DE102013200341B4

DE102013200341B4 - Nichtinvasive Abgassensorüberwachung

Info

Publication number: DE102013200341B4
Application number: DE102013200341.2A
Authority: DE
Inventors: Imad Hassan Makki; James Michael Kerns; Michael Casedy; Hassene Jammoussi
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2033-01-12
Also published as: DE102013200341A1; US8958974B2; US20130180510A1

Abstract

Verfahren zum Überwachen eines in einem Motorauspuff (50) gekoppelten Abgassensors (126), das Folgendes umfasst:Anzeigen einer Abgassensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen einer ersten Menge von geschätzten Parametern eines fetten Betriebsmodells und einer zweiten Menge von geschätzten Parametern' eines mageren Betriebsmodells, wobei die geschätzten Parameter auf während ausgewählter Betriebsbedingungen gesammelten befohlenen Lambda- und bestimmten Lambdawerten basieren,dadurch gekennzeichnet, dass die fetten und mageren Betriebsmodelle Erste-Reihenfolge-Plus-Zeitverzögerung-Transferfunktionen, die für jeden Betriebsmodus spezifisch sind, umfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines in einem Motorauspuff gekoppelten Abgassensors sowie ein System für ein Fahrzeug, das einen in ein Abgassystem des Motors gekoppelten Abgassensor umfasst.
Ein Abgassensor kann in einem Abgassystem eines Fahrzeugs positioniert sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines aus einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs ausgestoßenen Abgases zu detektieren. Die Abgassensormesswerte können zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
Eine Degradation eines Abgassensors kann eine Motorsteuerungsdegradation bewirken, die zu erhöhten Emissionen und/oder reduzierter Fahrzeugfahrbarkeit führen kann. Dementsprechend kann eine präzise Bestimmung der Abgassensordegradation die Wahrscheinlichkeit einer Motorsteuerung auf der Basis von Messwerten von einem degradierten Abgassensor reduzieren.
Insbesondere kann ein Abgassensor sechs diskrete Arten von Degradationsverhalten aufweisen. Die Degradationsverhaltensarten können als eine Degradation von der asymmetrischen Art (z.B. asymmetrische Verzögerung fett zu mager, asymmetrische Verzögerung mager zu fett, asymmetrische langsame Antwort fett zu mager, asymmetrische langsame Antwort mager zu fett) kategorisiert werden, die Abgassensorantwortraten nur von mager zu fett oder fett zu mager beeinflusst, oder eine Degradation vom symmetrischen Typ (z.B. symmetrische Verzögerung, symmetrische langsame Antwort), die sowohl die Abgassensorantwortraten von mager zu fett als auch von fett zu mager beeinflusst. Die Degradationsverhalten von der Verzögerungsart können mit der Anfangsreaktion des Abgassensors zu einer Änderung bei der Abgaszusammensetzung assoziiert werden, und die Degradationsverhalten von der langsamen Antwortart können mit einer Dauer nach einer Abgassensoranfangsantwort auf einen Übergang von einer Abgassensorausgabe von fett zu mager oder mager zu fett assoziiert werden.
Bisherige Ansätze bezüglich der Überwachung der Abgassensordegradation, insbesondere das Identifizieren von einem oder mehreren der sechs Degradationsverhalten, basierten auf einer invasiven Datensammlung. Das heißt, ein Motor kann absichtlich mit einem oder mehreren Übergängen von fett zu mager oder mager zu fett betrieben werden, um die Abgassensorantwort zu überwachen. Diese Ausschläge können jedoch auf bestimmte Betriebsbedingungen beschränkt werden, die nicht häufig genug auftreten, um den Sensor präzise zu überwachen, wie etwa während Verlangsamungskraftstoffabschaltungsbedingungen. Weiterhin können diese Ausschläge den Motorbetrieb bei unerwünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen verlängern, die zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und/oder erhöhten Emissionen führen.
Aus der Schrift US 2007/0227124 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die abwechselnd mit einem fetten und einem mageren Soll-Lambdawert betrieben wird, um asymmetrische Verzögerungen im Ansprechverhalten der Lambda-Sonde zu diagnostizieren. Dabei wird das Messsignal der Lambda-Sonde ausgelesen und basierend auf dem Soll-Lambda und dem gemessenen Lambda ein Parameter ermittelt, der einmal für einen Fettwechsel und einmal für einen Magerwechsel bestimmt wird. Hieraus berechnete, gemittelte Parameterwerte charakterisieren das Ansprechverhalten des Lambda-Sensors bei Fett- und Magerübergängen.
Ferner beschreibt die Schrift US 2005/0216175 A1 ein Verfahren zum Beurteilen des Ansprechverhaltens einer Lambda-Sonde, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht und sodann die Zeit gemessen wird, innerhalb derer das Lambda-Sondensignal einen vorbestimmten Änderungsgradienten zeigt.
Weiterhin beschreibt die Schrift US 2010 / 0 242 569 A1 ein Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung einer Abgassonde, wobei das Luft-/Kraftstoffverhältnis in Zyklen so moduliert wird, dass sich Mager-Fett-Übergänge und Fett-Mager-Übergänge ergeben. Die Verzögerung, die es braucht, bis die Lambda-Sonde einen vorbestimmten Signalwechsel ausführt, wird als Maß für die Verschlechterung des Sensors genommen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die obigen Probleme erkannt und einen nichtinvasiven Ansatz zum Bestimmen einer Abgassensordegradation identifiziert. Erfindungsgemäß werden Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 sowie ein System nach Anspruch 8 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Dementsprechend umfassen Verfahren zum Überwachen eines in einen Motorauspuff gekoppelten Abgassensors Folgendes: Anzeigen einer Abgassensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen einer ersten Menge von geschätzten Parametern eines fetten Betriebsmodells und einer zweiten Menge von geschätzten Parametern eines mageren Betriebsmodells, wobei die geschätzten Parameter auf während ausgewählter Betriebsbedingungen gesammelten befohlenen Lambda- und bestimmten Lambdawerten basieren.
Auf diese Weise kann eine Abgassensordegradation durch aus zwei Betriebsmodellen geschätzten Parametern angegeben werden, einem fetten Verbrennungsmodell und einem mageren Verbrennungsmodell. Das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das durch den Abgassensor angezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis können unter der Annahme verglichen werden, dass die Verbrennung, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis generierte, fett war (z.B. Eingeben des befohlenen Lambdawerts in das fette Modell) und auch unter der Annahme verglichen werden, dass das Verbrennungsereignis mager war (z.B. Eingeben des befohlenen Lambdawerts in das magere Modell). Für jedes Modell kann eine Menge von Parametern geschätzt werden, die am besten die befohlenen Lambdawerte mit den gemessenen Lambdawerten anpasst. Die Modellparameter können eine Zeitkonstante, eine Zeitverzögerung und eine statische Verstärkung des Modells beinhalten. Die geschätzten Parameter von jedem Modell können miteinander verglichen werden, und eine Sensordegradation kann auf der Basis von Differenzen zwischen den geschätzten Parametern angezeigt werden.
Durch Bestimmen einer Degradation eines Abgassensors unter Verwendung eines nichtinvasiven Ansatzes mit während ausgewählter Betriebsbedingungen gesammelten Daten kann eine Abgassensordegradationsüberwachung auf einfache Weise durchgeführt werden. Weiterhin kann durch Verwenden der Abgassensorausgabe, um zu bestimmen, welches der sieben Degradationsverhalten der Sensor aufweist, eine Regelung verbessert werden, indem die Motorsteuerung (z.B. Kraftstoffeinspritzmenge und/oder Zündverstellung) als Reaktion auf eine Anzeige des jeweiligen Degradationsverhaltens des Abgassensors zugeschnitten werden, um die Auswirkung auf die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und/oder Emissionen aufgrund von Abgassensordegradation zu reduzieren.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung ergeben sich ohne Weiteres, aus der folgenden ausführlichen Beschreibung wenn sie alleine oder in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden.
Es versteht sich, dass die obige kurze Darstellung vorgelegt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine wichtigen oder essentiellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich einzig durch die Ansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die etwaige oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile lösen.
Figurenliste

1 zeigt ein Schemadiagramm einer Ausführungsform eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit einem Abgassensor.
2 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der symmetrischen Antwortart anzeigt.
3 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der asymmetrischen Antwortart fett zu mager anzeigt.
4 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der asymmetrischen Antwortart mager zu fett anzeigt.
5 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der symmetrischen Verzögerungsart anzeigt.
6 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der asymmetrischen Verzögerungsart fett zu mager anzeigt.
7 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Degradationsverhalten eines Abgassensors von der asymmetrischen Verzögerungsart mager zu fett anzeigt.
8A und 8B zeigen ein Verfahren zum Überwachen eines Abgassensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft einen Ansatz zum Bestimmen der Degradation eines Abgassensors. Insbesondere können die unten beschriebenen Systeme und Verfahren implementiert werden, um eine Abgassensordegradation auf der Basis einer Erkennung einer beliebigen von sechs diskreten, mit einer Abgassensordegradation assoziierten Verhaltensarten zu bestimmen. Bei einem Beispiel können Modellparameter von einem fetten Verbrennungsmodell und einem mageren Verbrennungsmodell verglichen werden, um eine Sensordegradation zu bestimmen. Die Modellparameter können eine Zeitkonstante, eine Zeitverzögerung und eine statische Verstärkung des Modells beinhalten. Für jedes der mageren und fetten Modelle kann die Verzögerungsreihenfolge gewählt werden, die am besten zu den Daten passt, und die anderen Modellparameter, die der gewählten Verzögerungsreihenfolge entsprechen, können geschätzt werden. Beispielsweise kann während statischer Betriebsbedingungen eine Menge von befohlenen Lambdawerten und gemessenen Lambdawerten gesammelt und in das magere und fette Modell eingegeben werden. Ein Algorithmus der kleinsten Quadrate kann auf die Daten für die Modelle angewendet werden. Die Verzögerungsreihenfolge (für jedes fette und magere Modell), die mit dem kleinsten mittleren quadratischen Fehler assoziiert ist, kann gewählt werden, und die Modellparameter aus jedem gewählten Modell können geschätzt werden. Durch Vergleichen der geschätzten Parameter von den beiden gewählten Modellen kann ein asymmetrisches Sensordegradationsverhalten angezeigt werden, falls mindestens ein geschätzter Parameter (z.B. die Zeitkonstante oder die Zeitverzögerung) entweder von dem mageren Modell oder von dem fetten Modell den entsprechenden geschätzten Parameter von dem anderen Modell um ein Schwellwertausmaß übersteigt. 1 zeigt einen Motor mit einem Abgassensor und Controller. Die 2-7 zeigen beispielhafte Luft-Kraftstoff-Verhältnisse, die mit Abgassensoren gesammelt wurden, die jedes der sechs diskreten Sensordegradationsverhalten aufweisen. Die 8A und 8B zeigen beispielhafte Steuerroutinen, die von dem Controller von 1 ausgeführt werden, um eines der sechs in 2-7 dargestellten Degradationsverhalten zu bestimmen.
1 ist ein Schemadiagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs enthalten sein kann, in dem ein Abgassensor 126 zum Bestimmen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des von dem Motor 10 erzeugten Abgases verwendet werden kann. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann (zusammen mit anderen Betriebsparametern) zur Regelung des Motors 10 in verschiedenen Betriebsmodi verwendet werden. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem gesteuert werden, das den Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugbetreiber 132 über eine Eingabeeinrichtung 130. Bei diesem Beispiel beinhaltet die Eingabeeinrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Brennkammer (d.h. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass die Pendelbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein dazwischenliegendes Getriebesystem gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Einlassluft über eine Einlasspassage 42 von einem Einlasskrümmer 44 empfangen und kann Verbrennungsabgase über eine Auslasspassage 48 ausstoßen. Der Einlasskrümmer 44 und die Auslasspassage 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
Bei diesem Beispiel kann das Einlassventil 52 und die Auslassventile 54 über Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können eines oder mehrere der folgenden Systeme verwenden, die von dem Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren: Nockenprofilumschaltung (CPS - Cam Profile Switching), variable Nockensteuerung (VCT) - Variable Cam Timing), variable Ventilsteuerung (VVT - Variable Valve Timing) und/oder variabler Ventilhub(VVL - Variable Valve Lift). Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder Auslassventil 54 über elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich CPS- und/oder VCT-Systeme gesteuertes Auslassventil enthalten.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist in der Einlasspassage 44 in einer Konfiguration angeordnet gezeigt, die eine als Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal vor der Brennkammer 30 Einspritzung bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 kann Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines von dem Controller 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW einspritzen. Der Kraftstoff kann an die Kraftstoffeinspritzdüse 66 über ein nichtgezeigtes Kraftstoffsystem geliefert werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffrail enthält. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt ist, um Kraftstoff auf eine als Direkteinspritzung bekannte Weise direkt dort hinein einzuspritzen.
Ein Zündsystem 88 kann einen Zündfunken als Reaktion auf ein Zündfrühverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter gewählten Betriebsmodi über eine Zündkerze 92 an die Brennkammer 30 liefern. Wenngleich Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 bei einigen Ausführungsformen in einem Verdichtungszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
Der Abgassensor 126 ist an die Abgaspassage 48 des Abgassystems 50 vor einer Abgasreinigungseinrichtung 70 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor sein, um eine Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas zu liefern, wie etwa eine lineare Sauerstoffsonde oder eine Sauerstoff-Breitbandsonde UEGO (universal or wide-range exhaust gas oxygen), eine Zweizustands-Sauerstoffsonde oder EGO, eine HEGO (geheizte EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei einigen Ausführungsformen kann der Abgassensor 126 ein erster von mehreren, in dem Abgassystem positionierten Abgassensoren sein. Beispielsweise können zusätzliche Abgassensoren hinter der Abgasreinigungseinrichtung 70 positioniert sein.
Die Abgasreinigungseinrichtung 70 ist entlang der Abgaspassage 48 hinter dem Abgassensor 126 angeordnet gezeigt. Bei der Einrichtung 70 kann es sich um ein Dreiwege-Katalysator (TWC - Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungseinrichtungen oder Kombinationen davon handeln. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungseinrichtung 70 eine erste von mehreren, in dem Abgassystem positionierten Abgasreinigungseinrichtungen sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungseinrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 periodisch zurückgesetzt werden, indem mindestens ein Zylinder des Motors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben wird.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, bei diesem bestimmten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Arbeitsspeicher 110 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Signalen empfangen, einschließlich einer Messung des angesaugten Luftmassenstroms (MAF - Mass Air Flow) von einem Luftmassenstromsensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT - Engine Coolant Temperature) von einem an eine Kühlmuffe 114 gekoppelten Temperatursensor 112, ein Zündungsprofil-Aufnehmer-Signal (PIP - Profile Ignition Pickup) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einer anderen Art); der Drosselposition (TP - Throttle Position) von einem Drosselpositionssensor und eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP - Absolute Manifold Pressure) von einem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann zum Liefern einer Anzeige des Unterdrucks oder Drucks in dem Einlasskrümmer verwendet werden. Man beachte, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments angeben. Weiterhin kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder angesaugten Ladung (einschließlich Luft) liefern. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen produzieren.
Weiterhin können mindestens einige der oben beschriebenen Signale bei dem unten ausführlicher beschriebenen Abgassensordegradationsbestimmungsverfahren verwendet werden. Beispielsweise kann der Kehrwert der Motordrehzahl verwendet werden, um eine mit dem Einspritzung-Einlass-Verdichtung-Expansion-Auslass-Takt assoziierte Verzögerung zu bestimmen. Als ein weiteres Beispiel kann mit dem Kehrwert der Geschwindigkeit (oder dem Kehrwert des MAF-Signals) eine mit dem Weg des Abgases von dem Auslassventil 54 zum Abgassensor 126 assoziierte Verzögerung bestimmt werden. Die oben beschriebenen Beispiele können zusammen mit einer anderen Verwendung von Motorsensorsignalen zum Bestimmen der Zeitverzögerung zwischen einer Änderung bei dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Abgassensorantwortrate verwendet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Abgassensordegradationsbestimmung in einem eigenen Controller 140 durchgeführt werden. Der eigene Controller 140 kann Verarbeitungsressourcen 142 zum Handhaben einer Signalverarbeitung enthalten, die mit der Erzeugung, Kalibrierung und Validierung der Degradationsbestimmung des Abgassensors 126 assoziiert ist. Insbesondere kann ein Abtastwertpuffer (der zum Beispiel etwa 100 Abtastwerte pro Sekunde pro Motorbank generiert), der zum Aufzeichnen der Antwortrate des Abgassensors verwendet wird, für die Verarbeitungsressourcen eines Antriebsstrangsteuermoduls (PCM - Powertrain Control Module) des Fahrzeugs zu groß sein. Dementsprechend kann der eigene Controller 140 operativ mit dem Controller 12 gekoppelt sein, um die Abgassensordegradationsbestimmung durchzuführen. Man beachte, dass der eigene Controller 140 Motorparametersignale von dem Controller 12 empfangen und Motorsteuersignale und Degradationsbestimmungsinformationen, unter anderem Kommunikationen, an den Controller 12 senden kann.
Man beachte, dass der Speichermedium-Festwertspeicher 106 und/oder die Verarbeitungsressourcen 142 mit computerlesbaren Daten programmiert sein können, die von dem Prozessor 102 und/oder dem eigenen Controller 140 ausgeführbare Anweisungen darstellen, um die unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten auszuführen.
Wie oben erörtert, kann die Abgassensordegradation auf der Basis eines beliebigen, oder in einigen Beispielen jedes, von sechs diskreten Verhalten bestimmt werden, die durch Verzögerungen bei der Antwortrate der Luft-Kraftstoff-Verhältnismesswerte angezeigt werden, die durch einen Abgassensor während Übergängen fett zu mager und/oder Übergängen mager zu fett generiert werden. Die 2-7 zeigen jeweils eine graphische Darstellung, die eines der sechs diskreten Arten von Abgassensordegradationsverhalten anzeigen. In den graphischen Darstellungen ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambdawert) über der Zeit (in Sekunden) aufgetragen. Bei jeder graphischen Darstellung zeigt die gepunktete Linie ein befohlenes Lambdasignal an, das an Motorkomponenten (z.B. Kraftstoffeinspritzdüsen, Zylinderventile, Drossel, Zündkerze usw.) geschickt werden kann, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu generieren, das einen Zyklus durchläuft, der einen oder mehrere Übergänge mager zu fett und einen oder mehrere Übergänge fett zu mager umfasst. Bei jeder graphischen Darstellung zeigt die gestrichelte Linie eine erwartete Lambdaantwortzeit eines Abgassensors an. Bei jeder graphischen Darstellung zeigt die durchgezogene Linie ein degradiertes Lambdasignal an, das durch einen degradierten Abgassensor als Reaktion auf das befohlene Lambdasignal produziert werden würde. Bei jeder der graphischen Darstellungen zeigen die Doppelpfeillinien an, wo die gegebene Degradationsverhaltensart von dem erwarteten Lambdasignal differiert.
2 zeigt eine graphische Darstellung, die eine erste Art von Degradationsverhalten anzeigt, das ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Diese erste Art von Degradationsverhalten ist eine symmetrische Antwortart, die eine langsame Abgassensorantwort auf das befohlene Lambdasignal sowohl für eine Modulation fett zu mager als auch mager zu fett beinhaltet. Mit anderen Worten kann das degradierte Lambdasignal den Übergang von fett zu mager und mager zu fett zu den erwarteten Zeiten beginnen, doch kann die Antwortrate unter der erwarteten Antwortrate liegen, was zu reduzierten Spitzenzeiten für mager und fett führt.
3 zeigt eine graphische Darstellung, die eine zweite Art von Degradationsverhalten anzeigt, das ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Die zweite Art von Degradationsverhalten ist eine asymmetrische Antwortart fett zu mager, die eine langsame Abgassensorantwort auf das befohlene Lambdasignal für einen Übergang von einem fetten zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhaltet. Diese Verhaltensart kann den Übergang von fett zu mager zu der erwarteten Zeit beginnen, doch kann die Antwortrate unter der erwarteten Antwortrate liegen, was zu einer reduzierten Spitzenzeit für mager führen kann. Diese Art von Verhalten kann als asymmetrisch angesehen werden, weil die Antwort des Abgassensors während des Übergangs von fett zu mager langsam ist (oder langsamer als erwartet).
4 zeigt eine graphische Darstellung, die eine dritte Art von Degradationsverhalten zeigt, das ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Die dritte Verhaltensart ist eine asymmetrische Antwortart mager zu fett, die eine langsame Abgassensorantwort auf das befohlene Lambdasignal für einen Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von mager zu fett beinhaltet. Diese Verhaltensart kann den Übergang von mager zu fett zu der erwarteten Zeit beginnen, doch kann die Antwortrate unter der erwarteten Antwortrate liegen, was zu einer reduzierten Spitzenzeit für fett führen kann. Diese Antwortart kann als asymmetrisch angesehen werden, weil die Antwort des Abgassensors nur während des Übergangs von mager zu fett langsam ist (oder langsamer als erwartet).
5 zeigt eine graphische Darstellung, die eine vierte Art von Degradationsverhalten zeigt, die ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Die vierte Art von Degradationsverhalten ist eine symmetrische Verzögerungsart, die eine verzögerte Antwort auf das befohlene Lambdasignal sowohl für die Modulation von fett zu mager als auch von mager zu fett beinhaltet. Mit anderen Worten kann das degradierte Lambdasignal den Übergang von fett zu mager und von mager zu fett zu Zeiten beginnen, die gegenüber den erwarteten Zeiten verzögert sind, doch kann der jeweilige Übergang mit der erwarteten Antwortrate erfolgen, was zu verschobenen Spitzenzeiten für mager und fett führt.
6 zeigt eine graphische Darstellung, die eine fünfte Art von Degradationsverhalten zeigt, die ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Diese fünfte Art von Degradationsverhalten ist eine asymmetrische Verzögerungsart fett zu mager, die eine verzögerte Antwort auf das befohlene Lambdasignal von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett zu mager beinhaltet. Mit anderen Worten kann das degradierte Lambdasignal den Übergang von fett zu mager zu einer Zeit beginnen, die gegenüber der erwarteten Zeit verzögert ist, doch kann der Übergang mit der erwarteten Antwortrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder reduzierten Spitzenzeiten für mager führt. Diese Verhaltensart kann als asymmetrisch angesehen werden, weil die Antwort des Abgassensors nur während eines Übergangs von fett zu mager gegenüber der erwarteten Startzeit verzögert ist.
7 zeigt eine graphische Darstellung, die eine sechste Art von Degradationsverhalten zeigt, das ein degradierter Abgassensor aufweisen kann. Diese sechste Verhaltensart ist eine asymmetrische Verzögerungsart mager zu fett, die eine verzögerte Antwort auf das befohlene Lambdasignal von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager zu fett beinhaltet. Mit anderen Worten kann das degradierte Lambdasignal den Übergang von mager zu fett zu einer Zeit beginnen, die gegenüber der erwarteten Zeit verzögert ist, doch kann der Übergang mit der erwarteten Antwortrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder reduzierten Spitzenzeiten für fett führt. Diese Art von Verhalten kann als asymmetrisch angesehen werden, weil die Antwort des Abgassensors nur während eines Übergangs von mager zu fett gegenüber der erwarteten Startzeit verzögert ist.
Es versteht sich, dass ein degradierter Abgassensor eine Kombination aus zwei oder mehr der oben beschriebenen Degradationsverhalten aufweisen kann. Beispielsweise kann ein degradierter Abgassensor ein asymmetrisches Antwortdegradationsverhalten fett zu mager (d.h. 3) sowie ein asymmetrisches Antwortdegradationsverhalten fett zu mager (d.h. 6) aufweisen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 8A und 8B wird ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Abgassensordegradationsverhaltens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die 8A und 8B beinhalten ein Verfahren 800 zum Überwachen eines in einem Motorauspuff gekoppelten Abgassensors. Das Verfahren 800 kann durch ein Steuersystem eines Fahrzeugs wie etwa einen Controller 12 und/oder eigenen Controller 140 ausgeführt werden, um einen Sensor wie etwa den Abgassensor 126 zu überwachen.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 8A beinhaltet das Verfahren 800 bei 802 das Bestimmen von Motorbetriebsparametern. Motorbetriebsparameter können auf der Basis einer Rückkopplung von verschiedenen Motorsensoren bestimmt werden und können Motordrehzahl, -last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Temperatur usw. beinhalten. Weiterhin können Motorbetriebsparameter über eine gegebene Dauer, z.B. 10 Sekunden, bestimmt werden, um zu bestimmen, ob sich gewisse Motorbetriebsbedingungen ändern oder ob der Motor unter stationären Bedingungen arbeitet. Als solches beinhaltet das Verfahren 800 bei 804 das Bestimmen, ob der Motor unter stationären Bedingungen arbeitet, auf der Basis der bestimmten Motorbetriebsparameter. Stationäre Bedingungen können auf der Basis dessen bestimmt werden, dass sich gewisse Betriebsparameter während der gegebenen Dauer um weniger als ein Schwellwertausmaß ändern. Bei einem Beispiel können stationäre Bedingungen angezeigt werden, falls der Motor im Leerlauf arbeitet oder falls die Motordrehzahl um weniger als 20% variiert, die Motorlast um weniger als 30% variiert und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors um weniger als 0,15 variiert. Bei einigen Ausführungsformen können stationäre Bedingungen auch beinhalten, dass die Motortemperatur um weniger als ein Schwellwertausmaß variiert oder dass die Motortemperatur über einem Schwellwertausmaß liegt. Dadurch kann vermieden werden, dass der Sensor während eines kalten Motorbetriebs überwacht wird, wenn der Sensor möglicherweise nicht geheizt ist und somit möglicherweise keine präzise Ausgabe erzeugt.
Falls bei 804 bestimmt wird, dass der Motor nicht unter stationären Bedingungen arbeitet, kehrt das Verfahren 800 zurück zu 802, um das Bestimmen von Motorbetriebsparametern fortzusetzen. Falls stationäre Bedingungen bestimmt werden, geht das Verfahren 800 weiter zu 806, um befohlene und bestimmte Lambdaabtastwerte über eine gegebene Dauer zu sammeln und die Abtastwerte in einem Speicher des Controllers zu speichern. Die befohlenen Lambdawerte können Werte sein, die von dem Controller auf der Basis von Motordrehzahl, -last, Rückkopplung von vorgeschalteten und nachgeschalteten Abgassensoren usw. für ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt worden sind. Die bestimmten Lambdawerte können die gesammelte Ausgabe von dem überwachten Abgassensor sein. Beispielsweise können über eine Dauer von 10 Sekunden 100 befohlene Lambdaabtastwerte und entsprechende bestimme Lambdaabtastwerte gesammelt werden. Mehrere Mengen von Lambdaabtastwerten können mit oder ohne einen dazwischenliegenden Motorbetrieb zwischen den Mengen gesammelt werden.
Bei 808 umfasst das Verfahren 800 das Eingeben der gesammelten Abtastwerte in magere und fette Betriebsmodelle. Wegen der potentiellen Anwesenheit eines asymmetrischen Sensorverhaltens kann der Betrieb in zwei Modi aufgeteilt werden (mager und fett) mit zwei für jeden Modus spezifischen Modellen. Bei einer Ausführungsform können die Modelle ein Erste-Reihenfolge-Plus-Zeitverzögerung-Modell beinhalten, dargestellt durch die folgende Gleichung für ein mageres Betriebsmodell: $G_{l} (z^{- 1}) = \frac{a_{l} z^{- 1}}{1 + b_{l} z^{- 1}} z^{- d_{l}}$
und für ein fettes Betriebsmodell: $G_{r} (z^{- 1}) = \frac{a_{r} z^{- 1}}{1 + b_{r} z^{- 1}} z^{- d_{r}}$
wobei für jedes des fetten und mageren Modells die Modellparameter a_i und a_r die statische Verstärkung oder Systemantwort des Modells darstellen, b_i und b_r die Zeitkonstante darstellen und d_i und d_r die Zeitverzögerung darstellen. Diese Modellparameter können auf der Basis der befohlenen Lambdawerte (z.B. in die Modelle eingegeben) und der bestimmten Lambdawerte (z.B. die Ausgabe der Modelle) geschätzt werden. Um dies zu vereinfachen, können das fette und magere Modell zu einer einzelnen Gleichung kombiniert werden. Zuerst lauten auf der Basis der obigen Erste-Reihenfolge-Plus-Zeitverzögerung-Modelle die Differenzgleichungen für jeden Betriebsmodus: $y (k) + b_{l} \cdot y (k - 1) = a_{l} \cdot w (k - d_{l} - 1)$
$y (k) + b_{r} \cdot y (k - 1) = a_{r} \cdot w (k - d_{r} - 1)$
Da die Eingabe (y) und die Ausgabe (u) der Modelle die befohlenen beziehungsweise bestimmten Lambdawerte sind, können die Eingabe und Ausgabe für jedes Modell dargestellt werden durch: $y_{l} (k) = λ (k) \cdot y (k) {; u}_{l} (k) = λ (k) \cdot u (k)$
$y_{r} (k) = (1 - λ (k)) \cdot y (k) {; u}_{r} (k) = (1 - λ (k)) \cdot u (k)$
Diese Gleichungen können zu einer einzelnen Gleichung zusammengezogen werden: $y (k) + b_{l} \cdot y_{l} (k - 1) + b_{r} \cdot y_{r} (k - 1) = a_{l} \cdot u_{l} (k - d_{l} - 1) + a_{r} \cdot u_{r} (k - d_{r} - 1)$
Als Nächstes können die Modellparameter geschätzt werden. Dazu wird ein Algorithmus der Kleinstquadrate auf die Daten angewendet, um die Koeffizienten des Modells für mehrere Modellreihenfolgen für die Verzögerung zu identifizieren. Die größtmögliche Reihenfolge für die Verzögerung kann bei 810 auf der Basis des mit den kleinsten Quadraten jedes Modells assoziierten mittleren quadratischen Fehlers (RMS - Root Mean Square) bestimmt werden. Beispielsweise kann die mit dem kleinsten RMS-Fehler assoziierte Modellreihenfolge gewählt werden. Die bei 812 bestimmten Modellparameter können dann die durch den Algorithmus der kleinsten Quadrate für diese Modellreihenfolge bestimmten geschätzten Modellparameter sein.
Bei 814 kann auf der Basis der Modellparameter für jedes der mageren und fetten Modelle eine Sensordegradation bestimmt werden. Um zu bestimmen, ob der Sensor eine Degradation aufweist und von welcher Art, können die Parameter von den Modellen miteinander verglichen werden, und falls irgendwelche der Parameter zwischen den Modellen abweichen, kann eine Degradation angezeigt werden. Diese Bestimmung kann unter Verwendung des unten unter Bezugnahme auf 8B beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden.
8B ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 850 zum Bestimmen des Sensordegradationsverhaltens auf der Basis der Modellparameter darstellt. Das Verfahren 850 kann von dem Controller als Teil des Verfahrens 800 beispielsweise während der Sensordegradationsbestimmung bei 814 ausgeführt werden. Das Verfahren 850 beinhaltet bei 826 das Vergleichen der Zeitkonstanten Tc für jedes der fetten und mageren Modelle, und falls die Zeitkonstanten um ein Ausmaß größer als ein Schwellwert T1 variieren, das Anzeigen einer Degradation. Der Schwellwert T1 kann ein geeigneter Schwellwert sein, der die Empfindlichkeit der Bestimmung mit einer normalen Sensorvariation wie etwa 20% abwägt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schwellwert festgelegt sein, während der Schwellwert bei anderen Ausführungsformen auf der Basis von Betriebsbedingungen wie etwa Motordrehzahl, wenn die Lambdaabtastwerte gesammelt wurden, der Größe der geschätzten Zeitkonstanten usw. variieren kann.
Falls somit bei 826 bestimmt wird, dass die Zeitkonstanten um nicht weniger als das Schwellwertausmaß differieren, geht das Verfahren 850 weiter zu 828, um eine asymmetrische Antwortdegradation anzuzeigen. Falls die aus dem mageren Modell geschätzte Zeitkonstante über der Zeitkonstante aus dem fetten Modell liegt, wird bei 830 ein Antwortverhalten fett zu mager angezeigt, und falls die Fett-Zeitkonstante über der Mager-Zeitkonstante liegt, wird bei 832 ein Verhalten mager zu fett angezeigt. Die Zeitkonstante zeigt an, wie schnell der Sensor auf eine befohlene Änderung beim Lambdawert reagiert, z.B. die Zeitdauer ab dem Punkt, wenn der Sensor eine Änderung bei den Lambdawerten auszugeben beginnt, bis zu dem Punkt, an dem der befohlene Lambdawert erreicht ist. Falls der Sensor eine Antwortdegradation von fett zu mager aufweist, wird die Zeitkonstante für das magere Modell über der Zeitkonstante für das fette Modell liegen, da der Sensor eine längere Zeitdauer benötigt, um auf einen Mager-Befehl als auf einen Fett-Befehl zu reagieren.
Falls die Zeitkonstanten tatsächlich um weniger als das Schwellwertausmaß variieren, geht das Verfahren 850 weiter zu 834, um zu bestimmen, ob die Zeitverzögerung Td der fetten und mageren Modelle um mehr als ein zweites Schwellwertausmaß T2 variieren. Ähnlich dem ersten Schwellwert kann der zweite Schwellwert gewählt werden, um die Empfindlichkeit der Detektion mit der normalen Sensorvariation auszugleichen, und kann ein eingestelltes Ausmaß wie etwa 20% sein oder kann sich je nach Betriebsbedingungen ändern. Falls die Zeitverzögerungen nicht um weniger als den zweiten Schwellwert variieren, geht das Verfahren 850 weiter zu 836, um eine asymmetrische Verzögerungsdegradation anzuzeigen. Die asymmetrische Verzögerung kann bei 838 eine Verzögerung fett zu mager sein, falls die Zeitverzögerung von dem mageren Modell über der Zeitverzögerung von dem fetten Modell liegt, oder kann bei 840 eine Verzögerung mager zu fett sein, falls die fette Verzögerung über der mageren Verzögerung liegt.
Falls die Zeitverzögerungen tatsächlich bei 834 um weniger als den zweiten Schwellwert variieren, wird eine symmetrische Sensorbedingung angezeigt. Die Modellparameter wie durch das Verfahren 800 bestimmt unterscheiden möglicherweise nicht symmetrische Sensorverhaltensarten voneinander. Somit geht das Verfahren 850 weiter zu 842, um zu bestimmen, ob eine bestimmte Sensorzeitverzögerung kleiner oder gleich einer nominellen Zeitverzögerung ist. Die nominelle Sensorzeitverzögerung ist die erwartete Verzögerung bei der Sensorantwort auf eine befohlene Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis der Verzögerung ab dem Punkt, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird und verbrannt wird und sich das Abgas von der Brennkammer zu dem Abgassensor bewegt. Die bestimmte Zeitverzögerung kann dann sein, wenn der Sensor tatsächlich ein das veränderte Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigende Signal ausgibt. Falls die Zeitverzögerung nicht kleiner oder gleich der nominellen Zeitverzögerung ist, geht das Verfahren 850 weiter zu 844, um eine symmetrische Verzögerung anzuzeigen.
Falls die Zeitverzögerung kleiner oder gleich der nominellen Zeitverzögerung ist, geht das Verfahren 850 weiter zu 846, um zu bestimmen, ob eine bestimmte Sensorzeitkonstante kleiner oder gleich einer nominellen Zeitkonstante ist. Die nominelle Zeitkonstante kann die Zeitkonstante sein, die anzeigt, wie schnell der Sensor auf eine befohlene Änderung beim Lambdawert reagiert, und kann auf der Basis einer nichtdegradierten Sensorfunktion offline bestimmt werden. Falls die bestimmte Zeitkonstante größer ist als die nominelle Zeitkonstante, zeigt dies eine langsame Antwortrate an, und somit wird bei 848, falls die Zeitkonstante nicht kleiner oder gleich der nominellen Zeitkonstante ist, ein symmetrisches Antwortdegradationsverhalten angezeigt.
Falls die Zeitkonstante kleiner oder gleich der nominellen Zeitkonstante ist, beinhaltet das Verfahren 800 das Anzeigen keiner Degradation bei 849. Keine Degradation wird angezeigt, weil die Modellparameter ein symmetrisches Verhalten des Sensors anzeigen und sowohl die Sensorzeitkonstante als auch die Verzögerung ähnlich der nominellen Zeitkonstante und Verzögerung sind. Bei Anzeigen eines Sensordegradationsverhaltens oder keiner Degradation endet das Verfahren 850.
Somit sorgt das bezüglich 8B beschriebene Verfahren 850 für das Bestimmen einer Sensordegradationsverhaltensart auf der Basis der geschätzten Modellparameter und weiterhin auf der Basis der bestimmten Sensorzeitkonstante und Zeitverzögerung. Nachdem das Sensorverhalten bestimmt worden ist, kann eine zusätzliche Handlung auf der Basis der identifizierten Degradationsart unternommen werden. Wieder unter Bezugnahme auf 8A umfasst das Verfahren 800 bei 816 das Bestimmen, ob eine Sensordegradation angezeigt ist. Falls keine Sensordegradation angezeigt ist (z.B. durch das Verfahren 850 keine Degradation angezeigt ist), geht das Verfahren 800 weiter zu 818, um aktuelle Betriebsparameter aufrechtzuerhalten. Falls eine Sensordegradation angezeigt wird, geht das Verfahren 800 weiter zu 820, um zu bestimmen, ob das Sensordegradationsverhalten einen Höchstwert übersteigt. Wie oben beschrieben, kann die Sensordegradation auf der Basis der Differenz zwischen den geschätzten Modellparametern für die fetten und mageren Betriebsmodelle angezeigt werden. Der Parameter, der eine Degradation anzeigt, (z.B. die Zeitverzögerung oder die Zeitkonstante) kann analysiert werden, um das Ausmaß der Degradation zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Differenz zwischen den Zeitverzögerungen oder Zeitkonstanten der fetten und mageren Modelle, die ein Schwellwertausmaß übersteigt, ein asymmetrisches Verzögerungsdegradationsverhalten anzeigen. Falls die Differenz größer als ein ausreichendes Ausmaß ist, falls beispielsweise die Differenz 30% oder mehr beträgt, kann das Degradationsverhalten die Höchstgrenze übersteigen. Falls das Degradationsverhalten den Höchstwert übersteigt, kann dies anzeigen, dass der Sensor beschädigt ist oder ansonsten nicht funktioniert, und als solches geht das Verfahren 800 weiter zu 824, um einen Bediener des Fahrzeugs über die Sensordegradation zu benachrichtigen, indem beispielsweise ein Fehlfunktionsanzeigelicht aktiviert wird. Falls das Degradationsverhalten jedoch nicht den Höchstwert übersteigt, kann dies anzeigen, dass der Sensor immer noch funktioniert. Um eine adäquate Motorsteuerung sicherzustellen, um Motoremissionen und die Kraftstoffökonomie auf einer gewünschten Höhe zu halten, können, falls gewünscht, bei 822 ein oder mehrere Motorbetriebsparameter verstellt werden. Dies kann das Verstellen der Kraftstoffeinspritzmenge und/oder -verstellung beinhalten und das Verstellen von Steuerroutinen beinhalten, die auf einer Rückkopplung von dem degradierten Sensor basieren, um die identifizierte Degradation zu kompensieren.
Somit sorgen die oben bezüglich 8A und 8B beschriebenen Verfahren für das Bestimmen einer asymmetrischen Sensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen geschätzten Modellparametern von einem mageren Betriebsmodell und einem fetten Betriebsmodell. Die Eingaben in die Modelle können befohlene Lambdawerte sein, während die Ausgaben von den Modellen die Abgassensorausgabe oder die bestimmten Lambdawerte sein können. Ein Algorithmus der kleinsten Quadrate kann auf jeden Eingabe-/Ausgabedatensatz für jedes Modell angewendet und die mit dem kleinsten Ausmaß von RMS-Fehler assoziierte Verzögerungsreihenfolge gewählt werden. Auf der Basis der gewählten Verzögerungsreihenfolge können die Modellparameter geschätzt werden.
Diese Verfahren gestatten eine Sensordegradationsüberwachung während stationärer Betriebsbedingungen, beispielsweise während eines Leerlaufbetriebs oder wenn die Motordrehzahl um weniger als ein Schwellwertausmaß wie etwa 20% variiert. Dabei kann der Sensor während des normalen Motorbetriebs überwacht werden, wodurch ein Betrieb unter Bedingungen vermieden wird, die unerwünscht sein können und zu erhöhten Emissionen und/oder reduzierter Kraftstoffökonomie führen können. Bei einigen Ausführungsformen jedoch kann der Motor absichtlich fett oder mager betrieben werden und der Sensor während dieser Betriebsperioden überwacht werden, um die Empfindlichkeit der Detektion zu erhöhen und/oder die Modelle zu validieren.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Verfahren von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinn anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, 4-Takt-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nichtoffensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin offenbarten Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben gewisse Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht-offensichtlich angesehen werden, besonders hervor. 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 eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten, wobei zwei oder mehr derartige 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 neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie vom Schutzbereich her breiter, enger, gleich oder unterschiedlich zu den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls so angesehen, dass sie in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
Bezugszeichenliste

8A

N -

NEIN

802

BESTIMMEN VON MOTORBETRIEBSPARAMETERN

804

STATIONÄRE BEDINGUNGEN?

806

SAMMELN VON BEFOHLENEN UND BESTIMMTEN Λ-ABTASTWERTEN ÜBER EINE EGEBENE DAUER

808

EINGABE VON ABTASTWERTEN IN MAGERE UND FETTE MODELLE

810

WÄHLEN DER MODELLREIHENFOLGE MIT KLEINSTEM RMS-FEHLER

812

SCHÄTZEN VON MODELLPARAMETERN

814

BESTIMMEN EINES SENSORDEGRADATIONSVERHALTENS AUF DER BASIS VON PARAMETERN (8B)

816

SENSORDEGRADATION ANGEZEIGT?

818

AKTUELLE BETRIEBSPARAMETER BEIBEHALTEN

820

DEGRADATIONSPARAMETER ÜBERSTEIGT MAXIMUM?

822

VERSTELLEN VON BETRIEBSPARAMETERN (Z.B. KRAFTSTOFFEINSPRITZUNG)

824

BENACHRICHTIGEN DES BEDIENERS ÜBER SENSORDEGRADATION
8B

N -

NEIN

826

Tc ZWISCHEN FETT UND MAGER VARIIERT UM > T1?

828

ASYMMETRISCHE ANTWORT

830, 838

FETT ZU MAGER

832, 840

MAGER ZU FETT

834

Td ZWISCHEN FETT UND MAGER VARIIERT UM > T2?

836

ASYMMETRISCHE VERZÖGERUNG

842

Td ≤ NENNWERT?

844

SYMMETRISCHE VERZÖGERUNG

846

Tc ≤ NENNWERT?

848

SYMMETRISCHE ANTWORT

849

KEINE DEGRADATION

Claims

Verfahren zum Überwachen eines in einem Motorauspuff (50) gekoppelten Abgassensors (126), das Folgendes umfasst: Anzeigen einer Abgassensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen einer ersten Menge von geschätzten Parametern eines fetten Betriebsmodells und einer zweiten Menge von geschätzten Parametern' eines mageren Betriebsmodells, wobei die geschätzten Parameter auf während ausgewählter Betriebsbedingungen gesammelten befohlenen Lambda- und bestimmten Lambdawerten basieren, dadurch gekennzeichnet, dass die fetten und mageren Betriebsmodelle Erste-Reihenfolge-Plus-Zeitverzögerung-Transferfunktionen, die für jeden Betriebsmodus spezifisch sind, umfassen.
Verfahren zum Überwachen eines in einem Motorauspuff (50) gekoppelten Abgassensors (126), das Folgendes umfasst: Anzeigen einer Abgassensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen einer ersten Menge von geschätzten Parametern eines fetten Betriebsmodells und einer zweiten Menge von geschätzten Parametern eines mageren Betriebsmodells, wobei die geschätzten Parameter auf während ausgewählter Betriebsbedingungen gesammelten befohlenen Lambda- und bestimmten Lambdawerten basieren, dadurch gekennzeichnet, dass die geschätzten Parameter eine Systemantwort, Zeitverzögerung und Zeitkonstante beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Systemantwort, die Zeitverzögerung und die Zeitkonstante für jedes der fetten und mageren Modelle auf der Basis einer mit einem kleinsten Ausmaß des quadratischen mittleren Fehlers assoziierten Verzögerungsreihenfolge geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, das ein asymmetrisches Antwortdegradationsverhalten anzeigt, falls die geschätzten Zeitkonstanten für die fetten und mageren Modelle um ein Schwellwertausmaß variieren.
Verfahren nach Anspruch 3, das ein asymmetrisches Verzögerungsdegradationsverhalten anzeigt, falls die geschätzte Verzögerung für die fetten und mageren Modelle um ein Schwellwertausmaß variieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gewählten Betriebsparameter stationäre Betriebsbedingungen beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Verstellen eines Kraftstoffeinspritzausmaßes und/oder einer -verstellung auf der Basis der angezeigten Degradation.
System für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Motor (10) mit einem Kraftstoffeinspritzsystem; einen in ein Abgassystem (50) des Motors (10) gekoppelten Abgassensor (126) und einen Controller (140), der Anweisungen enthält, die ausgeführt werden können zum: Anzeigen einer Abgassensordegradation auf der Basis einer Differenz zwischen einer ersten Menge von geschätzten Parametern eines fetten Betriebsmodells und einer zweiten Menge von geschätzten Parametern eines mageren Betriebsmodells, wobei die geschätzten Parameter auf während gewählter Betriebsbedingungen gesammelten befohlenen Lambda- und bestimmten Lambdawerten basieren; und Verstellen eines Ausmaßes und/oder einer Verstellung der Kraftstoffeinspritzung auf der Basis der angezeigten Sensordegradation, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Menge von geschätzten Parametern jeweils eine Systemantwort, eine Zeitverzögerung und eine Zeitkonstante beinhalten.