DE-102018120365-B4 - DURCHFÜHREN EINER DIAGNOSE AN EINEM LUFTFILTER MIT EINER ELEKTRISCHEN LADEVORRICHTUNG

Abstract

Verfahren für einen Motor, umfassend: während eines Aus-Zustands des Motors Öffnen eines Hochdruck-Abgasrückführungs(HD-AGR)-Ventils; Leiten von Luft durch ein Luftfilter durch Betätigen eines Elektromotors, der an einen Verdichter gekoppelt ist; Messen eines Luftdrucks; und Anzeigen eines Status des Luftfilters auf Grundlage des Luftdrucks.

Inventors

• Baitao Xiao
• David Bell
• Julia Helen Buckland
• Timothy Stolzenfeld

Assignees

• FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20180821

Priority Date

20170822

Claims (15)

1. Verfahren für einen Motor, umfassend: während eines Aus-Zustands des Motors Öffnen eines Hochdruck-Abgasrückführungs(HD-AGR)-Ventils; Leiten von Luft durch ein Luftfilter durch Betätigen eines Elektromotors, der an einen Verdichter gekoppelt ist; Messen eines Luftdrucks; und Anzeigen eines Status des Luftfilters auf Grundlage des Luftdrucks.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Leiten der Luft von dem Luftfilter zu einem Abgaskanal des Motors unter Umgehung eines Zylinders.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Verdichter ferner an eine Turbine gekoppelt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , ferner umfassend Leiten der Luft von dem Luftfilter zu einem Abgaskanal unter Umgehung der Turbine.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Öffnen eines Verdichterrückführungsventils, das an einen zweiten Verdichter gekoppelt ist, während der Motor betätigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , wobei der zweite Verdichter zwischen dem Verdichter und dem Motor gekoppelt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Luftdruck eine Luftdruckdifferenz am Luftfilter ist und wobei das Leiten und Messen während mehrerer verschiedener Aus-Zeiträume des Motors, die durch Zustände mit laufendem Motor getrennt sind, durchgeführt werden und die Anzeige auf mehreren der gemessenen Luftdrücke beruht, wobei der Motor während jeder der Strömungsbedingungen mit einer Drehzahl betrieben wird, die auf Grundlage des Umgebungsdrucks eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Luftdruck zwischen dem Luftfilter und dem Verdichter gemessen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Anzeigen des Status des Luftfilters durch Vergleichen des Luftdrucks mit einem charakterisierten Luftdruck.
10. Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor, der einen Zylinder beinhaltet; einen Ansaugluftkanal zum Ansaugen von Umgebungsluft in den Motor; einen Abgaskanal, der an einen Motorabgaskrümmer gekoppelt ist; ein Luftfilter, das an den Ansaugluftkanal gekoppelt ist; einen Verdichter, der an den Ansaugluftkanal gekoppelt ist, zum Bereitstellen von aufgeladener Luft an den Motor; einen Motor, der an den Verdichter gekoppelt ist; ein AGR-Ventil, das an einen HD-AGR-Kanal gekoppelt ist, zum Zurückführen von Abgas von dem Motorabgaskrümmer zu einem Motoransaugkrümmer; eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Ausschalten des Motors während eines Schlüsselausschaltzustands; Betätigen des Elektromotors zum Leiten von Luft durch das Luftfilter zum Verdichter; Öffnen des AGR-Ventils zum Leiten der Luft vom Verdichter zu dem Abgaskanal unter Umgehung des Zylinders; Bestimmen eines Luftdrucks; und Anzeigen eines Luftfilterwechsels auf Grundlage des bestimmten Luftdrucks.
11. Fahrzeugsystem nach Anspruch 10 , wobei der Luftdruck ein Druckabfall am Luftfilter ist und die Steuerung ferner zum Anzeigen eines Luftfilterwechsels in Reaktion darauf, dass der Druckabfall höher als ein Schwellenwert ist, ausgelegt ist.
12. Fahrzeugsystem nach Anspruch 10 , wobei der Verdichter ein elektrischer Kompressor ist und das System ferner einen an den Motor gekoppelten Turbolader umfasst.
13. Fahrzeugsystem nach Anspruch 12 , wobei die Steuerung ferner zum Öffnen eines Verdichterrückführungsventils und eines Wastegateventils des Turboladers, während der Motor betätigt wird, ausgelegt ist.
14. Fahrzeugsystem nach Anspruch 12 , wobei die Steuerung ferner zum Einstellen der Geometrie des Turboladers, während der Motor betätigt wird, ausgelegt ist.
15. Verfahren, umfassend: Während eines ersten Zustands Leiten von Luft durch ein Luftfilter in einer ersten Richtung und Messen eines ersten Luftdrucks; Während eines zweiten Zustands Betätigen eines Elektromotors zum Leiten von Luft durch das Luftfilter in einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und Messen eines zweiten Luftdrucks; und Anzeigen einer Filterwechselanforderung auf Grundlage des ersten Luftdrucks und des zweiten Luftdrucks.

Description

GEBIET Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Durchführen einer Diagnose an einem Ansaugluftfilter in einem Fahrzeugsystem durch Betreiben einer elektrischen Ladevorrichtung während eines Aus-Zustands des Motors. ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG Luftfilter werden in Fahrzeugen verwendet, um saubere Luft zum Einführen in das Motorsystem bereitzustellen. Ein Luftfilter kann aufgrund einer Ansammlung von Schmutz und Rückständen verstopfen. Durch ein verstopftes Luftfilter kann sich der Druckabfall der Ansaugluft erhöhen und der Luftstrom in den Motor eingeschränkt werden. Die Einschränkung des Luftstroms kann die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors beeinflussen. Um das verstopfte Luftfilter zu wechseln oder zu reinigen, kann ein Status des Luftfilters regelmäßig diagnostiziert und an den Fahrzeugführer angezeigt werden. Versuche zum Diagnostizieren des Luftfilterstatus schließen eine Diagnose an dem Luftfilter auf Grundlage eines Druckabfalls am Filter ein. Ein beispielhafter Ansatz wird von Pago et al. im US-Patent US 5 606 311 A gezeigt. Darin werden ein Druckabfall am Luftfilter und der entsprechende Luftstrom während des Motorbetriebs gemessen und wird dann eine Filtereinschränkung durch Vergleichen des gemessenen Druckabfalls mit einem Referenzdruckabfall geschätzt. Weiterer Stand der Technik ist aus Druckschriften US 8 573 040 B2 und US 2011 / 0 308 308 A1 bekannt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem derartigen Ansatz erkannt. Als ein Beispiel kann es sein, dass eine Luftfilterdiagnose auf Grundlage eines Druckabfalls während des Motorbetriebs aufgrund eines niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses ungenau ist. Insbesondere kann die Signalamplitude des Druckabfalls gering sein, da der Druckabfall im Verhältnis zur Sensorempfindlichkeit selbst bei einem verstopften Filter je nach den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs möglicherweise nicht signifikant ist. Weiterhin kann durch Wechselbewegungen beim Betrieb des Motors ein hohes Rauschen entstehen. Infolgedessen kann Pagos Verfahren falsch-positive Ergebnisse erzeugen, die dem Fahrer melden, dass das Luftfilter gewechselt werden muss, bevor dies nötig ist. Überdies kann die Motorlaufzeit bei Hybridfahrzeugen begrenzt sein. Ein Diagnostizieren des Luftfilterstatus während des Motorbetriebs kann oftmals nicht ausreichend sein, um eine Verstopfung des Luftfilters zu erkennen. Darüber hinaus ist die Dauer eines stabilen Motorbetriebs bei einem Hybridfahrzeug womöglich nicht lang genug, um zuverlässige Druckmessungen zu erhalten. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Probleme zumindest teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren gelöst werden, umfassend: während eines Aus-Zustands des Motors Öffnen eines Hochdruck-Abgasrückführungs(HD-AGR)-Ventils; Leiten von Luft durch ein Luftfilter durch Betätigen eines Elektromotors, der an einen Verdichter gekoppelt ist; Messen eines Luftdrucks; und Anzeigen eines Status des Luftfilters auf Grundlage des Luftdrucks. Auf diese Weise kann eine Verstopfung eines Luftfilters rechtzeitig und zuverlässig erkannt werden. Als ein Beispiel kann bei einem Motorsystem, das mit einer elektrischen Ladevorrichtung ausgestattet ist, während eines Aus-Zustands des Motors ein Elektromotor, der an die elektrische Ladevorrichtung gekoppelt ist, derart betrieben werden, dass Umgebungsluft in das Motorsystem durch das Ansaugluftfilter geleitet wird. Ein oder mehrere Ventile, wie z. B. ein HD-AGR-Ventil können geöffnet werden, um die Luft weiter vom Luftfilter unter Umgehung des Zylinders zu einem Abgaskanal zu leiten. Der Luftfilterstatus kann auf Grundlage einer Druckmessung im Zusammenhang mit dem Luftstrom durch das Luftfilter diagnostiziert werden. Als ein Beispiel kann der Druck ein Druckabfall am Luftfilter sein. Als ein anderes Beispiel kann der Druck ein Druck hinter dem Luftfilter in Richtung des Luftstroms sein. Durch Leiten der Luft vom Filter zum Abgaskanal unter Umgehung des Zylinders kann die Luft durch das Motorsystem mit wenig Widerstand strömen. Daher kann die Druckmessung eine Strömungseinschränkung, die durch Luftfilterverstopfung verursacht wird, genau wiedergeben. Mögliche Störungen, die durch andere Komponenten des Fahrzeugsystems bei der Messung verursacht werden, können vermieden werden. Weiterhin kann die Dauer zum Durchführen der Luftfilterdiagnose verringert werden, da der Luftstrom durch Betreiben der elektrischen Ladevorrichtung vollständig gesteuert und schnell stabilisiert werden kann. Durch Durchführen einer Diagnose an dem Luftfilter während eines Aus-Zustands des Motors kann der Luftfilterstatus häufig während automatischer Start-Stopp-Vorgänge des Motors geprüft werden, wodurch