DE102008025452A1

DE102008025452A1 - Überwachung der Leistung einer Lambdasonde

Info

Publication number: DE102008025452A1
Application number: DE102008025452A
Authority: DE
Inventors: Avra Dearborn Brahma
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: GB0812464D0; CN101344043A; US7861515B2; CN101344043B; DE102008025452B4; GB2453014A; US20090013665A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überwachen einer Leistung einer Lambdasonde offenbart. Eine Ausführungsform umfasst das Ermitteln eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einem Signal einer Lambdasonde; das Ermitteln eines zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einer Temperatur stromaufwärts des Partikelfilters, einer Durckdifferenz über dem Partikelfilter und einem oder mehreren von: einem Luftstrom in den Motor und einem Kraftstoffstrom in den Motor; das Vergleichen des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses und des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses; und das Diagnostizieren eines Fehlerzustands der Lambdasonde, wenn das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht eine vorbestimmte Bedingung bezüglich des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses erfüllt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Überwachen und die Diagnose der Leistung einer Lambdasonde in einer Einrichtung, die einen Verbrennungsmotor aufweist.
Hintergrund und Kurzdarlegung
Antriebsstränge von Fahrzeugen sind häufig mit Lambdasonden zum Überwachen eines Sauerstoffgehalts von Abgasen in einer Fahrzeugabgasleitung ausgestattet. Es sind verschiedene Arten von Lambdasonden bekannt, einschließlich aber nicht ausschließlich Breitband-Lambdasonden (UEGO, kurz vom engl. Universal Exhaust Gas Oxygen Sensors). Im Gegensatz zu einigen Lambdasonden, die lediglich ein Vorhandensein oder Fehlen von Sauerstoff anzeigen, liefern UEGO-Sonden eine Ausgabe, die proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas ist, und ermöglichen dadurch das Überwachen eines dem Fahrzeugmotor zugeführten Verhältnisses von Luft und Kraftstoff.
UEGO-Sonden können aber während mageren Luft/Kraftstoff-Bedingungen (d. h. während Zeiträumen hohen Abgassauerstoffgehalts) und/oder bei Alterung eine große Veränderlichkeit der Ausgabe zeigen. Weiterhin können UEGO-Sonden während Zeiträumen erhöhter Abgastemperatur und/oder erhöhten Abgasdrucks, zum Beispiel während Partikelfilterregeneration, eine signifikante Abweichung aufweisen. Eine ungenügende Leistung einer UEGO-Sonde kann zu einem ungenügenden Motorbetrieb führen, da ein Motorsteuergerät bei Änderung von Fahrbedingungen eine Ausgabe einer UEGO-Sonde zum Einstellen von Luft- und Kraftstoffmengen verwenden kann, die einem Motor geliefert werden.
Daher können bei einem Vorgehen Probleme mit der Einheitlichkeit einer Lambdasonden-Ausgabe zumindest teilweise in einer Einrichtung angegangen werden, die einen Verbrennungsmotor, eine Lambdasonde und einen Partikelfilter umfasst, indem ein erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus einem Signal einer Lambdasonde ermittelt wird; ein zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus einer Temperatur stromaufwärts des Partikelfilters, einer Druckdifferenz über dem Partikelfilter und einem oder mehreren von: einem Luftstrom in den Motor und einen Kraftstoffstrom in den Motor ermittelt wird; das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis und das zweite Kraftstoff/Luftverhältnis verglichen werden; und ein Fehlerzustand der Lambdasonde diagnostiziert wird, wenn das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht eine vorbestimmte Bedingung im Verhältnis zum zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnis erfüllt. Auf diese Weise kann die Verwendung einer fehlerhaften Ausgabe einer Lambdasonde zum Anpassen einer Motorbetriebsbedingung vermieden werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform eines Motorsystems;
2 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen einer Leistung einer Lambdasonde zeigt;
3 zeigt ein Flussdiagramm, das eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen einer Leistung einer Lambdasonde zeigt.
Eingehende Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen
Wie hierin näher beschrieben wird, kann es bei der Ausgabe einer Lambdasonde, beispielsweise einer UEGO-Sonde, unter manchen Betriebsbedingungen signifikante Veränderungen geben. Eine Strategie zum Angehen dieses Problems umfasst das Ermitteln eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus der Ausgabe der Sonde, das Ermitteln eines zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einem Druckabfall über einem Partikelfilter einer Emissionsanlage kombiniert mit anderen Motorvariablen und das Vergleichen des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses mit dem zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnis. Eine signifikante Diskrepanz dieser beiden Kraftstoff/Luft-Verhältnisse kann anzeigen, dass die Ausgabe der Lambdasonde fehlerhaft ist. In manchen Ausführungsformen können zwei oder mehr Kraftstoff/Luft-Verhältnisse aus Motorvariablen berechnet und mit dem aus der Ausgabe der Lambdasonde ermittelten Kraftstoff/Luft-Verhältnis verglichen werden, um dadurch zusätzliche Sicherheit für die Ermittlung vorzusehen. Analog können verschiedene Verfahren der Berechnung der Kraftstoff/Luft-Verhältnisse während verschiedener Motorbetriebsbedingungen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren zum Berechnen eines Kraftstoff/Luft-Verhältnisses während relativ fetteren Betriebs verwendet werden, während ein anderes während relativ mageren Betriebs verwendet werden kann. Im Fall, dass ein gemessenes Kraftstoff/Luft-Verhältnis als fehlerhaft ermittelt wird, kann die fehlerhafte Messung außer Acht gelassen werden und es kann eine neue Messung von der Lambdasonde erhalten werden.
Verschiedene Beispiele der hierin beschriebenen Vorgehen werden unter Bezug auf eine beispielhafte Motor- und Abgasanlage verständlich, wie sie zum Beispiel in 1 beschrieben wird. Im Einzelnen zeigt 1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor 10, der mehrere Brennräume umfasst, wovon nur einer gezeigt ist. Der Motor 10 kann durch ein elektronisches Motorsteuergerät 12 gesteuert sein. In einem Beispiel kann der Motor 10 ein Common-Rail-Dieselmotor mit Direkteinspritzung sein.
Der Brennraum 30 des Motors 10 umfasst Brennraumwände 32 mit einem darin positionierten und mit einer Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 36. Der Brennraum 30 wird mittels eines Einlassventils 52 und eines Auslassventils 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 in Verbindung stehend gezeigt. Während dieses Beispiel ein einziges Einlass- und Auslassventil zeigt, können ein oder mehrere Zylinder mehrere Einlass- und/oder Auslassventile umfassen.
Das Kraftstoffeinspritzventil 66 zum Zuführen von flüssigem Kraftstoff direkt in den Brennraum 30 proportional zur Pulsbreite eines mittels eines elektronischen Treibers 68 von dem Steuergerät 12 empfangenen Signals fpw ist direkt mit dem Brennraum 30 verbunden gezeigt. Durch eine (nicht dargestellte) Kraftstoffanlage, die einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und ein (nicht dargestelltes) Verteilerrohr umfasst, kann Kraftstoff zugeführt werden. In manchen Ausführungsformen kann der Motor 10 mehrere Brennräume umfassen, die jeweils mehrere Einlass- und/oder Auslassventile aufweisen.
Der Ansaugkrümmer 44 kann ein Drosselgehäuse 42 und eine Drossel 62 mit einer Drosselklappe 64 umfassen. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 64 durch das Steuergerät 12 mittels eines Signals verändert werden, das einem Elektromotor oder einem mit der Drossel 62 enthaltenen Aktor geliefert wird, eine Konfiguration, die häufig als elektronische Drosselsteuerung (ETC, vom engl. Electronic Throttle Control) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 so betrieben werden, dass die dem Brennraum 30 neben anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft verändert wird. Die Stellung der Drosselklappe 64 kann dem Steuergerät 12 durch ein Drosselstellungssignal TP geliefert werden. Der Ansaugkrümmer 42 kann auch einen Luftmengenmesser 120 und einen Krümmerdrucksensor 122 zum Liefern jeweiliger Signale MAF und MAP an das Steuergerät 12 umfassen. Weiterhin wird ein Turboladersystem schematisch gezeigt, das einen Einlassverdichter 90 und eine durch eine Welle 94 angeschlossene Auslassturbine 92 umfasst. Während der Verdichter 90 in 1 stromabwärts der Drossel befindlich gezeigt wird, versteht sich, dass der Verdichter 90 auch stromaufwärts der Drossel 62 angeordnet sein kann. Ferner können sich Drosseln sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Verdichters 90 befinden.
Ein Katalysator 70 wird mit dem Abgaskrümmer 48 in Verbindung stehend gezeigt. In manchen Ausführungen kann der Katalysator 70 ein Mager-NOx-Filter (LNT) sein. Weiterhin wird ein Dieselpartikelfilter (DPF) 72 stromabwärts des Katalysators 70 gezeigt. Der DPF kann aktiv oder passiv arbeiten, und das Filtermedium kann aus unterschiedlichen Arten von Material und von unterschiedlicher geometrischer Konstruktion sein. Eine beispielhafte Konstruktion umfasst einen Wandstrom-Keramikmonolith, der abwechselnde Kanäle umfasst, die an entgegengesetzten Enden verschlossen sind, wodurch der Abgasstrom durch die gemeinsame Wand der benachbarten Kanäle gezwungen wird, auf welcher die Partikel abgelagert sind.
Während dieses Beispiel den LNT stromaufwärts eines DPF zeigt, kann der DPF auch stromaufwärts des LNT positioniert werden. Weiterhin können andere katalytische Vorrichtung, einschließlich aber nicht ausschließlich ein Dieseloxidationskatalysator (DOC, kurz vom engl. Diesel Oxidation Catalyst, nicht dargestellt), verwendet werden. Der NOx-Filter, der DPF und/oder eine andere katalytische Vorrichtung können bei Bedarf auch zu einer Katalysatoranordnung kombiniert werden. Auch wenn der LNT und DPF normalerweise als separate Einheiten gesehen werden, ist es zum Beispiel möglich, die zwei auf einem Träger zu kombinieren, z. B. ein Wandstrom-Keramik-DPF-Element, das mit NOx-Speichermitteln und Metallen der Platingruppe beschichtet ist.
Um eine präzisere Steuerung von Motorbetrieb und/oder Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Abgases vorzusehen, können ein oder mehrere Abgassonden in der Abgasanlage verwendet werden. Zum Beispiel wird eine UEGO-Sonde 80 zum Überwachen einer Abgassauerstoffkonzentration und zum Liefern eines Abgassauerstoffsignals zu dem Steuergerät 12 vorgesehen. Weiterhin kann ein Differenzdrucksensor 82 zum Überwachen eines Druckabfalls über dem DPF 72 verwendet werden, und ein Temperatursensor 84 kann zum Überwachen einer Abgastemperatur stromaufwärts des DPF 72 verwendet werden. Weiterhin können auch verschiedene zusätzliche Abgassensoren verwendet werden, einschließlich aber nicht ausschließlich verschiedene NOx-Sensoren, Ammoniaksensoren, etc.
Das Steuergerät 12 wird in 1 als Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: einen Mikroprozessor 102, Input/Output-Ports 104, ein elektronisches Speichermedium für das Ausführen von Programmen und Kalibrierungswerten, das in diesem besonderen Beispiel als Festwertspeicherchip (ROM) 106 gezeigt wird, einen Arbeitsspeicher (RAM) 108, einen batteriestromgestützten Speicher (KAM) 110 und einen Datenbus (I/O). Das Steuergerät 12 kann einen in dem maschinell lesbaren Medium gespeicherten Code enthalten, der durch das Steuergerät ausgeführt werden kann. Das Steuergerät 12 wird auch gezeigt, wie es neben den zuvor beschriebenen Signalen von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren verschiedene Signale empfängt, darunter: Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen Temperaturfühler 112; ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal (PIP) von einem mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Hallgeber 118, das einen Hinweis auf Motordrehzahl (RPM) liefert; eine Drosselstellung TP von einem Drosselstellungssensor 120; und ein Krümmerunterdrucksignal (MAP) von einem Sensor 122.
Die Verbrennung in Motor 10 kann abhängig von den Betriebsbedingungen von unterschiedlicher Art sein. Während 1 einen Kompressionszündungsmotor zeigt, versteht sich, dass die hierin beschriebenen Ausführungen bei jedem geeigneten Motor verwendet werden können, einschließlich aber nicht ausschließlich Diesel- und Benzin-Kompressionszündungsmotoren, Fremdzündungsmotoren, Direkt- und Kanaleinspritzungsmotoren, etc. Ferner können verschiedene Kraftstoffe und/oder Kraftstoffgemische wie Diesel, Biodiesel, etc. verwendet werden.
Wie vorstehend erwähnt kann die Ausgabe der UEGO-Sonde 80 während Zeiträumen hoher Abgastemperaturen und/oder Abgasdrücke (beispielsweise während Partikelfilterregeneration), etc. bei Sondenalterung eine relativ große Veränderlichkeit bei mageren Bedingungen zeigen. Da das Steuergerät 12 die Ausgabe der UEGO-Sonde 80 zum Steuern verschiedener Motorbetriebsbedingungen nutzt, einschließlich aber nicht ausschließlich des Luftmassenstroms, des Kraftstoffstroms, der Ventilsteuerzeiten, der Einspritzsteuerzeiten, etc., kann die Veränderlichkeit der Ausgabe der UEGO-Sonde 80 dazu führen, dass das Steuergerät 82 die Motorbetriebsbedingungen beruhend auf einer fehlerhaften Sondenausgabe anpasst. Um derartige Probleme zu lösen, kann das Steuergerät 12 so ausgelegt sein, dass es die Ausgabe der UEGO-Sonde 80 durch Vergleichen eines aus der Sondenausgabe ermittelten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses mit einem oder mehreren Kraftstoff/Luft-Verhältnissen vergleicht, die aus anderen Motorvariablen berechnet wurden.
Das Steuergerät 12 kann alle geeigneten Motorvariablen zum Berechnen eines oder mehrerer Kraftstoff/Luft-Verhältnisse zum Prüfen des Ausgabesignals der UEGO-Sonde verwenden. Zum Beispiel kann das Steuergerät 12 einen Druckabfall über dem DPF 72 kombiniert mit anderen Motorvariablen nutzen, um ein oder mehrere Kraftstoff/Luft-Verhältnisse zum Prüfen des Ausgabesignals der UEGO-Sonde zu berechnen.
Der Druck über DPF 72 ist eine Funktion der Rußbeladung des DPF. Wenn der Ruß-Wert in dem DPF steigt, steigt auch die Druckdifferenz über dem DPF bei einem vorgegebenen Massenstrom durch die Abgasanlage. Die Rußbeladung kann durch die folgende Gleichung als R_D mathematisch ausgedrückt werden.
In dieser Gleichung ist p₁ = Gasdruck stromaufwärts des DPF, p₂ = Gasdruck stromabwärts des DPF, R_D0 = ein normalisierender Koeffizient, der Rd für einen sauberen DPF zu 1 normalisiert (der hierin als Rußlastfaktor bezeichnet werden kann) und μ = dynamische Viskosität. Q_exh ergibt sich durch die folgende Gleichung.
In dieser Gleichung sind m ._air und m ._fuel die Luftmassenstrom- bzw. Kraftstoffstromraten in den Motor 10, T ist die Temperatur des Abgases stromaufwärts des DPF 72 und p ist der Druck stromaufwärts des DPF 72.
Die Variablen m ._air und m ._fuel stehen ebenfalls mit dem Kraftstoff/Luft-Verhältnis λ in Beziehung, das durch folgende Gleichung ermittelt werden kann, wobei C gleich dem stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist.
Diese Beziehungen ermöglichen wie folgt mit Hilfe des gemessenen Druckabfalls über dem DPF 72 und der Abgastemperatur stromaufwärts des DPF 72 das Vornehmen von Berechnungen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses getrennt von dem Luftmassenstrom in den Motor 10 und vom den Massenkraftstoffstrom durch den Motor 10.
In einer Ausführungsform wird die Gleichung (4) zum Berechnen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses während relativ fetteren Betriebs (was bei einem Dieselmotor ein mageres Verhältnis näher zur Stöchiometrie sein kann) verwendet, während Gleichung (5) zum Berechnen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses während relativ magereren Betriebs (d. h. weiter weg von Stöchiometrie) verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform werden Kraftstoff/Luft-Verhältnisse durch beide Gleichungen (4) und (5) berechnet und beide berechneten Kraftstoff/Luft-Verhältnisse werden mit dem aus dem Ausgabesignal der UEGO-Sonde ermittelten Kraftstoff/Luft-Verhältnis verglichen.
2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 200 zum Überwachen einer Leistung einer Lambdasonde. Es versteht sich, dass das Verfahren 200 mit jeder geeigneten Lambdasonde verwendet werden kann, einschließlich aber nicht ausschließlich UEGO-Sonden. Das Verfahren 200 umfasst zunächst bei 202 das Ermitteln einer Abgastemperatur stromaufwärts des DPF und bei 204 das Ermitteln eines Abgasdrucks stromaufwärts des DPF. Die Abgastemperatur und der Abgasdruck können in einer beliebigen geeigneten Weise ermittelt werden. Zunächst kann bezüglich der Abgastemperatur die Temperatur mittels eines in der Abgasanlage stromaufwärts des DPF (wie bei 84 in 1 gezeigt) angeordneten Sensors direkt gemessen werden und/oder kann aus Motorvariablen berechnet werden.
Als Nächstes kann bezüglich des Abgasdrucks stromaufwärts des DPF in einer Ausführungsform der Druck durch Messen eines Druckabfalls über dem DPF (bei 206), zum Beispiel mittels eines Differenzdruckdetektors 82 in 1, und dann Berechnen eines Drucks stromaufwärts durch Addieren (bei 208) des Differenzdrucks zu einem angenommenen festen Druck stromabwärts ermittelt werden. Der angenommene feste Druck stromabwärts kann Atmosphärendruck sein, wobei der DPF die letzte Abgasbehandlungsvorrichtung in der Abgasleitung ist, kann etwas höher als Atmosphärendruck sein, wenn andere Abgasbehandlungsvorrichtungen stromabwärts des DPF angeordnet sind, oder kann einen beliebigen anderen geeigneten Wert haben.
Als Nächstes wird bei 210 der Rußlastfaktor R_D ermittelt, zum Beispiel mittels einer Lookup-Tabelle, die auf dem Differenzdruck über dem DPF und anderen Motorvariablen (beispielsweise einem Abgasmassenstrom) beruht. Dann wird bei 212 ein erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis von der Lambdasonde erfasst, und bei 214 wird ermittelt, ob der Motor verglichen zum Beispiel mit einem vorgewählten Kraftstoff/Luftverhältnis, das überstöchiometrisch sein kann, unter fetteren oder magereren Bedingungen arbeitet. Wenn der Motor unter fetteren Bedingungen arbeitet, dann wird bei 216 eine Kraftstoffströmrate gemessen und bei 218 wird ein zweites Kraftstoff/Luftverhältnis aus dem Abgasdruck stromaufwärts des DPF, der Abgastemperatur stromaufwärts des DPF R_D und der Kraftstoffströmrate mit Hilfe der vorstehenden Gleichung (4) berechnet. Wenn der Motor dagegen unter magereren Bedingungen arbeitet, dann wird bei 220 ein Luftmassenstrom gemessen und bei 222 ein zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Abgasdruck stromaufwärts des DPF, der Abgastemperatur stromaufwärts des DPF R_D und dem Luftmassenstrom mit Hilfe der vorstehenden Gleichung (5) berechnet.
Das Verfahren 200 umfasst als Nächstes bei 224 das Vergleichen des ersten und zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses, um zu ermitteln, ob das erste und zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben. Es kann jeder geeignete Vergleich des ersten und zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses durchgeführt werden. Es kann zum Beispiel ermittelt werden, ob dass erste Verhältnis innerhalb eines vorgewählten Prozentsatzes des zweiten Verhältnisses liegt, ob das erste Verhältnis innerhalb einer vorgewählten Anzahl statistischer Abweichungen des zweiten Verhältnisses liegt, etc.
Wenn ermittelt wird, dass das erste und zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis die vorbestimmte Beziehung zueinander erfüllen, dann umfasst das Verfahren 200 bei 226 das Verwenden des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses zum Anpassen einer Motorbetriebsbedingung. Wenn dagegen ermittelt wird, dass das erste und das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht die vorbestimmte Beziehung zueinander erfüllen, dann wird das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis bei 228 als Fehler diagnostiziert. In diesem Fall kehrt das Verfahren 200 zu 202 zurück und beginnt erneut. Neue Werte der Abgastemperatur und der Temperatur werden erfasst, ein neues erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird erfasst und ein neues zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird berechnet und mit dem ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnis verglichen. Wenn festgestellt wird, dass das neue erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis die vorbestimmte Beziehung zu dem neuen zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnis erfüllt, dann wird das neue erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis bei 228 verwendet, um eine Motorbetriebsbedingung anzupassen. Auf diese Weise kann das Verfahren 200 durchlaufen, bis ein Kraftstoff/Luft-Verhältnis, das als ausreichend zuverlässig ermittelt wurde, erhalten wird. In manchen Ausführungsformen kann das Auftreten wiederholter Fehlerdiagnosen oder sogar einer einzigen Fehlerdiagnose eine Kontrollleuchte auslösen, um einen Bediener auf den Fehler des Sensors aufmerksam zu machen.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen einer Leistung einer Lambdasonde in einer Abgasanlage. Das Verfahren 300 umfasst bei 302 das Ermitteln einer Abgastemperatur stromaufwärts des DPF und bei 304 das Ermitteln eines Abgasdrucks stromaufwärts des DPF, wie vorstehend für das Verfahren 200 beschrieben wurde. Das Verfahren 300 umfasst weiterhin das Messen eines Luftmassenstroms (bei 306), das Messen einer Kraftstoffströmrate (bei 308) und das Heraussuchen des DPF-Rußbeladungsfaktors R_D (bei 310).
Als Nächstes umfasst das Verfahren bei 312 das Erfassen eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses von einer Lambdasonde. Weiterhin umfasst das Verfahren 300 bei 314 und 316 das Berechnen eines zweiten und dritten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses. Das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird aus dem Abgasdruck stromaufwärts des DPF (zum Beispiel ermittelt aus einer Differenzdruckmessung über der Sonde), der Abgastemperatur stromaufwärts des DPF R_D und dem gemessenen Luftmassenstrom berechnet, während das dritte Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Abgasdruck stromaufwärts des DPF, der Abgastemperatur stromaufwärts des DPF R_D und der gemessenen Kraftstoffströmrate berechnet wird. Als Nächstes wird bei 318 ermittelt, ob das erste, zweite und dritte Kraftstoff/Luft-Verhältnis eine vorbestimmte Beziehung (oder eine oder mehrere vorbestimmte Beziehungen) zueinander erfüllen. Wenn Ja, dann wird bei 320 das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis verwendet, um eine Motorbetriebsbedingung anzupassen. Wenn dagegen ermittelt wird, dass das erste, zweite und dritte Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht die vorbestimmte Beziehung zueinander erfüllen, dann wird der Sondenmesswert bei 228 als fehlerhaft diagnostiziert und das Verfahren 300 kehrt zu 302 zurück, um erneut zu beginnen. Auf diese Weise kann das Verfahren 300 (wie vorstehend für Verfahren 200 beschrieben) durchlaufen, bis ein als ausreichend zuverlässig ermitteltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis erfasst wird. Es kann jede geeignete vorbestimmte Beziehung zur Ermittlung verwendet werden, ob das erste, zweite und dritte Kraftstoff/Luft-Verhältnis ausreichend gut übereinstimmen, um zu ermitteln, dass der Messwert kein Fehler ist. Es kann zum Beispiel ermittelt werden, ob das erste Verhältnis innerhalb eines vorgewählten Prozentsatzes sowohl des zweiten als auch dritten Verhältnisses liegt, ob das erste Verhältnis innerhalb einer vorgewählten Anzahl statistischer Abweichungen des zweiten und dritten Verhältnisses liegt, etc.
Es versteht sich, dass die Schritte der Verfahren 200 und 300 in jeder geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden können, einschließlich aber nicht ausschließlich die gezeigten Schritte, und/oder dass ein oder mehrere Schritte in verschiedenen Ausführungsformen parallel ausgeführt werden können. Während die Beschreibung im Zusammenhang mit einer UEGO-Sonde vorliegt, versteht sich ferner, dass die hierin beschriebenen Konzepte bei jedem anderen geeigneten Sensor verwendet werden können, einschließlich aber nicht ausschließlich bei einer Kombination aus einem UEGO/NOx-Sensor. Ferner versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Konfigurationen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten sind, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können auf „ein" Element oder „ein erstes" Element oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder fordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie nun gegenüber dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet

Claims

Bei einer Einrichtung mit einem Verbrennungsmotor, einer Abgasleitung, einem entlang der Abgasleitung angeordneten Partikelfilter, einer entlang der Abgasleitung angeordneten Lambdasonde und einem entlang der Abgasleitung angeordneten Drucksensor ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Leistung einer Lambdasonde, das umfasst: Ermitteln eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einem Signal einer Lambdasonde; Ermitteln eines zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einer Temperatur stromaufwärts des Partikelfilters, einer Druckdifferenz über dem Partikelfilter und einem oder mehreren von: einem Luftstrom in den Motor und einem Kraftstoffstrom in den Motor; Vergleichen des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses und des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses; und Diagnostizieren eines Fehlerzustands der Lambdasonde, wenn das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht eine vorbestimmte Bedingung bezüglich des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Luftstrom in den Motor ermittelt wird, und welches weiterhin das Ermitteln des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses während eines Betriebs umfasst, der magerer als ein vorgewähltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Kraftstoffstrom in den Motor ermittelt wird, und welches weiterhin das Ermitteln des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses während eines Betriebs umfasst, der fetter als ein vorgewähltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Ermitteln des Drucks stromaufwärts des Partikelfilters aus der Druckdifferenz über dem Partikelfilter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Ermitteln eines neuen ersten Kraftstoff/Luftverhältnisses aus einem von der Lambdasonde empfangenen anderen Signal umfasst, wenn ein Fehlerzustand diagnostiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, welches weiterhin das Anpassen einer Motorbetriebsbedingung beruhend auf dem neuen ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Ermitteln einer Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters mittels eines Temperatursensors umfasst.
Bei einer Einrichtung mit einem Verbrennungsmotor, einer Abgasleitung, einem entlang der Abgasleitung angeordneten Partikelfilter, einer entlang der Abgasleitung angeordneten Lambdasonde und einem entlang der Abgasleitung angeordneten Drucksensor ein Verfahren zum Überwachen einer Leistung der Lambdasonde, das umfasst: Ermitteln, ob ein dem Motor geliefertes Kraftstoff/Luft-Verhältnis fetter oder magerer als ein vorgewähltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist; Ermitteln eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einem von der Lambdasonde empfangenen Signal; wenn das dem Motor zugeführte Kraftstoff/Luft-Verhältnis fett ist, Ermitteln eines zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus einem Druck stromaufwärts des Partikelfilters und einem Kraftstoffstrom in den Motor; wenn das dem Motor zugeführte Kraftstoff/Luft-Verhältnis mager ist, Ermitteln eines dritten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses aus dem Druck stromaufwärts des Partikelfilters und einem Luftstrom in den Motor; Vergleichen des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses mit dem zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnis oder dem dritten Kraftstoff/Luft-Verhältnis; und Diagnostizieren eines Fehlerzustands der Lambdasonde, wenn das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht eine vorbestimmte Bedingung bezüglich des zweiten oder dritten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 8, welches weiterhin das Ermitteln des Drucks stromaufwärts des Partikelfilters aus einer Druckdifferenz über dem Partikelfilter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, welches weiterhin das Ermitteln eines neuen ersten Kraftstoff/Luftverhältnisses aus einem von der Lambdasonde empfangenen anderen Signal umfasst, wenn ein Fehlerzustand diagnostiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Anpassen einer Motorbetriebsbedingung beruhend auf dem neuen ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnis umfasst.
Einrichtung, welche umfasst: einen Verbrennungsmotor; eine Abgasleitung; einen entlang der Abgasleitung angeordneten Partikelfilter; eine entlang der Abgasleitung angeordnete Lambdasonde; einen entlang der Abgasleitung angeordneten Drucksensor; und ein dafür ausgelegtes Steuergerät, ein erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus einem Signal von der Lambdasonde zu ermitteln, ein zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus einer Druckdifferenz stromaufwärts des Partikelfilters und einem oder mehreren von: einem Luftstrom in den Motor und einem Kraftstoffstrom in den Motor zu ermitteln, das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis und das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu vergleichen und einen Fehlerzustand der Lambdasonde zu diagnostizieren, wenn das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht eine vorbestimmte Bedingung bezüglich des zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses erfüllt.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür ausgelegt ist, das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Luftstrom in den Motor zu ermitteln, und dass das Steuergerät weiterhin dafür ausgelegt ist, das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis während Bedingungen zu ermitteln, die magerer als ein vorgewähltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis sind.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür ausgelegt ist, das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem Kraftstoffstrom in den Motor zu ermitteln, und dass das Steuergerät weiterhin dafür ausgelegt ist, das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis während Bedingungen zu ermitteln, die fetter als ein vorgewähltes Kraftstoff/Luft-Verhältnis sind.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor ein dafür ausgelegter Differenzdrucksensor ist, ein Signal auszugeben, das eine Funktion eines Drucks über dem Partikelfilter ist.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür ausgelegt ist, ein neues Signal von der Lambdasonde zu empfangen und ein neues erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis aus dem neuen Signal von der Lambdasonde zu ermitteln, wenn ein Fehlerzustand diagnostiziert wird.
Einrichtung nach Anspruch 16, welche weiterhin das Anpassen einer Motorbetriebsbedingung beruhend auf dem neuen ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnis umfasst.