welche basierend auf der Frequenz und/oder Amplitude des Signals vom Drosseleinlassdrucksensor bestimmt werden. Beispielsweise kann die Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen eines Pumpens in einem Nicht-Pumpbereich (Bereich rechts von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds verzögert werden, wobei das Pumpen basierend auf der Frequenz und/oder Amplitude des TIP-Sensorsignals größer als eine Schwellenwertfrequenz/-amplitude erkannt wird. Ferner kann die Pumpgrenze in Reaktion auf das Nichterkennen eines Pumpens (Frequenz und/oder Amplitude des TIP-Sensors kleiner als die Schwellenwertfrequenz/-amplitude) während erwarteter Pumpbetriebsbedingungen auf dem Kompressorkennfeld vorgerückt werden. Das heißt, die Pumpgrenze kann in Reaktion auf das Nichterkennen eines Pumpens basierend auf dem TIP-Sensorsignal vorgerückt werden, wenn der Betriebspunkt in einem Pumpbereich (Bereich links von der Pumpgrenze) des Kompressorkennfelds ist. Beispielsweise kann die Pumpgrenze während eines Tip-outs größer als ein Schwellenwert, welches dazu führt, dass der Betriebspunkt im Pumpbereich des Kompressorkennfelds angeordnet wird und kein Pumpen erkannt wird, vorgerückt werden. Ferner kann das Anpassen der Pumpgrenze das Durchführen lokaler und/oder globaler Anpassungen umfassen. Einzelheiten der Pumpgrenzenanpassung werden ferner in 2 elaboriert.
Nach dem Anpassen der Pumpgrenze kann das Verfahren 400 zu 410 weitergehen. Bei 410 kann das Verfahren 400 die Beurteilung umfassen, ob die angepasste Pumpgrenze von einer anfänglichen Pumpgrenze vorgerückt oder verzögert ist. In einigen Beispielen kann bestimmt werden, ob eine Mehrheit der Pumpgrenze vorgerückt oder verzögert ist basierend auf einer Anzahl von vorgerückten oder verzögerten Bereichen. Als solche kann die anfängliche Pumpgrenze eine Pumpgrenze auf dem Kennfeld vor der Anpassung sein. In einigen Beispielen kann die anfängliche Pumpgrenze eine vom Hersteller kalibrierte Pumpgrenze sein. In weiteren Beispielen kann die anfängliche Pumpgrenze eine Pumpgrenze zu Beginn eines Lernzyklus sein. Die angepasste Pumpgrenze kann eine global angepasste Pumpgrenze sein.
In einem Beispiel, falls ein Bereich links von der angepassten Pumpgrenze kleiner als ein Bereich links von der anfänglichen Pumpgrenze ist, kann bestimmt werden, dass die Pumpgrenze vorgerückt ist. Ähnlich, falls der Bereich links von der angepassten Pumpgrenze größer als der Bereich links von der anfänglichen Pumpgrenze ist, kann bestimmt werden, dass die Pumpgrenze verzögert ist. In einem anderen Beispiel, falls die angepasste Pumpgrenze links von der anfänglichen Pumpgrenze angeordnet ist, kann bestimmt werden, dass die angepasste Pumpgrenze vorgerückt ist. Falls die angepasste Pumpgrenze rechts von der anfänglichen Pumpgrenze angeordnet ist, kann bestimmt werden, dass die angepasste Pumpgrenze verzögert ist. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass die angepasste Pumpgrenze oder eine Mehrheit der angepassten Pumpgrenze vorgerückt ist, geht das Verfahren 400 zu 412 weiter. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass die angepasste Pumpgrenze oder eine Mehrheit der angepassten Pumpgrenze verzögert ist, geht das Verfahren 400 zu 414 weiter.
Bei 412 umfasst das Verfahren 400 die Beurteilung, ob die angepasste Pumpgrenze links von der Vorrückungsgrenze ist. In einem Beispiel kann bestimmt werden, ob ein Bereich links von der angepassten Pumpgrenze kleiner als ein Schwellenwertvorrückungsbereich ist. Der Schwellenwertvorrückungsbereich kann auf einer Motorsystemkonfiguration für ein bestimmtes Fahrzeug basiert sein, welches eine Kompressorkonfiguration und eine Einlasssystemkonfiguration umfassen kann, aber nicht darauf beschränkt ist, und kann ferner auf einer maximalen Teil-zu-Teil-Variabilität basiert sein und sich im Verlauf der Zeit für funktionierende Systemkomponenten ändern. In einigen Beispielen kann der Schwellenwertvorrückungsbereich auf Motorhubraum und/oder Einlasssystemvolumen, welches direkt mit dem Motorhubraum in Beziehung steht, basiert sein. Falls die Antwort bei 412 JA lautet, liegt die angepasste Pumpgrenze außerhalb der erwarteten Vorrückungsgrenze, und das Verfahren 400 geht dementsprechend zu 416 weiter. Falls die Antwort NEIN lautet, liegt die angepasste Pumpgrenze innerhalb der erwarteten Vorrückungsgrenze, und das Verfahren 400 geht dementsprechend zu 418 weiter.
Bei 416 kann das Verfahren 400 das Bestimmen umfassen, dass die CCRV-Drossel offener als erwünscht ist oder eine Leckage im Rezirkulationskanal (z. B. Kompressorrezirkulationskanal 150 in 1) vorhanden sein kann. Beispielsweise erhöht eine fehlfunktionierende CCRV-Drossel, welche offener als erwünscht ist, oder eine Leckage im Kompressorrezirkulationspfad den Fluss durch den Kompressor. Folglich kann der Kompressor aufgrund des erhöhten Kompressorflusses nicht unter erwarteten Pumpbedingungen pumpen (wie beispielsweise ein großes Tip-out größer als ein Schwellenwert). Wenn kein Pumpen unter erwarteten Bedingungen erkannt wird, kann die Pumpgrenze fortfahren, die Pumpgrenze nach links anzupassen. Das heißt, in Reaktion auf das Nichterkennen eines Kompressorpumpens unter erwarteten Bedingungen, wie beispielsweise das große Tip-out, wird die Pumpgrenze weiterhin über die Vorrückungsgrenze hinaus vorgerückt. Daher kann das Verfahren 400 nach der Beurteilung, dass die Pumpgrenze nach links von der Vorrückungsgrenze angepasst ist, bestimmen, dass die CCRV-Drossel in geöffneter Position steckengeblieben ist, oder das Verfahren 400 kann bestimmen, dass eine Leckage im Rezirkulationskanal vorhanden ist. Ferner können Bedingungen, welche eine Tendenz des Kompressorpumpens verringern können (und folglich zur Pumpgrenzenanpassung über die Vorrückungsgrenze hinaus führen), eine Leckage im Einlasskanal umfassen. Dementsprechend kann die Steuerung einen Diagnosecode festlegen, um eine Einlasssystemfehlfunktion anzuzeigen, einschließlich einer oder mehrerer von CCRV-Drosselfehlfunktion (offener als erwünscht), Leckage im Rezirkulationskanal und Leckage im Einlasskanal.
Bei 418 kann das Verfahren 400 nach dem Bestätigen, dass die angepasste Pumpgrenze innerhalb der Vorrückungsgrenze liegt, das Bestimmen der normalen Funktion der CCRV-Drossel und des Rezirkulationskanals umfassen.
Um zu 410 zurückzukehren, falls bestätigt wird, dass die angepasste Pumpgrenze verzögert ist, geht das Verfahren 400 zu 414 weiter. Bei 414 umfasst das Verfahren 400 die Beurteilung, ob die angepasste Pumpgrenze rechts von der Verzögerungsgrenze ist. In einem Beispiel kann bestimmt werden, ob ein Bereich links von der angepassten Pumpgrenze größer als ein Schwellenwertverzögerungsbereich ist. Der Schwellenwertverzögerungsbereich kann auf einer Motorsystemkonfiguration für ein bestimmtes Fahrzeug basiert sein, welches eine Kompressorkonfiguration und eine Einlasssystemkonfiguration umfassen kann, aber nicht darauf beschränkt ist, und kann ferner auf einer maximalen Teil-zu-Teil-Variabilität basiert sein und sich im Verlauf der Zeit für funktionierende Systemkomponenten ändern. In einigen Beispielen kann der Schwellenwertverzögerungsbereich auf Motorhubraum und/oder Einlasssystemvolumen, welches direkt mit dem Motorhubraum in Beziehung steht, basiert sein. Falls die Antwort bei 414 JA lautet, liegt die angepasste Pumpgrenze außerhalb der erwarteten Verzögerungsgrenze, und das Verfahren 400 geht dementsprechend zu 420 weiter. Falls die Antwort NEIN lautet, liegt die angepasste Pumpgrenze innerhalb der erwarteten Verzögerungsgrenze, und das Verfahren 400 geht dementsprechend zu 418 weiter.
Bei 420 kann das Verfahren 400 das Bestimmen umfassen, dass die CCRV-Drossel geschlossener als erwünscht ist oder eine Blockierung im Rezirkulationskanal (z. B. Kompressorrezirkulationskanal 150 in 1) vorhanden sein kann. Beispielsweise kann eine fehlfunktionierende CCRV-Drossel, welche geschlossener als erwünscht ist (beispielsweise aufgrund von Ansammlung von Schlamm), oder eine Blockierung im Kompressorrezirkulationspfad den Fluss durch den Kompressor verringern. Folglich können sich der Kompressorauslassdruck und damit das Kompressordruckverhältnis erhöhen. Als Ergebnis kann der Kompressor pumpen, wenn er im Nicht-Pumpbereich arbeitet, und ferner kann sich eine Anzahl von Kompressorpumpvorgängen im Nicht-Pumpbereich erhöhen. Folglich kann die Pumpgrenze weiterhin nach rechts angepasst werden. Das heißt, die Pumpgrenze kann weiterhin über die Verzögerungsgrenze hinaus verzögert werden. Daher kann das Verfahren 400 nach der Beurteilung, dass die Pumpgrenze nach rechts von der Verzögerungsgrenze angepasst ist, bestimmen, dass die CCRV-Drossel in geschlossener Position steckengeblieben ist, oder das Verfahren 400 kann bestimmen, dass eine Blockierung im Rezirkulationskanal vorhanden ist, welche den Luftfluss einschränkt. Ferner können Bedingungen, welche eine Tendenz des Kompressorpumpens erhöhen können (und folglich zur Pumpgrenzenanpassung über die Verzögerungsgrenze hinaus führen), einen verstopften Kompressoreinlass und eine beschädigte Kompressorschaufel umfassen. Dementsprechend kann die Steuerung einen Diagnosecode festlegen, um eine Einlasssystemfehlfunktion anzuzeigen, einschließlich einer oder mehrerer von CCRV-Drosselfehlfunktion (geschlossener als erwünscht), Blockierung im Rezirkulationskanal, verstopfter Kompressoreinlass und beschädigte Kompressorschaufel.
Bei 418 kann das Verfahren 400, wie oben erläutert, nach dem Bestätigen, dass die angepasste Pumpgrenze innerhalb der Verzögerungsgrenze liegt, das Bestimmen der normalen Funktion der CCRV-Drossel und des Rezirkulationskanals umfassen.
Auf diese Weise können durch Überwachen der angepassten Pumpgrenze eine Verschlechterung der CCRV-Drossel (in geöffneter Position steckengeblieben oder in geschlossener Position steckengeblieben) oder Fehler im Kompressorrezirkulationskanal/Einlasskanal bestimmt werden.
In einem Beispiel stellt das Verfahren aus 4 ein Verfahren für einen Motor bereit, umfassend: Anzeigen einer Verschlechterung eines Kompressorrezirkulationsventils basierend auf einer Pumpgrenzenanpassung einer Pumpgrenze auf einem Kompressorkennfeld, welches in einer Steuerung des Motors gespeichert ist. Das Verfahren umfasst, wobei die Pumpgrenzenanpassung über einen oder mehrere Fahrzyklen erlernt wird, und wobei das Erlernen der Pumpgrenzenanpassung das Erlernen eines Bereichs der Pumpgrenzenanpassungen, einschließlich einer linken Pumpgrenzenbegrenzung und einer rechten Pumpgrenzenbegrenzung, umfasst. Ferner umfasst das Verfahren das Anzeigen eines Kompressorrezirkulationsventilöffnungsbetrags kleiner als ein erwünschter Betrag basierend darauf, dass die Pumpgrenze zu einer rechten Seite der rechten Pumpgrenzenbegrenzung angepasst ist, und das Anzeigen des Kompressorrezirkulationsventilöffnungsbetrags größer als der erwünschte Betrag basierend darauf, dass die Pumpgrenze zu einer linken Seite der linken Pumpgrenzenbegrenzung angepasst ist.
Das Verfahren umfasst, wobei die Pumpgrenzenanpassung erlernt wird basierend auf einem oder mehreren von einem Kompressorpumpereignis, einer Anzahl von Pumpereignissen, einem Tip-out größer als ein Schwellenwertbetrag und der Kompressor pumpt nicht während des Tip-outs, und einer Anzahl von Tip-outs, wobei jedes Tip-out größer als der Schwellenwertbetrag ist und der Kompressor während jedem der Tip-outs nicht pumpt, wobei das Pumpen basierend auf einer Frequenz eines Drosselpositionssensors größer als eine Schwellenwertfrequenz erkannt wird, wobei der Sensor stromabwärts vom Kompressor angeordnet ist. Ferner umfasst das Verfahren, wobei die Pumpgrenze nach links von einer anfänglichen Pumpgrenze in Reaktion auf die Anzahl von Tip-outs größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-outs angepasst wird, und wobei die Pumpgrenze nach rechts von einem anfänglichen Pumpen in Reaktion auf die Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen angepasst wird.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren aus 4 ein Verfahren für einen Motor bereit, umfassend:
Überwachen einer globalen Anpassung einer Kompressorpumpgrenze; in Reaktion auf eine erste Bedingung Anzeigen, dass ein Kompressorrezirkulationsventil mehr geöffnet als ein erwünschter Öffnungsbetrag ist; und in Reaktion auf eine zweite Bedingung Anzeigen, dass das Kompressorrezirkulationsventil mehr geschlossen als ein erwünschter Schließbetrag ist; wobei die erste Bedingung ein Bestimmen umfasst, dass die angepasste Pumpgrenze über eine Vorrückungsgrenze hinaus angepasst ist; und wobei die zweite Bedingung ein Bestimmen umfasst, dass die Kompressorpumpgrenze über eine Verzögerungsgrenze hinaus angepasst ist.
Das Verfahren umfasst ferner, wobei die globale Anpassung der Pumpgrenze umfasst das Verzögern der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen und das Vorrücken der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Tip-out-Ereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen, jedes der Anzahl von Pumpereignissen erkannt basierend auf einer Frequenz des Drosseleinlassdrucksensorsignals größer als eine Schwellenwertfrequenz, und jedes der Anzahl von Tip-out-Ereignissen größer als ein Schwellenwertbetrag, und der Kompressor pumpt nicht während jedes der Anzahl von Tip-out-Ereignissen.
Das Verfahren umfasst ferner, wobei das Verzögern der Pumpgrenze das Anpassen der Pumpgrenze zu einer linken Seite einer anfänglichen Pumpgrenze umfasst, und wobei das Vorrücken der Pumpgrenze das Anpassen der Pumpgrenze zu einer rechten Seite der anfänglichen Pumpgrenze umfasst.
5 zeigt ein Kennfeld 500, welches eine beispielhafte Anpassung einer Pumpgrenze veranschaulicht. Insbesondere zeigt das Kennfeld 500 aus 5 eine Änderung im Kompressordruckverhältnis (entlang der y-Achse) bei verschiedenen Kompressorflussraten (entlang der x-Achse). Linie 502 zeigt die Pumpgrenze (oder Pumplinie) für die gegebenen Betriebsbedingungen. Die Druck-Fluss-Koordinaten links von der Pumpgrenze 502 befinden sich in einem Pumpbereich 506, wo die Bedingungen sind, dass der Fluss ausreichend niedrig ist und der Druck ausreichend hoch ist, um ein Kompressorpumpen zu bewirken. Der Kompressorbetrieb im Pumpbereich 506 führt zu störendem NVH und potenzieller Verschlechterung der Motorleistung. Die Druck-Fluss-Koordinaten rechts von der Pumpgrenze 502 sind in einem Nicht-Pumpbereich. Der Kompressorbetrieb im Nicht-Pumpbereich führt möglicherweise nicht zu einem Kompressorpumpen.
Die Pumpgrenze kann während eines oder mehrerer Fahrzyklen in Echtzeit angepasst werden, um das Pumpverhalten des Kompressors unter aktuellsten Fahrzeugbetriebsbedingungen zu erlernen. Beispielsweise kann die Pumpgrenze 502 basierend auf der Bestimmung eines Kompressorpumpereignisses oder einer Kompressor-Nicht-Pumpbedingung und einem Betriebspunkt des Kompressors auf dem Kennfeld während der Bestimmung verzögert oder vorgerückt werden. Als solches kann das Kompressorpumpereignis basierend auf einer Frequenz eines Drosseleinlassdrucksensorsignals größer als eine Schwellenwertfrequenz bestimmt werden. In einem Beispiel kann die Pumpgrenze 502 in Reaktion auf das Erkennen des Pumpens und einer Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen verzögert werden. Das Verzögern der Pumpgrenze 502 kann zu einer beispielhaften angepassten Pumpgrenze 510 führen. In einem anderen Beispiel kann die Pumpgrenze 502 in Reaktion auf das Erkennen eines Tip-out-Ereignisses größer als ein Schwellenwertbetrag und Nichterkennen eines Pumpens während des Tip-outs und einer Anzahl solcher Tip-out-Ereignisse größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-out-Ereignissen vorgerückt werden. Das Vorrücken der Pumpgrenze 502 kann zu einer angepassten Pumpgrenze 508 führen. In einigen Beispielen kann eine Verzögerungsverstärkung, mit der die Pumpgrenze verzögert wird, oder eine Vorrückungsverstärkung, mit der die Pumpgrenze vorgerückt wird, eine kalibrierbare Konstante sein (z. B. +/–0,005 Kilogramm pro Sekunde oder +/–5 Prozent der korrigierten Massenflussrate). In einigen anderen Beispielen kann die Verzögerungsverstärkung oder die Vorrückungsverstärkung auf einem aktuellen Stadium in einem Lebenszyklus des Fahrzeugs basieren. Ferner kann die Verzögerungsverstärkung in einigen Beispielen auf einer durchschnittlichen Intensität der Anzahl von Pumpereignissen basiert sein. Während das hierin veranschaulichte Beispiel eine globale Anpassung der Pumpgrenze zeigt, wobei die gesamte Pumpgrenze vorgerückt oder verzögert wird, wird erkannt werden, dass eine oder mehrere lokale Anpassungen vor der globalen Anpassung durchgeführt werden können. Beispielsweise kann eine lokale Anpassung der Pumpgrenze das Anpassen eines Bereichs der Pumpgrenze umfassen, welcher einem Betriebspunkt des Kompressors entspricht, bei dem das Pumpen oder das Tip-out erkannt wurde. Beispielsweise kann der Bereich der Pumpgrenze zwei Punkte an der Pumpgrenze umfassen, welche am nächsten zum Betriebspunkt des Kompressors liegen. In einem Beispiel kann die globale Anpassung nach dem lokalen Anpassen aller Bereiche der Pumpgrenze durch Verbinden der lokal angepassten Bereiche über lineare Interpolation durchgeführt werden.
In einigen Beispielen kann die Steuerung nach dem Durchführen globaler Vorrückungsanpassungen auf eine kalibrierbare Anzahl von Pumpereignissen warten. Nach dem Erreichen der kalibrierbaren Anzahl von Pumpereignissen kann gefolgert werden, dass die neue global angepasste Pumpgrenze zu einem Kompressorpumpen führt. Dementsprechend können Verzögerungsanpassungen vorgenommen werden. Anschließende globale Anpassungen können nur durchgeführt werden, wenn alle Bereiche der Pumpgrenze besucht wurden.
In einigen anderen Beispielen kann die Steuerung nach dem Durchführen von globalen Verzögerungsanpassungen auf eine kalibrierbare Anzahl von Tip-out-Ereignissen (z. B. Tip-out-Ereignisse, welche nicht zu einem Pumpen führen) warten. Nach dem Erreichen der kalibrierbaren Anzahl von Tip-out-Ereignissen können Vorrückungsanpassungen durchgeführt werden. Anschließende Vorrückungsanpassungen können nur durchgeführt werden, wenn alle Bereiche der Pumpgrenze besucht wurden.
Ferner können Pumpgrenzenanpassungen überwacht werden, und die Informationen können für FMEM-Maßnahmen verwendet werden. Falls die Pumpgrenzenanpassung beispielsweise zu einer Pumpgrenze führt, welche über einen erwarteten Bereich hinaus angeordnet ist, kann sie verwendet werden, um Fehler in einem Kompressorrezirkulationsventil oder dem Kompressorrezirkulationspfad zu bestimmen. Falls insbesondere die Pumpgrenze über eine Vorrückungsgrenze hinaus vorgerückt wird (z. B. nach links von der Vorrückungsgrenze) und als Ergebnis der Nicht-Pumpbereich erhöht wird, kann gefolgert werden, dass der Kompressor unter erwarteten Pumpbedigungen nicht pumpt. Folglich kann bestimmt werden, dass das Rezirkulationsventil mehr geöffnet als erwünscht sein kann. Falls das Rezirkulationsventil beispielsweise in geöffneter Position steckengeblieben ist, kann das Ventil verstärkte Luft ablassen, was zu erhöhtem Kompressorfluss führt. Folglich kann eine Tendenz, dass der Kompressor während erwarteter Pumpbedingungen (z. B. während großer Tip-outs) pumpt, abnehmen. Dementsprechend kann die Pumpgrenze kontinuierlich nach links angepasst werden. Nach dem Bestimmen, dass die angepasste Pumpgrenze über die Vorrückungsgrenze hinaus angepasst ist, kann gefolgert werden, dass das Rezirkulationsventil in geöffneter Position steckengeblieben ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Pumpgrenzenanpassung über die Vorrückungsgrenze hinaus Lecks im Rezirkulationspfad anzeigen.
Falls die Pumpgrenze über eine Verzögerungsgrenze hinaus verzögert wird (z. B. nach rechts von der Verzögerungsgrenze) und als Ergebnis der Pumpbereich erhöht wird, kann ähnlich gefolgert werden, dass der Kompressor mehr als erwartet pumpt. Folglich kann bestimmt werden, dass das Rezirkulationsventil mehr geschlossen als erwünscht sein kann. Falls das Rezirkulationsventil beispielsweise in der geschlossenen Position steckengeblieben ist, kann sich ein Kompressorauslassdruck erhöhen. Folglich kann eine Tendenz, dass der Kompressor pumpt, zunehmen. Dementsprechend kann die Pumpgrenze kontinuierlich nach rechts angepasst werden. Nach dem Bestimmen, dass die angepasste Pumpgrenze über die Verzögerungsgrenze hinaus angepasst ist, kann gefolgert werden, dass das Rezirkulationsventil in geschlossener Position steckengeblieben ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Pumpgrenzenanpassung über die Verzögerungsgrenze hinaus Blockierungen im Rezirkulationspfad anzeigen.
Auf diese Weise kann die Pumpgrenze zur genaueren Kalibrierung der Pumpgrenze in Echtzeit angepasst werden. Als Ergebnis können Maßnahmen zur Pumpminderung/-vermeidung genauer durchgeführt werden. Ferner können durch Erkennen von Defekten im Kompressorrezirkulationsventil oder Rezirkulationspfad basierend auf der angepassten Pumpgrenze geeignete Abhilfemaßnahmen zeitgerecht durchgeführt werden. Folglich können NVH-Probleme reduziert werden, und die Fahrbarkeit und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit können verbessert werden.
In 6 ist ein Verfahren 600 zum Durchführen einer anfänglichen Pumpgrenzenanpassung gezeigt. Die anfängliche Anpassung kann auf einer werkseitig kalibrierten Pumpgrenze durchgeführt werden. Die werkseitig kalibrierte Pumpgrenze kann auch als vom Hersteller kalibrierte Pumpgrenze bezeichnet werden und kann auf einem Worst-of-Worst-Case-Szenario basieren. Als solche kann die anfängliche Anpassung eine erste Anpassung sein, welche auf der werkseitig kalibrierten Pumpgrenze durchgeführt wird. Das Verfahren aus 6 kann im System aus 1 als ausführbare Anweisungen, welche im nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, eingeschlossen sein.
Bei 602 kann das Verfahren 600 ein globales Vorrücken der werkseitig kalibrierten Pumpgrenze umfassen. Als solche kann die werkseitig kalibrierte Pumpgrenze vom Hersteller kalibriert sein und kann basierend auf einem Worst-of-Worst-Case-Szenario konservativ kalibriert sein. Daher kann die anfängliche Pumpgrenzenanpassung ein globales Vorrücken der werkseitig kalibrierten Pumpgrenze umfassen. Beispielsweise kann eine Delta-Anpassung auf der werkseitig kalibrierten Pumpgrenze durchgeführt werden, um die werkseitig kalibrierte Pumpgrenze global vorzurücken. Das heißt, die gesamte werkseitig kalibrierte Pumpgrenze kann vorgerückt werden.
Nach dem globalen Vorrücken der Pumpgrenze kann das Verfahren 600 zu 604 weitergehen. Bei 604 kann das Verfahren 600 akkumulierende Pumpereignisse unter Tip-out-Bedingungen umfassen. Akkumulierende Pumpereignisse während Tip-outs können das Bestimmen umfassen, ob ein Pumpereignis unter Tip-out-Bedingungen aufgetreten ist, und das Speichern der Anzahl von Pumpereignissen, welche unter Tip-out-Bedingungen aufgetreten sind, im Speicher der Steuerung. Als Nächstes kann das Verfahren 600 bei 606 das Bestimmen umfassen, ob die Anzahl von Pumpereignissen unter Tip-out-Bedingungen größer als eine Schwellenwertzahl ist. Falls die Anzahl von Pumpereignissen größer als die Schwellenwertzahl ist, lautet die Antwort JA, und das Verfahren kann zu 608 weitergehen. Bei 608 kann das Verfahren 600 ein lokales Verzögern der global angepassten Pumpgrenze umfassen. Das heißt, ein Bereich der global vorgerückten Pumpgrenze kann verzögert werden. Nach dem lokalen Verzögern der Pumpgrenze können globale Verzögerungsanpassungen durchgeführt werden. Falls die Anzahl von Pumpereignissen nicht größer als die Schwellenwertzahl ist, lautet die Antwort NEIN, und das Verfahren kann zu Schritt 604 zurückkehren.
Obgleich das obige Beispiel das Warten veranschaulicht, bis die Anzahl von Pumpereignissen größer als ein Schwellenwert ist, bevor Verzögerungsanpassungen durchgeführt werden, kann in einigen Beispielen eine Pumpintensität unter Tip-out-Bedingungen überwacht werden. Wenn die Pumpintensität eine kalibrierbare Schwellenwertintensität überschreitet, können lokale Verzögerungsanpassungen auf der global vorgerückten Pumpgrenze durchgeführt werden.
Man beachte, dass die beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen, welche hierin enthalten sind, mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen im nicht-transitorischen Speicher gespeichert sein und können vom Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Betätigungselementen und anderer Motor-Hardware ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen speziellen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie beispielsweise ereignisgetrieben, Interrupt-getrieben, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solche können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Betriebsabläufe und/oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, wird aber zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Betriebsabläufe und/oder Funktionen könnnen je nach der jeweiligen verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Betriebsabläufe und/oder Funktionen einen Code graphisch repräsentieren, welcher in den nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Befehle in einem System, einschließlich der verschiedenen Motor-Hardware-Komponenten, in Kombination mit der elektronischen Steuerung ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen von beispielhafter Natur sind und dasss diese speziellen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Viertakt-Boxermotoren und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen besonders hervor, welche als neuartig und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Integrierung von einem oder mehreren solchen Elementen beinhalten, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich sind noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie hinsichtlich Schutzbereich breiter, enger, gleich oder verschieden zu den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls so angesehen, dass sie im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.

Claims

Verfahren für einen Motor mit einem Kompressor, umfassend: Erkennen eines Pumpereignisses des Kompressors basierend auf einem Frequenzinhalt eines Drosseleinlassdrucksensors, welcher stromabwärts vom Kompressor angeordnet ist; und Anpassen einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds, welches in einer Steuerung des Motors basierend auf einem Kompressordruckverhältnis und einem korrigierten Kompressorfluss während des Pumpereignisses gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend in Reaktion auf das Nichterkennen eines Pumpens und einem Tip-out größer als ein Schwellenwertbetrag das Vorrücken eines Bereichs der Pumpgrenze, welcher einem Bereich auf dem Kompressorkennfeld entspricht, wobei der Bereich auf dem Kennfeld einen Datenpunkt umfasst, welcher dem Kompressordruckverhältnis und korrigierten Kompressorfluss, bei dem das Tip-out aufgetreten ist, entspricht; und ferner umfassend das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze um einen ersten ausgewählten Betrag.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Tip-outs größer als eine Schwellenwertzahl und Nichterkennen des Pumpens bei jedem der Anzahl von Tip-outs; und wobei jedes der Anzahl von Tip-outs größer als der Schwellenwertbetrag ist und im Bereich auf dem Kompressorkennfeld auftritt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste ausgewählte Betrag auf einem oder mehreren eines Lebenszyklus des Motors und einem Betrag von Tip-out basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Vorrücken des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf den Bereich auf dem Kompressorkennfeld, welcher links von der Pumpgrenze angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Verzögern eines Bereichs der Pumpgrenze, welcher dem Kompressordruckverhältnis und korrigierten Kompressorfluss entspricht, bei dem das Pumpen aufgetreten ist, um einen zweiten ausgewählten Betrag; und wobei der zweite ausgewählte Betrag auf einem oder mehreren eines Lebenszyklus des Motors und einer Pumpintensität basiert.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Verzögern des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl von Pumpereignissen; und wobei jedes Pumpereignis an einem Bereich auf dem Kompressorkennfeld auftritt, welcher dem Bereich auf der Pumpgrenze entspricht.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Verzögern des Bereichs der Pumpgrenze in Reaktion auf den Bereich auf dem Kompressorkennfeld, welcher rechts von der Pumpgrenze angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend globales Vorrücken der gesamten Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen einer Anzahl von Tip-outs größer als eine Schwellenwertzahl und Nichterkennen des Pumpereignisses während jedem der Anzahl von Tip-outs, wobei jedes Tip-out größer als ein Schwellenwertbetrag ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend globales Verzögern der gesamten Pumpgrenze in Reaktion auf das Erkennen einer Anzahl von Pumpereignissen größer als eine Schwellenwertzahl.
Verfahren für einen turboaufgeladenen Motor mit einem Kompressor, umfassend: in Reaktion auf eine Anforderung, eine Kompressorpumpgrenze zu erlernen, während einer ersten Bedingung Anpassen der Pumpgrenze durch lokales Vorrücken wenigstens eines ersten Punkts und eines zweiten Punkts auf einer Pumpgrenze eines Kompressorkennfelds; Bestimmen einer Vorrückungsverstärkung; und globales Vorrücken eines ersten Satzes von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze basierend auf der Vorrückungsverstärkung; und während einer zweiten Bedingung Anpassen der Pumpgrenze durch lokales Verzögern wenigstens eines dritten Punkts und eines vierten Punkts auf der Pumpgrenze; Bestimmen einer Verzögerungsverstärkung; und globales Verzögern eines zweiten Satzes von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze basierend auf der Verzögerungsverstärkung.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Bedingung ein Tip-out größer als einen Schwellenwertbetrag umfasst und der Kompressor während des Tip-outs nicht pumpt; und wobei das Tip-out am fünften Punkt auf dem Kompressorkennfeld auftritt, wobei der fünfte Punkt auf einer linken Seite der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld angeordnet ist, und wobei der fünfte Punkt auf dem Kennfeld näher an den ersten und zweiten Punkten auf der Pumpgrenze als der erste Satz von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zweite Bedingung das Erkennen eines Kompressorpumpereignisses basierend auf einer Frequenz eines Drosseleinlassdrucksensors umfasst, welcher stromabwärts von einem Auslass des Kompressors angeordnet ist; und wobei das Pumpereignis an einem sechsten Punkt auf dem Kompressorkennfeld auftritt, wobei der sechste Punkt auf einer rechten Seite der Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld angeordnet ist, und wobei der sechste Punkt auf dem Kennfeld näher an den dritten und vierten Punkten auf der Pumpgrenze als der zweite Satz von verbleibenden Punkten auf der Pumpgrenze angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Vorrücken eines ersten Bereichs, welcher den ersten Punkt und den zweiten Punkt während der ersten Bedingung umfasst, und ferner umfassend das Verzögern eines zweiten Bereichs, welcher den dritten Punkt und den vierten Punkt während der zweiten Bedingung umfasst, und wobei der erste Bereich getrennt vom zweiten Bereich ist.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Nichtverzögern des vorgerückten ersten Bereichs, bis alle Bereiche auf der Pumpgrenze angepasst sind; und ferner umfassend das Nichtvorrücken des verzögerten zweiten Bereichs, bis alle Bereiche auf der Pumpgrenze angepasst sind.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend während der ersten Bedingung das Vorrücken des ersten Bereichs in Reaktion auf eine Anzahl von Tip-outs, welche in einem dritten Bereich auf dem Kennfeld größer als eine erste Schwellenwertzahl auftreten; und ferner umfassend das Verzögern des zweiten Bereichs in Reaktion auf eine Anzahl von Pumpereignissen, welche in einem vierten Bereich auf dem Kennfeld größer als eine zweite Schwellenwertzahl auftreten; und wobei bei jedem der Anzahl von Tip-outs das Tip-out größer als der Schwellenwertbetrag ist und der Kompressor nicht pumpt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der dritte Bereich den fünften Punkt umfasst; und wobei der vierte Bereich den sechsten Punkt umfasst.
Turboladersystem einer Brennkraftmaschine, umfassend: einen Kompressor; einen Drosseleinlassdrucksensor, welcher stromabwärts von einem Auslass des Kompressors und stromaufwärts von einer Einlassdrossel angeordnet ist; eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen für: in Reaktion auf eine Anforderung, eine Kompressorpumpgrenzenanpassung zu erlernen, Erkennen eines Kompressorpumpereignisses basierend auf einer Amplitude des Drucksensors größer als eine Schwellenwertamplitude und der Amplitude innerhalb eines Schwellenwertfrequenzbereichs des Drucksensors; Bestimmen einer Anzahl von Kompressorpumpereignissen in einem ersten Kompressorkennfeldbereich, welcher einen ersten Kennfeldpunkt auf dem Kompressorkennfeld umfasst, bei dem das Pumpereignis erkannt wird; und in Reaktion auf die Anzahl von Pumpereignissen im ersten Kennfeldbereich größer als eine Schwellenwertzahl Verzögern eines ersten Pumpgrenzenbereichs, welcher einen ersten und einen zweiten Pumpgrenzenpunkt umfasst, die auf einer Pumpgrenze angeordnet sind; und wobei ein Abstand zwischen jedem der ersten und der zweiten Pumpgrenzenpunkte und dem ersten Kennfeldpunkt kleiner als ein Abstand zwischen jedem der verbleibenden Pumpgrenzenpunkte auf der Pumpgrenze und dem ersten Kennfeldpunkt ist.
System nach Anspruch 18, wobei die Steuerung in Reaktion auf die Anforderung, die Pumpgrenzenanpassung zu erlernen, ferner Anweisungen umfasst zum Erkennen eines Nichtvorhandenseins des Kompressorpumpens während eines Tip-outs größer als ein Schwellenwert; Bestimmen einer Anzahl von Tip-out-Ereignissen in einem zweiten Kompressorkennfeldbereich, welcher einen zweiten Kennfeldpunkt auf dem Kompressorkennfeld umfasst, bei dem das Tip-out erkannt wird; und in Reaktion auf die Anzahl von Tip-out-Ereignissen im zweiten Bereich größer als eine Schwellenwertzahl von Tip-outs Vorrücken eines zweiten Pumpgrenzenbereichs, welcher einen dritten und einen vierten Pumpgrenzenpunkt umfasst, die auf der Pumpgrenze angeordnet sind; und wobei ein Abstand zwischen jedem der dritten und der vierten Pumpgrenzenpunkte und dem zweiten Kennfeldpunkt kleiner als ein Abstand zwischen jedem der verbleibenden Pumpgrenzenpunkte auf der Pumpgrenze und dem zweiten Kennfeldpunkt ist.
System nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zum Verbinden des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs über lineare Interpolation umfasst; und wobei der erste Bereich benachbart zum zweiten Bereich ist.