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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft den Betrieb und die Steuerung von Verbrennungsmotoren, und insbesondere ein Verfahren zum Einstellen einer Sauerstoffsensormessung in einem Abgaszustrom.
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HINTERGRUND
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Dieselmotoren regulieren Luft-Kraftstoff-Verhältnisse (AFR), Druck und Temperatur, um eine robuste Verbrennung zu erreichen. Ein Sauerstoffsensor, z. B. ein Lambdasensor, der in einem Abgaszustrom, der von einem Motor ausgegeben wird, angeordnet ist, wird üblicherweise zur Bereitstellung einer Regelung für das AFR des Motors verwendet, um Fahrzeugemissionen dadurch zu reduzieren, dass sichergestellt wird, dass der Motor effizient Kraftstoff verbrennt. Die von dem Sauerstoffsensor bereitgestellte Messung ist eine Differenz zwischen der Sauerstoffmenge in dem Abgaszustrom und einem Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft. Es ist beispielsweise bekannt, anzunehmen, dass ein idealer Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft 20,95% beträgt. Jedoch variiert ein tatsächlicher Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft aufgrund von Feuchte. Beispielsweise nimmt, wenn die Feuchte zunimmt, der Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft auf Werte ab, die geringer als 20,95% sind.
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Aus der
DE 10 2006 011 722 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen einer Sauerstoffsensormessung in einem Abgaszustrom bekannt, der von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, wobei eine Feuchte von Umgebungsluft, die von einem Feuchtsensor erhalten wird überwacht und die Sauerstoffsensormessung auf Grundlage der spezifischen Feuchte an dem Sauerstoffsensor eingestellt wird.
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Aus der
US 5 735 245 A ist es bekannt, dass sich die spezifische Feuchte aus der relativen Feuchte berechnen lässt. Es ist bekannt, eine Kraftstoffsollwertadaption durch Einstellen einer Aufladung zu dem Motor und externen Abgasrückführung zu dem Motor zu verwenden. Kraftstoffsollwertadaptionsstrategien sind von einer Rückkopplung abhängig, die durch den Sauerstoffsensor, z. B. Lambdasensor, bereitgestellt wird. Fehler in den Kraftstoffsollwertadaptionsstrategien können resultieren, wenn der ideale Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft ohne Berücksichtigung der Feuchte übernommen wird.
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Es ist bekannt, ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den Motor zu verwenden. Das Kraftstoffsystem verwendet Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, die eine Erregungszeit erfordern, um eine Kraftstoffmasse in den Motor einzuspritzen. Über die Lebensdauer des Fahrzeugs ist es erforderlich, dass Erregungszeiten erhöht werden, um eine gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse beizubehalten. Es ist bekannt, eine vorbestimmte Erregungszeit auf Grundlage einer Rückkopplung zu versetzen oder einzustellen, die durch den Sauerstoffsensor während jedes Fahrzyklus bereitgestellt wird. Jedoch kann dieser Offset oder diese Einstellung an der vorbestimmten Erregungszeit in einem Fehler resultieren, wenn der ideale Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft ohne Berücksichtigung von Variationen der Feuchte übernommen wird.
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Es ist bekannt, dass eine Verschlechterung von Erfassungselementen des Sauerstoffsensors über die Zeit stattfindet, was darin resultiert, dass der Sauerstoffsensor altert, wobei der Sauerstoffsensor über die Zeit weniger empfindlich für Sauerstoff wird. Erlernte Offsets können für die Rückkopplung, die durch den Sauerstoffsensor bereitgestellt wird, verwendet werden, um eine Alterung des Sauerstoffsensor bereitgestellt wird, verwendet werden, um eine Alterung des Sauerstoffsensors zu berücksichtigen. Jedoch können diese erlernten Offsets in einem Fehler resultieren, wenn der ideale Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft ohne Berücksichtigung von Variationen der Feuchte übernommen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren zum Einstellen einer Sauerstoffsensormessung in einem Abgaszustrom, der von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 einen Verbrennungsmotor und ein begleitendes Motorsteuermodul gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
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2 ein Modul 202 für spezifische Feuchte zur Bestimmung der spezifischen Feuchte von Umgebungsluft, das mit Bezug auf den Feuchtekompensationscontroller 200 von 3 beschrieben ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt
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3 einen Feuchtekompensationscontroller 200 zum Einstellen einer Sauerstoffsensormessung in einem von dem Verbrennungsmotor ausgegebenen Abgaszustrom, der mit Bezug auf den Verbrennungsmotor 10 von 1 beschrieben ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur dem Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dient, zeigt 1 einen Verbrennungsmotor 10 sowie ein begleitendes Motorsteuermodul 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der beispielhafte Motor ist ein mehrzylindriger, direkt einspritzender Kompressionszündungs-Verbrennungsmotor mit sich hin- und herbewegenden Kolben 22, die an einer Kurbelwelle 24 befestigt und in Zylindern 20 bewegbar sind, die Brennräume 34 mit variablem Volumen definieren. Die Kurbelwelle 24 ist funktional an einem Fahrzeuggetriebe und Endantrieb befestigt, um Traktionsmoment daran in Ansprechen auf eine Bedienerdrehmomentanforderung (TO_REQ) 113 zu liefern. Die TO_REQ 113 kann durch eine Nutzerschnittstelle 13 bestimmt werden, die bevorzugt signaltechnisch mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen verbunden ist, durch welche ein Fahrzeugbediener den Betrieb eines Antriebsstrangsystems lenkt und anweist. Die Vorrichtungen können ein Gaspedal, ein Bedienerbremspedal, eine Getriebebereichswähleinrichtung (PRNDL) sowie ein Fahrtregelsystem für die Fahrzeuggeschwindigkeit aufweisen. Die Nutzerschnittstelle 13 kann eine einzelne Vorrichtung, wie gezeigt ist, aufweisen oder kann alternativ eine Mehrzahl von Nutzerschnittstellenvorrichtungen aufweisen.
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Der Motor verwendet bevorzugt einen Viertaktbetrieb, wobei jeder Motorverbrennungszyklus 720 Grad an Winkelrotation der Kurbelwelle 24 unterteilt in vier 180-Grad-Stufen (Ansaugen-Verdichten-Arbeit/Expansion-Auspuff) aufweist, die für eine Hubbewegung des Kolbens 22 in dem Motorzylinder 20 beschreibend sind. Ein mehrzähniges Geberrad 26 ist an der Kurbelwelle befestigt und dreht sich mit dieser. Der Motor weist Erfassungsvorrichtungen, um den Motorbetrieb zu überwachen, sowie Aktoren auf, die den Motorbetrieb steuern. Die Erfassungsvorrichtungen und Aktoren sind signaltechnisch oder funktional mit dem Steuermodul 5 verbunden.
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Der Motor weist einen Brennraum mit variablem Volumen auf, der durch den Kolben, der sich in dem Zylinder zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin- und herbewegt, und einen Zylinderkopf, der ein Ansaugventil und ein Abgasventil aufweist, definiert ist. Der Kolben bewegt sich in sich wiederholenden Zyklen hin und her, einschließlich Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Auspufftakten.
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Der Motor besitzt bevorzugt ein Luft-Kraftstoff-Betriebsgebiet, das hauptsächlich überstöchiometrisch ist. Aspekte der Offenbarung sind auf andere Motorkonfigurationen anwendbar, die hauptsächlich überstöchiometrisch arbeiten, z. B. mager verbrennende funkengezündete Motoren. Während des Normalbetriebs des Kompressionszündungsmotors erfolgt ein Verbrennungsereignis während jedes Motorzyklus, wenn eine Kraftstoffladung in den Brennraum eingespritzt wird, um mit der Ansaugluft die Zylinderladung zu bilden. In Dieselzyklusmotoren ist die Verbrennungszeitsteuerung allgemein übereinstimmend mit der Hauptkraftstoffeinspritzung nahe dem oberen Totpunkt, während bei gesteuerten selbst zündenden Motoren oder Motoren mit homogener Kompressionszündung die Kraftstoffeinspritzung in dem Verbrennungszyklus früher erfolgt und die Zündzeitsteuerung nahe dem oberen Totpunkt gemäß der Steuerung von im Zylinder vorliegenden Bedingungen (einschließlich Temperatur und Druck) gesteuert wird und eine Zündfunkenunterstützung von einer Zündquelle beispielsweise während eines Niedrigdrehzahl- und Niedriglast-Motorbetriebs aufweisen kann.
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Der Motor ist derart angepasst, über einen breiten Bereich von Temperaturen, Zylinderladung (Luft, Kraftstoff und AGR) sowie Einspritzereignissen zu arbeiten. Der Motor kann mehrere Kraftstoffeinspritzereignisse pro Zylinder pro Motorzyklus verwenden, z. B. ein System, das eine Pilot- bzw. Vorauseinspritzung zur Kraftstoffreformierung, ein Haupteinspritzereignis für Motorleistung, und wenn anwendbar, ein Nachverbrennungs-Kraftstoffeinspritzereignis zur Nachbehandlungsregulierung verwendet.
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Erfassungsvorrichtungen sind an oder nahe dem Motor installiert, um physikalische Charakteristiken zu überwachen und Signale zu erzeugen, die mit Motorund Umgebungsparametern korrelierbar sind. Die Erfassungsvorrichtungen umfassen einen Kurbelwellenrotationssensor, der einen Kurbelsensor
44 zur Überwachung einer Kurbelwellendrehzahl (U/min) durch Erfassungskanten an dem Zahn des mehrzähnigen Geberrades
26 aufweist. Der Kurbelsensor kann z. B. einen Hall-Effektsensor, einen induktiven Sensor oder einen magnetoresistiven Sensor aufweisen. Andere Erfassungsvorrichtungen weisen einen Krümmerdrucksensor
31 zur Überwachung eines Krümmerdrucks und einen Luftmassenstromsensor
29 zur Überwachung eines Ansaugluftmassenstroms und einer Ansauglufttemperatur auf. Bei einer Ausführungsform ist der Luftmassenstromsensor in einer Vorrichtung für den Einlassluftdruck eines Turboladerkompressors (TCIAP von engl.: Turbocharger Compressor Inlet Air Pressure) enthalten, die den Umgebungsluftdruck durch Modellierung erhalten kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein separater Sensor für barometrischen Druck verwendet werden, um den Umgebungsluftdruck zu erhalten. Ausgangssignale
131 und
129, die von dem Krümmerdrucksensor
31 bzw. dem Luftmassenstromsensor
29 erhalten werden, werden in das Steuermodul
5 eingegeben. Ein Feuchtesensor
60 ist nahe dem Luftmassenstromsensor
29 stromaufwärts des Motors
10 angeordnet und zur Überwachung der relativen Feuchte der Umgebungsluft konfiguriert, wie dies aus der
DE 197 504 96 A1 bekannt ist. Bei einer Ausführungsform ist der Feuchtesensor
60 in Verbindung mit dem Luftmassenstromsensor
29 in der TCIAP-Vorrichtung installiert. Das Ausgangssignal
160, das die relative Feuchte der Umgebungsluft aufweist, wird in das Steuermodul
5 eingegeben. Ein Abgassensor
50 zur Überwachung eines oder mehrerer Abgasparameter, die, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Abgasdurchfluss, eine Abgastemperatur und einen Abgasdruck enthalten. Das Ausgangssignal
150, das die Abgastemperatur und einen oder mehrere Abgasparameter enthält, wird in das Steuermodul
5 eingegeben. Bei einer Ausführungsform kann der Abgasdruck auf Grundlage des Abgasdurchflusses modelliert werden. Der Sauerstoffsensor
52 misst einen Sauerstoffgehalt in dem Abgaszustrom, der von dem Motor
10 ausgegeben wird. Der Sauerstoffsensor
52 kann als ein Lambdasensor bezeichnet werden, der eine Messung bereitstellt, die eine Differenz zwischen dem Sauerstoffgehalt in dem Abgaszustrom und einem Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft aufweist. Das Ausgangssignal
152 wird in das Steuermodul eingegeben. Dem Fachmann sei zu verstehen, dass andere Erfassungsvorrichtungen und -verfahren für die Zwecke der Steuerung und Diagnose vorgesehen sein können. Der Motor ist bevorzugt mit anderen Sensoren zur Überwachung des Betriebs und für die Zwecke der Systemsteuerung ausgestattet. Jede der Erfassungsvorrichtungen ist signaltechnisch mit dem Steuermodul
5 verbunden, um Signalinformation bereitzustellen, die von dem Steuermodul in Information umgewandelt wird, die für den jeweiligen Überwachten und/oder Parameter repräsentativ ist. Es sei zu verstehen, dass diese Konfiguration illustrativ und umfasst, dass die verschiedenen Erfassungsvorrichtungen gegen funktional äquivalenten Vorrichtungen und Routinen austauschbar ist.
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Die Aktoren sind an dem Motor installiert und werden von dem Steuermodul 5 in Ansprechen auf Bedienereingaben gesteuert, um verschiedene Leistungsziele zu erreichen. Die Aktoren weisen eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung 41, die eine Drosselöffnung zu einem angewiesenen Eingang 141 steuert, sowie eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 12 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in jeden der Brennräume in Ansprechen auf einen angewiesenen Eingang 121 auf, die alle in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung (TO_REQ) 113 gesteuert werden. Es sind ein Abgasrückführungsventil 32 und ein Kühler vorgesehen, die die Strömung des extern rückgeführten Abgases zu dem Motoreinlass in Ansprechen auf ein Steuersignal 132 von dem Steuermodul 5 steuern.
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Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 ist ein Element eines Kraftstoffeinspritzsystems, das eine Mehrzahl von Hochdruck-Kraftstoffeinspritzervorrichtungen aufweist, die jeweils derart angepasst sind, eine Kraftstoffladung, die eine Kraftstoffmasse aufweist, direkt in einen der Brennräume in Ansprechen auf das Anweisungssignal 121 von dem Steuermodul 5 einzuspritzen. Jede der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 12 wird mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff von einem Kraftstoffverteilungssystem beliefert und besitzt Betriebscharakteristiken, die eine minimale Impulsbreite und einen zugeordneten minimal steuerbaren Kraftstoffdurchfluss und einen maximalen Kraftstoffdurchfluss aufweisen.
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Der Motor kann mit einem steuerbaren Ventiltrieb ausgestattet sein, der dazu dient, Öffnungs- und Schließvorgänge von Ansaug- und Abgasventilen jedes Zylinders einzustellen, einschließlich einem oder mehreren aus Ventilzeitsteuerung, Phaseneinstellung (d. h. Zeitsteuerung relativ zu Kurbelwinkel und Kolbenposition) und Hubgröße der Ventilöffnungen. Ein beispielhaftes System weist eine variable Nockenphaseneinstellung auf, die auf kompressionsgezündete Motoren, funkengezündete Motoren und Motoren mit homogener Kompressionszündung anwendbar ist.
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Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren aus anwendungsspezifischem integriertem Schaltkreis (ASIC), elektronischem Schaltkreis, zentraler Verarbeitungseinheit (bevorzugt Mikroprozessor(en)) und zugehöriger Speicher und Ablage (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenlaufwerk usw.) der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, kombinatorischem logischem Schaltkreis, Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und Eingabe-/Ausgabeeinrichtung, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten irgendwelche Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul weist einen Satz von Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen vorzusehen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Motor- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
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Das Steuermodul 5 führt darin gespeicherte Routinen aus, um die vorher erwähnten Aktoren zur Steuerung des Motorbetriebs zu steuern, einschließlich der Drosselposition, der Kraftstoffeinspritzmasse und -zeitsteuerung, der AGR-Ventilposition, um die Strömung von rückgeführten Abgasen zu steuern und den Ansaug- und/oder Abgasventilzeitverlauf, die Phaseneinstellung und Hebesysteme, sofern ausgestattet, zu steuern. Das Steuermodul ist derart konfiguriert, Eingangssignale von dem Bediener (z. B. eine Drosselpedalposition und eine Bremspedalposition), um die Bedienerdrehmomentanforderung 113 TO_REQ zu bestimmen, und von den Sensoren zu empfangen, die die Motordrehzahl und Ansauglufttemperatur sowie Kühlmitteltemperatur und andere Umgebungsbedingungen angeben.
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Wie vorher erwähnt wurde, ist die Messung, die von dem Sauerstoffsensor 52 bereitgestellt wird, eine Differenz zwischen der Menge an Sauerstoffgehalt in dem Abgaszustrom und einem Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft. Die Annahme eines idealen Sauerstoffgehalts von Umgebungsluft, beispielsweise 20,95%, kann in Fehlern der Messung, die von dem Sauerstoffsensor 52 bereitgestellt wird, aufgrund von Variationen der relativen Feuchte resultieren. Beispielsweise beträgt bei 30°C und einer relativen Feuchte von 80% ein tatsächlicher Luft-Sauerstoff-Gehalt etwa 20,10%. Daher nimmt der Sauerstoffgehalt von Luft ab, wenn die Feuchte zunimmt. Wie hier detaillierter diskutiert ist, kann die Messung des Sauerstoffsensors 52 auf Grundlage der überwachten relativen Feuchte von Umgebungsluft eingestellt werden, die von dem Feuchtesensor 60 erhalten wird.
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3 zeigt einen Feuchtekompensationscontroller 200 zum Einstellen einer Sauerstoffsensormessung in einem Abgaszustrom, der von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, was mit Bezug auf den Verbrennungsmotor 10 und das Steuermodul 5 von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist. Der Feuchtekompensationscontroller 200 ist in das Steuermodul 5 implementiert und weist ein Modul 202 für spezifische Feuchte, ein Abgastemperaturmodul 204, ein Abgasdruckmodul 206, ein Sauerstoffsensormessmodul 208, ein Modul 210 zur Korrektur der spezifischen Feuchte, ein Modul 212 zur Korrektur des Sauerstoffgehalts, einen ersten Multiplizierer 214 und einen zweiten Multiplizierer 216 auf.
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Das Modul 202 für spezifische Feuchte bestimmt die spezifische Feuchte 203 von Umgebungsluft auf Grundlage der überwachten relativen Feuchte, der Temperatur des Ansaugluftmassenstroms und des überwachten Drucks des Ansaugluftmassenstromes, der in den Verbrennungsmotor 10 von 1 eintritt. Bezug nehmend auf 2 ist das Modul 202 für spezifische Feuchte detailliert beschrieben. Das Modul 202 für spezifische Feuchte weist ein Modul 302 zur Bestimmung spezifischer Feuchte, ein Modul 304 für relative Feuchte, ein Ansaugtemperaturmodul 306 und ein Ansaugdruckmodul 308 auf. Das Modul 304 für relative Feuchte gibt die relative Feuchte 305 von Umgebungsluft aus, die von einem Feuchtesensor, d. h. dem Feuchtesensor 60 von 1 erhalten wird. Das Ansaugtemperaturmodul 306 gibt die Temperatur 307 eines in den Verbrennungsmotor eintretenden Ansaugluftmassenstromes aus. Die Temperatur kann von dem Luftmassenstromsensor 29 von 1 erhalten werden. Das Ansaugdruckmodul 308 gibt den Druck 309 des in den Verbrennungsmotor eintretenden Ansaugluftmassenstromes aus. Bei einer Ausführungsform kann der Druck 309 des in den Verbrennungsmotor eintretenden Ansaugluftmassenstromes aus Messungen bestimmt werden, die von dem Luftmassenstromsensor 29 erhalten werden. Das Feuchtebestimmungsmodul 302 überwacht die relative Feuchte 305 und die Temperatur 307 und den Druck 309 des in den Motor eintretenden Ansaugluftmassenstromes und bestimmt die spezifische Feuchte 203 an dem Feuchtesensor 60. Die spezifische Feuchte 203 der Umgebungsluft wird in den ersten Multiplizierer 214 eingegeben. Wie vorher erwähnt ist, können der Luftmassenstromsensor 29 und der Feuchtesensor 60, der in Verbindung damit installiert ist, in einer TCIAP-Vorrichtung enthalten sein, die derart konfiguriert ist, die relative Feuchte 305 und die Temperatur 307 und den Druck 309 des in den Motor eintretenden Ansaugluftmassenstromes zu überwachen, wobei die spezifische Feuchte 203 an der TCIAP-Vorrichtung bestimmt wird.
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Zurück Bezug nehmend auf 3 gibt das Abgastemperaturmodul 204 eine Abgastemperatur 205 aus. Die Abgastemperatur 205 kann von dem Abgassensor 50 erhalten werden und entspricht der Temperatur des Abgaszustromes, der von dem Motor ausgegeben wird. Das Abgasdruckmodul 206 gibt einen Abgasdruck 207 aus. Der Abgasdruck 207 kann als eine Funktion des Abgasdurchflusses, der von dem Abgassensor 50 erhalten wird, modelliert werden, und entspricht einem Druck des von dem Motor ausgegebenen Abgaszustromes.
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Das Modul 210 zur Korrektur spezifischer Feuchte überwacht die Temperatur 205 und den Druck 207 des von dem Motor 10 ausgegebenen Abgaszustromes. Das Modul 210 zur Korrektur spezifischer Feuchte weist ein Modell zur Bestimmung eines Korrekturfaktors 211 für spezifische Feuchte auf Grundlage der überwachten Abgastemperatur 205 und des überwachten Abgasdrucks 207 auf. Demgemäß wird der Korrekturfaktor 211 für spezifische Feuchte in den ersten Multiplizierer 214 eingegeben und mit der spezifischen Feuchte 203 der Umgebungsluft multipliziert. Der erste Multiplizierer 214 gibt eine modellierte spezifische Feuchte 215 an dem Sauerstoffsensor 52 auf Grundlage der spezifischen Feuchte 203 der Umgebungsluft und des Korrekturfaktors 211 für spezifische Feuchte aus.
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Das Modul 212 zur Korrektur des Sauerstoffgehalts überwacht den Abgasdruck 207 und die modellierte spezifische Feuchte 215 an dem Sauerstoffsensor 52. Das Modul 212 zur Korrektur des Sauerstoffgehalts kann ein Modell zum Modellieren eines Korrekturfaktors 213 für den Sauerstoffgehalt auf Grundlage der modellierten spezifischen Feuchte 215 an dem Sauerstoffsensor 52 und des überwachten Abgasdrucks 207 aufweisen. Der Korrekturfaktor 213 für Sauerstoffgehalt kann mit dem tatsächlichen Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft korrelieren, wobei die relative Feuchte der von dem Feuchtesensor 29 erhaltenen Umgebungsluft berücksichtigt wird. Wie vorher erwähnt ist, verringern Zunahmen der relativen Feuchte den tatsächlichen Sauerstoffgehalt. Umgekehrt erhöhen Abnahmen der relativen Feuchte den tatsächlichen Sauerstoffgehalt. Der Korrekturfaktor 213 für Sauerstoffgehalt wird in den zweiten Multiplizierer 216 eingegeben.
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Das Sauerstoffsensormessmodul 208 gibt eine Sauerstoffsensormessung 209 aus, die in den zweiten Multiplizierer 216 eingegeben wird. Die Sauerstoffsensormessung 209 kann von dem Sauerstoffsensor 52 vorgesehen werden und kann die Differenz zwischen der Menge an Sauerstoffgehalt in dem Abgaszustrom und dem Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft aufweisen. Wie vorher erwähnt ist, wird der Sauerstoffgehalt von Umgebungsluft bei einem fixierten Wert übernommen, der dem idealen Sauerstoffgehalt von 20,95% entspricht, und berücksichtigt daher nicht die relative Feuchte. Die Annahme des Sauerstoffgehalts bei einem fixierten Wert kann in Fehlern der Sauerstoffsensormessung 209 resultieren, die als Rückkopplung zur Bestimmung von Kraftstoffsollwertadaptionsstrategien; Strategien zur Adaption für kleine Beträge und erlernte Offsets vorgesehen werden können, die an den Sauerstoffsensor 52 angelegt werden, um eine Alterung des Sauerstoffsensors zu kompensieren. Die Sauerstoffsensormessung 209 wird in den zweiten Multiplizierer 216 eingegeben.
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Der zweite Multiplizierer 216 stellt die Sauerstoffsensormessung 209 auf Grundlage des modellierten Korrekturfaktors 213 für Sauerstoffgehalt ein und gibt eine eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 aus. Somit wird die Sauerstoffsensormessung 209 auf Grundlage der modellierten spezifischen Feuchte an dem Sauerstoffsensor eingestellt, wobei die spezifische Feuchte an dem Sauerstoffsensor auf Grundlage der überwachten relativen Feuchte modelliert wird, die von dem Feuchtesensor 29 erhalten wird. Demgemäß weist die eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 eine Differenz zwischen der Menge an Sauerstoffgehalt in dem Abgaszustrom und einem tatsächlichen Sauerstoffgehalt von Umgebungsfehler aufgrund von Variationen in der relativen Feuchte der Umgebungsluft auf.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 als Rückkopplung zur Bestimmung von Kraftstoffsollwertadaptionsstrategien vorgesehen werden. Kraftstoffsollwertadaptionsstrategien können Fehler der eingespritzten Kraftstoffmasse durch Einstellen von einem oder beiden aus externer Abgasrückführung und Ansaugluftmassenaufladung kompensieren. Die Ansaugluftmassenaufladung kann durch Komprimieren von Luft, die in den Motor eintritt, durch die Verwendung von Turboladern und/oder Kompressoren vorgesehen werden. Der Fehler der eingespritzten Kraftstoffmasse kann aufgrund einer Differenz zwischen einem überwachten Ansaugluftmassenstrom und der eingestellten Sauerstoffsensormessung 217 bestimmt werden. Bei einer Ausführungsform wird der Fehler der eingespritzten Kraftstoffmasse nur bestimmt, wenn die Differenz zwischen dem überwachten Ansaugluftmassenstrom und der eingestellten Sauerstoffsensormessung 217 eine Fehlerschwelle verletzt. Wenn der Fehler der eingespritzten Kraftstoffmasse negativ ist, d. h. die eingestellte Messung 217 des Sauerstoffgehalts kleiner als der Ansaugluftmassenstrom ist, kann die externe Abgasrückführung, die in den Verbrennungsmotor eintritt, verminded werden und/oder die Ansaugluftmassenströmungsaufladung, die in den Verbrennungsmotor eintritt, kann erhöht werden. Wenn der Fehler der eingespritzten Kraftstoffmasse positiv ist, d. h. die eingestellte Messung 217 des Sauerstoffgehalts größer als der Ansaugluftmassenstrom ist, kann die externe Abgasrückführung, die in den Verbrennungsmotor eintritt, erhöht werden und/oder die Ansaugluftmassenströmungsaufladung, die in den Verbrennungsmotor eintritt, kann vermindert werden.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 als Rückkopplung zur Bestimmung von Adaptionsstrategien für kleine Beträge bereitgestellt werden. Wie vorher erwähnt, erfordern die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eine Erregungszeit, um die Kraftstoffmasse in die Brennräume des Motors einzuspritzen. Eine zu geringe Erregungszeit kann darin resultieren, dass kein Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzt wird, und eine zu hohe Erregungszeit kann darin resultieren, dass zu viel Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzt wird. Demgemäß ist eine Erregungszeit vorbestimmt, um eine gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse zu erreichen. Die vorbestimmte Erregungszeit kann eine minimale Erregungszeit für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweisen, um eine Kraftstoffmasse einzuspritzen, die die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse erreicht. Die Kraftstoffmasse kann in Impulsen während Pilot- bzw. Vorauseinspritzereignissen eingespritzt werden. Es sei angemerkt, dass die Erregungszeit über die Lebensdauer des Fahrzeugs zunimmt, um dieselbe gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse beizubehalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die vorbestimmte Erregungszeit während des Ausrollens eines Fahrzeugs variiert. Die eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 wird während der variierten Erregungszeit überwacht, und die vorbestimmte Erregungszeit zum Erreichen der gewünschten eingespritzten Kraftstoffmasse kann in Ansprechen auf eine Änderung der eingestellten Sauerstoffsensormessung 217 eingestellt werden. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel wird die vorbestimmte Erregungszeit um eine Größe erhöht, die proportional zu einer Größe ist, die die Änderung der eingestellten Sauerstoffsensormessung abnimmt, um die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse zu erreichen.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die eingestellte Sauerstoffsensormessung 217 als Rückkopplung zum Einstellen eines erlernten Alterungsoffsets bereitgestellt werden, der an die Sauerstoffsensormessung angelegt wird, um eine Alterung des Sauerstoffsensors 52 zu kompensieren. Der erlernte Alterungsoffset berücksichtigt eine Verschlechterung von Erfassungselementen des Sauerstoffsensors 52, die über die Zeit auftreten, was darin resultiert, dass der Sauerstoffsensor 52 mit der Zeit weniger empfindlich gegenüber Sauerstoff wird. Demgemäß kann der erlernte Alterungsoffset, der an die Sauerstoffsensormessung angelegt wird, auf Grundlage der eingestellten Sauerstoffsensormessung während jedes Fahrzyklus eingestellt werden, um eine Feuchtevariation zu berücksichtigen.
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Zurück Bezug nehmend auf 1 weisen beispielhafte Ausführungsformen den Feuchtesensor 60 auf, der in Verbindung mit dem Luftmassenstromsensor 29 installiert ist, der in einer TCIAP-Vorrichtung enthalten ist. Ferner kann der Druck des Ansaugluftmassenstromes auf Grundlage des Luftmassendurchflusses modelliert werden, der von dem Luftmassenstromsensor 29 erhalten ist. Demgemäß kann der Feuchtesensor 60, der in Verbindung mit dem Luftmassenstromsensor 29 installiert ist, derart konfiguriert sein, eine relative Feuchte von Umgebungsluft, den Druck des in den Motor eintretenden Ansaugluftmassenstromes und die Temperatur des in den Motor eintretenden Ansaugluftmassenstromes zu überwachen, um die spezifische Feuchte an den Luftmassenstromsensor 29, d. h. an der TCIAP-Vorrichtung zu bestimmen.
