DE102014105232A1

DE102014105232A1 - Feuchtigkeitssensor und Motorsystem

Info

Publication number: DE102014105232A1
Application number: DE201410105232
Authority: DE
Inventors: Michael James Uhrich; Ross Dykstra Pursifull; Yong-Wha Kim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2034-04-12
Also published as: CN104110311A; US9618470B2; US20140316672A1; RU152971U1; CN104110311B; DE102014105232B4

Abstract

Verfahren und Systeme werden für einen an einen Motor gekoppelten temperaturbasierten Feuchtigkeitssensor vorgelegt. Eine Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors kann bestimmt werden, während Gase in eine Motoransaugluft stromabwärts von einem Feuchtigkeitssensor und stromaufwärts von einem Verdichter strömen, was eine Feuchtigkeitssensorverschlechterung anzeigt, wenn sich die Messwerte der relativen Feuchtigkeit um weniger als einen Schwellenwert ändern, während sich die Temperatur am Sensor um mehr als einen zweiten Schwellenwert ändert.

Description

Allgemeiner Stand der Technik und kurze Darstellung der Erfindung
Motoren können Feuchtigkeitssensoren an verschiedenen Stellen zum Steuern des Motorbetriebs verwenden, wie etwa zum Steuern der Zündverstellung und der Abgasrückführung (AGR). Fehler bei der Feuchtigkeitsablesung können zu einer ungenauen Zündverstellung und somit Klopfen sowie zu verschiedenen anderen Problemen im Hinblick auf Kondensatentstehung, AGR-Steuerung, Verdünnungsmittelsteuerung usw. führen.
US 20120227714 beschreibt einen Ansatz mit einem stromabwärts von einem AGR-Einlass positionierten Feuchtigkeitssensor. Zum Diagnostizieren des Betriebs des Sensors schließt das offenbarte Verfahren das AGR-Drosselventil und zeigt eine Feuchtigkeitssensorverschlechterung auf der Basis jeweils einer Änderung bei der relativen Feuchtigkeit von Ansaugluft und Druck als Reaktion auf ein Schließen des AGR-Drosselventils an.
Die Erfinder haben ein Problem beim Überwachen von Feuchtigkeitssensoren auf der Basis einer Messwertdifferenz bei einer Änderung beim Absolutdruck erkannt, wenn die spezifische oder absolute Feuchtigkeit gering ist (z. B. relativ trockene Luft). Unter solchen Bedingungen führen Feuchtigkeitsmesswerte zu einem Mangel an einer erkennbaren Änderung der relativen Feuchtigkeit. Bei einem Beispiel kann der Motor durch ein Verfahren diagnostiziert werden, das Folgendes umfasst: beim Strömen von Abgasen in eine Motoransaugluft stromabwärts von einem Feuchtigkeitssensor und stromaufwärts von einem Verdichter, Anzeigen einer Feuchtigkeitssensorverschlechterung, wenn sich relative Feuchtigkeitsmesswerte um weniger als einen Schwellenwert ändern, während sich die Temperatur am Sensor um mehr als einen zweiten Schwellenwert ändert.
Wenn beispielsweise der Sensor ein temperaturbasierter Feuchtigkeitssensor und/oder ein Sensor für die relative Feuchtigkeit ist, ist der Temperatursensor unter Bedingungen geringer spezifischer und relativer Feuchtigkeit gegenüber einem natürlichen Temperaturanstieg über die Umgebungstemperatur empfindlich. Somit existiert eine Korrelation derart, dass eine Zunahme bei der Umgebungslufttemperatur die relative Feuchtigkeit ändert, falls die spezifische Feuchtigkeit konstant gehalten wird. Durch Überwachen, ob sich die relative Feuchtigheit ändert, während sich die abgetastete Lufttemperatur ändert, ist es daher möglich zu identifizieren, ob der Sensor funktioniert, einschließlich, ob die Motorraum-Temperaturen die relative Feuchtigkeit wie erwartet ändern, und daraus eine Sensorverschlechterung zu identifizieren.
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 essenziellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich ausschließlich 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 erwähnten Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Motorsystem mit einem Feuchtigkeitssensor.
2 zeigt eine schematische Ausführungsform eines kapazitätbasierten Feuchtigkeitssensors.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines kapazitätbasierten Feuchtigkeitssensors auf der Basis von hohen spezifischen und relativen Feuchtigkeitsbedingungen.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines temperaturbasierten Feuchtigkeitssensors auf der Basis von niedrigen spezifischen und relativen Feuchtigkeitsbedingungen.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines intrusiven Diagnosetests für hohe spezifische und relative Feuchtigkeitsbedingungen.
6 zeigt ein grafisches Beispiel von Feuchtigkeitssensormesswerten für einen intrusiven Diagnosetest auf der Basis der absoluten Feuchtigkeit.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines intrusiven Diagnosetests für niedrige spezifische und relative Feuchtigkeitsbedingungen.
8 zeigt ein grafisches Beispiel von Feuchtigkeitssensormesswerten für einen intrusiven Diagnosetest auf Basis der Temperatur.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren eines Feuchtigkeitssensors und Durchführen einer Standardoperation als Reaktion darauf.
Ein Problem besteht darin, dass bestimmte Feuchtigkeitssensortechnologien, die positioniert sind, um die Motoransaugluftfeuchtigkeit zu messen, schwierig zu diagnostizieren sind, weil ihre Messung wenig Änderung als Reaktion auf eine Druck- oder eine Temperaturänderung erfährt. Es könnte ohne weiteres so erscheinen, dass ein Verbleiben in einem engen Bereich (”Stuck in Range”) vorliegt. Als solches ist ein Sensor für die spezifische Feuchtigkeit gegenüber Druck- und Temperaturänderungen unempfindlich, falls die spezifische Feuchtigkeit konstant bleibt. Wenn jedoch die spezifische Feuchtigkeit konstant bleibt, sind Sensoren für die absolute Feuchtigkeit gegenüber Druck- und Temperaturänderungen empfindlich, wenn die Umgebungsluft heiß und feucht ist. Wenn die Umgebungsluft trocken ist, weisen Sensoren für die absolute Feuchtigkeit für Druck- und Temperaturänderungen sehr geringe Empfindlichkeit auf. Wenn die spezifische Feuchtigkeit konstant ist, sind zudem Sensoren für die relative Feuchtigkeit selbst dann für Druck- und Temperaturänderungen empfindlich, wenn die Umgebungsluft trocken wird. Wie hierin weiter erläutert wird, ist es durch Variieren des Drucks der Ansaugluft, die in der Nähe des Drei-Wege-Feuchtigkeitssensors abgetastet werden soll, während andere kontaminierende Motorströme vermieden werden, möglich, eine Änderung bei der spezifischen Feuchtigkeit mit dem variierenden Druck zu korrelieren. Weiterhin ist es möglich, eine Änderung bei der relativen Feuchtigkeit mit der Temperaturänderung zu korrelieren. Wenn die Korrelationen nicht identifiziert werden, kann eine Verschlechterung des Sensors angezeigt werden und eine Standardoperation kann starten.
Insbesondere steht die Änderung bei der absoluten Feuchtigkeit zu der Änderung beim Gesamtdruck in Beziehung. Mit anderen Worten, falls der Gesamtdruck einer Luft-Wasser-Mischung um 10% reduziert wird, wird die absolute Feuchtigkeit dann um ungefähr 10% reduziert. Indem der Ansaugluftdruck relativ langsam bezüglich Motorbetriebsübergängen geändert wird, aber schneller als ein stationärer Betrieb, kann verifiziert werden, ob sich ein relativ langsam änderndes Verhältnis zwischen Wasser und der Luft-Wasser-Mischung nicht ändert, wenn die Mischung verdichtet oder expandiert wird. Weiterhin wird die spezifische Feuchtigkeit als ein Verhältnis von Masse des Wasserdampfs pro Masseneinheit an trockener Luft (z. B. Feuchtigkeitsverhältnis) ausgedrückt. Bei einem spezifischen Beispiel liefert ein stromabwärts einer vor dem Verdichter angeordneten Drossel positionierter Feuchtigkeitssensor verbesserte Empfindlichkeit, weil an diesem Punkt eine potentielle Befeuchtung von Kurbelgehäusegasen oder umgewälztes Abgas noch nicht hinzugefügt sind.
Bei einem Beispiel ist der Feuchtigkeitssensor ein kapazitätsbasierter Feuchtigkeitssensor. Der Kapazitätssensor ist primär für absolute Feuchtigkeit empfindlich. Insbesondere ist er auf die Wassermenge in einem gegebenen Volumen (zwischen den Kondensatorplatten) empfindlich. Wenn man den Gesamtdruck herabsetzt, wird die Kapazität reduziert. Bei einigen Beispielen nützt der vorliegende Ansatz diese Beziehung, wobei angemerkt wird, dass die absolute Feuchtigkeit direkt proportional zur Dichte ist, die absolute Feuchtigkeit direkt proportional zum Druck ist – bei konstanter Temperatur, und die absolute Feuchtigkeit umgekehrt proportional zur Temperatur ist – bei konstantem Druck.
Wie hierin beschrieben, kann die Feuchtigkeitssensorleistung bewertet werden, indem der Druck einer Luft-Wasser-Probenmischung variiert und die absolute Feuchtigkeit des Sensors abgelesen wird. Die absolute Feuchtigkeit variiert direkt mit dem Gesamtdruck der Mischung, und so ist der Sensor im Wesentlichen ein Sensor für absolute Feuchtigkeit, wo der Druck direkt proportional zur absoluten Feuchtigkeit ist. Wenn die vorgeschaltete Luftansaugdrossel geschlossen wird und der Druck von 100 kPa auf 90 kPa gesenkt wird, kann somit erwartet werden, dass die absolute Feuchtigkeit um 10% abnimmt (plus/minus einem Toleranzschwellenwert), wenn der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Einem derartigen Ansatz kann einer gegenübergestellt werden, der versucht, die absolute Feuchtigkeit in eine relative Feuchtigkeit umzuwandeln.
Wie hierin verwendet, gilt Folgendes:
Feuchtigkeitsverhältnis = spezifische Feuchtigkeit = Wassermasse/Trockenluftmasse
Absolute Feuchtigkeit = Wassermasse in einem gegebenen Volumen einer Luft-Wasser-Mischung
Relative Feuchtigkeit = Molanteil von Wasser in der Mischung/Molanteil von Wasser in der gesättigten Mischung.
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren eines Feuchtigkeitssensors, der in einem Motorsystem mit einem Ansaugsystem mit einem Verdichter gekoppelt ist (1). Ein Feuchtigkeitssensor, wie etwa ein kapazitätsbasierter Feuchtigkeitssensor, kann stromabwärts von einer vor dem Verdichter angeordneten Drossel positioniert sein, um die Feuchtigkeit unter verschiedenen Motorbetriebsbedingungen zu messen oder zu schätzen. Der kapazitätsbasierte Feuchtigkeitssensor (2) ist primär für die absolute Feuchtigkeit empfindlich; falls der Druck einer Luft-Wasser-Mischung variiert wird und die absolute Feuchtigkeit abgelesen wird, kann deshalb der Feuchtigkeitssensor bewertet werden. Insbesondere kann der Feuchtigkeitssensor auf der Basis von aktuellen Motorbedingungen periodisch diagnostiziert werden (3 und 4). Weiterhin wird ein intrusiver Feuchtigkeitssensordiagnosetest auf der Basis der absoluten Feuchtigkeit (5) oder der Temperatur (7) durchgeführt, falls die natürliche Schwankung und der Betrieb des Motors nicht bewirkt, dass der Feuchtigkeitssensormesswert über einem Schwellenwertbereich variiert, der eine Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors anzeigt. Beispielhafte Feuchtigkeitssensormesswerte auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen sind in 6 und 8 gezeigt.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 1 zeigt sie eine beispielhafte Systemkonfiguration eines allgemein bei 10 dargestellten Mehrzylindermotors, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem gesteuert werden, einschließlich einer Motorsteuerung 12, und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabeeinrichtung 132. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabeeinrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP.
Der Motor 10 kann einen allgemein bei 26 gezeigten unteren Abschnitt des Motorblocks enthalten, der ein Kurbelgehäuse 28 enthalten kann, das eine Kurbelwelle 30 umgibt, mit einer unter der Kurbelwelle positionierten Ölquelle 32. Ein Öleinfüllanschluss 29 kann im Kurbelgehäuse 28 angeordnet sein, so dass Öl an die Ölquelle 32 geliefert werden kann. Ein Öleinfüllanschluss 29 kann eine Ölkappe 33 enthalten, um den Öleinfüllanschluss 29 zu schließen, wenn der Motor arbeitet. Ein Peilstabrohr 37 kann ebenfalls im Kurbelgehäuse 28 angeordnet sein und einen Peilstab 35 zum Messen eines Ölstands in der Ölquelle 32 enthalten. Außerdem kann das Kurbelgehäuse 28 mehrere andere Öffnungen zum Warten von Komponenten im Kurbelgehäuse 28 enthalten. Diese Öffnungen im Kurbelgehäuse 28 können während des Motorbetriebs geschlossen gehalten werden, so dass ein (unten beschriebenes) Kurbelgehäuseentlüftungssystem während des Motorbetriebs arbeiten kann.
Der obere Abschnitt des Motorblocks 26 kann eine Brennkammer (z. B. Zylinder) 34 enthalten. Die Brennkammer 34 kann Brennkammerwände 36 mit einem darin positionierten Kolben 38 enthalten. Der Kolben 38 kann an die Kurbelwelle 30 gekoppelt sein, so dass eine Auf- und Abbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Brennkammer 34 kann Kraftstoff von einer Kraftstoffeinspritzdüse 45 (hier als Direktkraftstoffeinspritzdüse konfiguriert) und Ansaugluft von dem Ansaugkrümmer 42 erhalten, der hinter der Drossel 44 positioniert ist. Der Motorblock 26 kann auch einen Motorkühlmitteltemperatursensor (ECT – Engine Coolant Temperature) 46 enthalten, der in einen Motorcontroller 12 eingibt (hier unten ausführlicher beschrieben).
Eine Drossel 44 kann im Motoreinlass angeordnet sein, um den in den Ansaugkrümmer 42 eintretenden Luftstrom zu steuern, und ihr kann zum Beispiel ein Verdichter 50 vorausgehen, gefolgt von einem Luftladekühler 52. Ein Luftfilter 54 kann stromaufwärts des Verdichters 50 positioniert sein und kann in die Ansaugpassage 13 eintretende Frischluft filtern. Die Ansaugluft kann über ein nockenbetätigtes Ansaugventilsystem 40 in die Brennkammer 34 eintreten. Gleichermaßen kann verbranntes Abgas die Brennkammer 34 über ein nockenbetätigtes Auslassventilsystem 41 verlassen. Bei einer alternativen Ausführungsform können ein oder mehrere aus Ansaugventilsystem und Auslassventilsystem elektrisch betätigt werden.
Verbrennungsabgase verlassen die Brennkammer 34 über die stromaufwärts von der Turbine 62 angeordnete Auslasspassage 60. Ein Abgassensor 64 kann entlang der Auslasspassage 60 stromaufwärts von der Turbine 62 angeordnet sein. Die Turbine 62 kann mit einem Wastegate ausgestattet sein, das sie umgeht. Der Abgassensor 64 kann ein geeigneter Sensor sein, um eine Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas zu liefern, wie etwa eine Breitbandsonde für Sauerstoff (UEGO – Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), ein Zwei-Zustands-Sauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Der Abgassensor 64 kann mit der Motorsteuerung 12 verbunden sein.
Bei dem Beispiel von 1 ist ein Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 74 an den Motoreinlass gekoppelt, so dass Gase im Kurbelgehäuse auf geregelte Weise aus dem Kurbelgehäuse abgezogen werden können. Während nicht aufgeladenen Bedingungen (wenn der Krümmerdruck (MAP – Manifold Pressure)) unter dem Verdichtereinlassdruck (CIP – Compressor Inlet Pressure) liegt) saugt das Kurbelgehäuseentlüftungssystem 16 Luft über einen Entlüfter oder ein Entlüftungsrohr 74 in das Kurbelgehäuse 28. Das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 74 kann an eine Frischluftansaugpassage 13 stromaufwärts des Verdichters 50 gekoppelt sein. Bei einigen Beispielen kann das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr stromabwärts des Luftfilters 54 gekoppelt sein (wie gezeigt). Bei anderen Beispielen kann das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr an die Ansaugpassage 13 stromaufwärts vom Luftfilter 54 gekoppelt sein.
Die Kurbelgehäusegase können ein Durchblasen von Verbrennungsgasen von der Brennkammer zum Kurbelgehäuse beinhalten. Die Zusammensetzung der durch den Kanal strömenden Gase, einschließlich der Feuchtigkeitskonzentration der Gase, kann die Feuchtigkeit an Orten stromabwärts des PCV-Einlasses in das Ansaugsystem beeinflussen.
Gas kann in beiden Richtungen durch das Kurbelgehäuseentlüftungsrohr 74 strömen, vom Kurbelgehäuse 28 zur Ansaugpassage 13 und/oder von der Ansaugpassage 13 zum Kurbelgehäuse 28. Beispielsweise strömt während nichtaufgeladenen Bedingungen, wo der MAP unter dem CIP liegt, Luft von der Ansaugpassage 13 durch das Entlüftungsrohr 74 zum Kurbelgehäuse 28. Im Vergleich dazu können beim aufgeladenen Motorbetrieb (wenn der MAP über dem CIP liegt) Kurbelgehäusedämpfe vom Kurbelgehäuse 28 durch das Entlüftungsrohr 74 zur Ansaugpassage 13 strömen. Weiterhin kann ein Ölabscheider 81 im Entlüftungsrohr 74 angeordnet sein, um während des aufgeladenen Betriebs Öl aus dem das Kurbelgehäuse verlassenden Strom von Gasen zu entfernen.
Ein ND-AGR-System (Niederdruck-Abgasrückführung) kann einen gewünschten Teil des Abgases von der Auslasspassage 60 über eine ND-AGR-Passage 82 zur Ansaugpassage 13 lenken. Das an die Ansaugpassage 13 gelieferte Ausmaß an ND-AGR kann durch den Motorcontroller 12 über ein AGR-Ventil 88 variiert werden. Weiterhin kann, gefolgt von einem Luftkühler 90, ein ND-AGR-Sensor 92 innerhalb der ND-AGR-Passage angeordnet sein und kann eine Anzeige von Druck, Temperatur und/oder Konzentration des Abgases liefern. Bei einigen Beispielen kann der ND-AGR-Sensor 92 eine Anzeige eines Ausmaßes an ND-AGR liefern. Das AGR-Ausmaß kann alternativ oder zusätzlich aus Feuchtigkeitsmesswerten und anderen Arbeitsparametern bestimmt werden, wie unten ausführlich beschrieben. Ein HD-AGR-System (High Pressure AGR) kann einen gewünschten Teil des Abgases von der Auslasspassage 60 über die HD-AGR-Passage 80 zur Ansaugpassage 13 lenken. Das an die Ansaugpassage 13 gelieferte Ausmaß an HD-AGR kann von der Motorsteuerung 12 über das AGR-Ventil 84 variiert werden. Weiterhin kann, gefolgt von dem Luftkühler 86, ein HD-AGR-Sensor 77 innerhalb der HD-AGR-Passage angeordnet sein und kann eine Anzeige für Druck, Temperatur und/oder Konzentration des Abgases liefern.
Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb der Brennkammer zu regeln, wodurch ein Verfahren zum Steuern des Zeitpunkts der Zündung während einiger Verbrennungsmodi geliefert wird. Weiterhin kann während einiger Bedingungen ein Teil der Verbrennungsgase in der Brennkammer zurückgehalten oder eingefangen werden, indem die Auslassventilsteuerung gesteuert wird, wie etwa durch Steuern eines Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung.
Es versteht sich, dass, wie hierin verwendet, der PCV-Fluss sich auf den Fluss von Gasen durch die PCV-Leitung bezieht. Dieser Fluss von Gasen kann einen Fluss nur von Ansaugluft, einen Fluss nur von Kurbelgehäusegasen und/oder einen Fluss einer Mischung aus Luft und Kurbelgehäusegasen beinhalten, wobei die Zusammensetzung des Flusses mindestens auf der Richtung des Flusses sowie MAP-Bedingungen relativ zum CIP zum Zeitpunkt des Flusses basiert.
Die Motorsteuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, einschließlich Mikroprozessoreinheit 108, Eingangs-/Ausgangsports 110, einem elektronischen Speicherungsmedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem bestimmten Beispiel als Festwertspeicherchip 112 gezeigt, einem Direktzugriffsspeicher 114, einem Erhaltungsspeicher 116 und einem Datenbus. Die Motorsteuerung 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung des angesaugten Luftmassenstroms (MAF – Mass Air Flow) von einem Luftmassenstromsensor 58; Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von einem Temperatursensor 46; Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas von einem Abgassensor 64 usw. Weiterhin kann die Motorsteuerung 12 die Position verschiedener Aktuatoren auf der Basis einer von den verschiedenen Sensoren empfangene Eingabe überwachen und justieren. Zu diesen Aktuatoren können beispielsweise die Drossel 44, das Ansaug- und Auslassventilsystem 40, 41 und das PCV-Ventil 78 zählen. Das Speicherungsmedium Festwertspeicher 112 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 108 ausgeführt werden können, um die unten beschriebenen Verfahren durchzuführen, sowie andere Varianten davon, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind.
Ein Feuchtigkeitssensor 94 ist stromaufwärts von einem Verdichter, zwischen dem Einlass des ND-AGR 82 und Einlässen des Entlüftungssystems 16 und stromabwärts von einem Luftmassenstromsensor 58 und einer vor dem Verdichter angeordneten Drossel 55 in einem Motoransaugsystem angeordnet. In dieser Position kann der Feuchtigkeitssensor die Luft-Wasser-Mischung messen, um die absolute Feuchtigkeit zu melden, so dass eine Änderung bei der absoluten Feuchtigkeit direkt mit dem Gesamtdruck der Luft-Wasser-Mischung variiert. Falls beispielsweise der Gesamtdruck der Luft-Wasser-Mischung um 10% reduziert wird, wird die absolute Feuchtigkeit dann um 10% reduziert. Zusätzliche Einzelheiten eines beispielhaften Feuchtigkeitssensors 94 werden unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines kapazitätsbasierten Feuchtigkeitssensors mit einem Temperatursensor, einem Kapazitätssensor und einer Kondensationsheizung. Probeluft kann durch eine Passage 200 strömen, die beispielsweise eine Passage stromaufwärts vom Verdichter 50 sein kann. Der offenbarte Feuchtigkeitssensor kann eine Heizung 202, ein Paar von parallelen kapazitiven Platten 204 und einen Temperatursensor 206, entlang des Ansaugluftstroms positioniert, koppeln. Der dargestellte Temperatursensor 206 ist ein Spulenwiderstandsthermometer; andere Ausführungsformen können jedoch auch andere Temperatursensoren verwenden, wie etwa alternative Widerstandsthermometerkonfigurationen oder ein Thermoelement. Die dargestellte Heizung 202 ist eine Widerstandsheizung; andere Ausführungsformen können analog andere Heizungen verwenden. Die Heizung 202, der Kondensator 204 und der Temperatursensor 206 können linear ausgerichtet sein, so dass die an der Heizung vorbeiströmende Ansaugluft durch den Kondensator hindurchtreten und thermisch mit dem Temperatursensor interagieren kann. Weiterhin können die Heizung 202, der Kondensator 204 und der Temperatursensor 206 in einem gemeinsamen Sensorgehäuse 208 enthalten sein und eine Signalkonditionierungselektronik 210 enthalten, um mit der Motorsteuerung 12 von 1 zu kommunizieren, die einen Speicher mit nicht-vorübergehenden Anweisungen zum Anzeigen einer Feuchtigkeitssensorverschlechterung aufweist.
Bei Aktivierung durch die Motorsteuerung kann die Heizung 202 die lokale Temperatur innerhalb des Feuchtigkeitssensors erhöhen. Die erhöhte lokale Temperatur kann bewirken, dass sich die Luftladung innerhalb des Feuchtigkeitssensors, insbesondere zwischen den parallelen Platten des Kondensators 204, ausdehnt. Weil diese Ausdehnung homogen ist, kann die Menge an Wasserdampf innerhalb des Volumens zwischen den parallelen Platten abnehmen, was eine Zunahme bei der Kapazität bewirkt. Der Temperatursensor 206 kann dann die Temperatur der Luft, die den Kondensator überquert hat, messen, um einen korrigierten Feuchtigkeitssensormesswert zu liefern. Bei einem Beispiel kann der Sensor absolute, relative oder andere Feuchtigkeitsmessungen des Motoreinlasses liefern.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3 zeigt das Verfahren, wie ein intrusiver Feuchtigkeitssensordiagnosetest durchgeführt wird, falls die natürliche Variation und Betrieb des Motors nicht bewirken, dass der Feuchtigkeitssensormesswert ausreichend über einen Schwellenwertbereich variiert (siehe auch Kurven in 6). Beispielsweise kann ein Motor in einem Fahrzeug einen stark variierenden Luftstrom und einen stark variierenden Druck aufweisen, die von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs abhängen. Bei einigen Fahrszenarien reicht die Druckvariation aus, um zu bewirken, dass der Feuchtigkeitsmesswert ausreichend fluktuiert, um abzuschätzen, dass er ordnungsgemäß arbeitet. Ein derartiges Beispiel besteht darin, dass die natürliche Bewegung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel eine ausreichende Druckvariation generiert, die über dem Schwellenwert liegt. Unter anderen Bedingungen jedoch erfährt der Feuchtigkeitssensor möglicherweise keine ausreichenden Druckvariationen, und so kann der Motorbetrieb, einschließlich des Betriebs der vor dem Verdichter angeordneten Drossel, modifiziert werden, um eine diagnostische Überwachung des Feuchtigkeitssensors während des Motorbetriebs zu ermöglichen.
Das Verfahren 300 beginnt bei 302 durch Analysieren von Motorbetriebsbedingungen. Motorbetriebsbedingungen können Motordrehzahl und -last, MAP, Feuchtigkeit (z. B. vom Feuchtigkeitssensor 94 erfasste gemessene Feuchtigkeit), Luftmassenstrom, barometrischer Druck (BP) usw. sein. Falls der Motor nicht arbeitet, ist der Feuchtigkeitssensor möglicherweise nicht in der Lage, eine generierte Druckvariation zu messen, die größer als ein Schwellenwert ist. Somit wird bei 304 kein Feuchtigkeitssensordiagnosetest durchgeführt, und keine Anzeige und/oder Standardaktion wird ausgeführt.
Wieder zu 302 zurückkehrend, falls der Motor läuft, geht die Routine weiter zu 303, um den Motorbetrieb als Reaktion auf Feuchtigkeitssensormesswerte zu justieren.
Beispielsweise kann die Routine die Zündsteuerung auf der Basis der Feuchtigkeit justieren, einschließlich dem Frühverstellen der Zündsteuerung für eine gegebene Drehzahl- und Lastbedingung bei höheren Feuchtigkeitswerten, und Spätverstellung der Zündsteuerung bei niedrigeren Feuchtigkeitswerten. Als nächstes bestimmt die Routine bei 308, ob die Eintrittsbedingungen für den Feuchtigkeitssensordiagnosetest vorliegen. Zu den Eintrittsbedingungen können zählen, dass der Motor unter stationären Bedingungen arbeitet (z. B. Drehzahlfluktuation unter 50 min^–1 über 1 Sekunde), Temperatur erwärmt über die Schwellenwertbetriebstemperatur hinaus, Aufladung, Umgebungstemperatur innerhalb eines Schwellenwerts, Temperaturänderungen innerhalb eines Bereichs. Falls bei 306 keine geeigneten Eintrittsbedingungen vorliegen, erfolgt kein Feuchtigkeitssensordiagnosetest (316). Falls unter Rückkehr auf 306 die Eintrittsbedingungen für die Feuchtigkeitssensordiagnose vorliegen, geht die Routine weiter zu 308, um zu bestimmen, ob die Umgebungsluft eine hohe spezifische und relative Feuchtigkeit aufweist (z. B. die Umgebungsluft heiß und feucht ist). Bei einem Beispiel können Änderungen bei der relativen Feuchtigkeit beobachtet werden, wenn Umgebungsbedingungen bei einer Druckzunahme eine hohe spezifische und relative Feuchtigkeit aufweisen. Falls bei 310 eine hohe spezifische und relative Feuchtigkeit vorliegen, bestimmt die Routine deshalb, ob die Feuchtigkeitssensormesswerte gegenüber vorausgegangenen Betriebsbedingungen über mehr als den Schwellenwert T1 variiert haben. Beispielsweise kann die Routine einen aktuellen Messwert bei aktuellen Betriebsbedingungen mit vorausgegangenen Messwerten bei vorausgegangenen Betriebsbedingungen vergleichen, um zu identifizieren, ob über eine Dauer hinweg eine ausreichende Variation des Feuchtigkeitssensormesswerts, die größer ist als ein Schwellenwert, vorliegt. Eine natürliche Änderung beim Verdichteransaugdruck, als Beispiel, kann generiert werden, wenn eine Änderung bei der AIS-Drosselposition befohlen wird, um eine gewünschte Niederdruck-AGR-Strömungsrate aufrechtzuerhalten oder bereitzustellen. Falls die Feuchtigkeitssensormesswerte nicht ausreichend variieren, ist eine Verschlechterung des Sensors möglich; deshalb wird bei 312 ein intrusiver Diagnosetest durchgeführt (siehe auch 5). Falls jedoch bei 310 die Feuchtigkeitssensormesswerte um mehr als den Schwellenwert (T1) variieren, werden der intrusive Diagnosetest (318) und ein Feuchtigkeitssensordiagnosetest (316) nicht durchgeführt.
Bei 312 kann eine intrusive Justierung eines Motorbetriebs durchgeführt werden, um die Beobachtbarkeit der Feuchtigkeitssensorleistung zu verbessern und somit eine Feuchtigkeitssensordiagnose zu ermöglichen. Bei einem Beispiel kann die intrusive Justierung eine periodische oder zyklische Justierung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel beinhalten, um Druckvariationen beim Feuchtigkeitssensor zu generieren, was dann entsprechende Feuchtigkeitssensormesswerteänderungen generiert, wie hierin beschrieben. Der Grad an Variation der vor dem Verdichter angeordneten Drossel kann auf der Basis aktueller Betriebsbedingungen wie etwa einer aktuellen Ladehöhe, und einem Grad, zu dem die Ladehöhe über dem Umgebungsdruck liegt, gewählt werden. Der Grad an Variation der vor dem Verdichter angeordneten Drossel kann auf der Basis einer gewünschten Spanne von Druckänderungen beim Feuchtigkeitssensor für die intrusive Diagnose gewählt werden. Beispielsweise kann der Sensor durch Justieren der vor dem Verdichter angeordneten Drossel über einen Bereich von Drosselwinkeln hinweg während Motorbetriebsbedingungen gegenüber Variationen beim Druck empfindlich sein, wenn er ordnungsgemäß funktioniert, und somit kann eine Variation bei dem Feuchtigkeitssensormesswert, der mit der Druckänderung korreliert, zum Bestimmen der ordnungsgemäßen Sensorfunktionalität verwendet werden. Bei einem weiteren Beispiel können intrusive Druckänderungen generiert werden, indem ein befohlener Verdichteransaugdruck als Reaktion darauf, dass die Routine den Block 312 erreicht, justiert wird. Eine Regelung des Verdichteransaugdrucks, z. B. über eine Justierung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel und eine Rückkopplung von einem Verdichteransaugdrucksensor, kann deshalb eine intrusive Justierung des Drucks am Feuchtigkeitssensor liefern.
Zusätzlich oder alternativ kann die Frequenz einer Variation der vor dem Verdichter angeordneten Drossel und/oder einer Druckvariation bei dem Feuchtigkeitssensor zu der Frequenz der Feuchtigkeitssensormesswertvariation korreliert werden. Falls beispielsweise eine Frequenz von Schwingungen der vor dem Verdichter angeordneten Drossel innerhalb eines Schwellenwertbereichs einer resultierenden Frequenz von Feuchtigkeitssensorvariationen liegt, dann kann eine ordnungsgemäße Sensorfunktionalität angezeigt werden, und falls nicht, wird eine Sensorverschlechterung angezeigt.
Auf diese Weise kann eine Anzeige der Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors generiert werden, wenn sich Feuchtigkeitssensormesswerte um weniger als einen ersten Schwellenwert ändern, während sich der Druck am Sensor mehr als ein zweiter Schwellenwert ändert. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzeige einer Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors generiert werden, wenn eine Frequenz von Feuchtigkeitssensormesswerten um mehr als einen Schwellenwert von einer Frequenz von Druckvariationen beim Sensor differiert.
Auf der Basis der Bestimmung der intrusiven Diagnose, wie etwa der Routine von 5, wird bei 314 eine Anzeige einer Verschlechterung (oder deren Mangel) berichtet, indem eine gespeicherte Diagnosenachricht generiert wird und als Reaktion auf die Anzeige eine Standardaktion implementiert wird. Zu Standardaktionen als Reaktion auf eine Sensorverschlechterung zählen das Einstellen einer gemessenen Feuchtigkeit auf einen niedrigeren oder kleinsten Schwellenwert, um konservative AGR- und Zündungseinstellungen während eines nachfolgenden Motorbetriebs zu ermöglichen, bis eine Sensorverschlechterung berichtigt worden ist. Zu einem weiteren Beispiel kann zählen, die Zündsteuerung, die Kraftstoffeinspritzung und die Ladesteuerung so zu justieren, dass sie auf den niedrigeren Schwellenwert reagieren, aber unabhängig von dem Feuchtigkeitssensormesswert sind.
Falls unter Rückkehr zu 308 die Umgebungsluft keine hohe spezifische und relative Feuchtigkeit aufweist (z. B. die Umgebungsluft kalt und trocken ist), dann kann es der Fall sein, dass die Umgebungsluft eine niedrige spezifische und relative Feuchtigkeit aufweist. Bei einem Beispiel können Änderungen bei der relativen Feuchtigkeit beobachtet werden, wenn die Umgebungsbedingungen bei zunehmenden Temperaturen eine niedrige spezifische und relative Feuchtigkeit aufweisen. Ungeachtet der Feuchtigkeit kann das Erhöhen der Lufttemperatur nahe dem Feuchtigkeitssensor eine Änderung bei dem Temperaturmesswert durch den Temperatursensor 206 bewirken (wie in 2 gezeigt). Bei 402 wird bestimmt, ob ein Kaltstart durchgeführt werden muss. Nach einem Kaltstart wird bei 408 ein passiver Test durchgeführt. Bei einer Ausführungsform können von einem Kaltstart Motorraum-Temperaturen über Umgebungstemperaturen ansteigen; somit eine zunehmende Temperaturänderung, während die spezifische Feuchtigkeit konstant gehalten wird. Deshalb wird bei 410 bestimmt, ob die Temperatursensormesswerte gegenüber vorherigen Betriebsbedingungen um mehr als den Schwellenwert T1 variierten. Beispielsweise kann die Routine einen aktuellen Messwert bei aktuellen Betriebsbedingungen mit vorausgegangenen Messwerten bei vorausgegangenen Betriebsbedingungen vergleichen, um zu identifizieren, ob über eine Dauer ein Anstieg bei der Temperatur größer als Umgebungsbedingungen vorliegt. Somit sollten Motorraum-Temperaturen über Umgebungsbedingungen ansteigen, wodurch eine Änderung bei der relativen Feuchtigkeit bewirkt wird. Falls die Feuchtigkeitsmesswerte nicht variieren, ist eine Verschlechterung des Temperatursensors möglich, deshalb wird bei 404 ein intrusiver Diagnosetest durchgeführt (siehe auch 7). Falls jedoch bei 410 die Feuchtigkeitssensormesswerte mehr als der Schwellenwert (T1) variieren, werden der intrusive Diagnosetest (412) und ein Feuchtigkeitssensordiagnosetest (414) nicht durchgeführt.
Falls unter Rückkehr zu 402 der Motor keinen Kaltstart erfährt, kann bei 404 eine intrusive Justierung des Motorbetriebs durchgeführt werden, um die Beobachtbarkeit der Temperatursensorleistung zu verbessern und damit die Temperatursensordiagnose zu ermöglichen. Bei einem Beispiel kann die intrusive Justierung einen erzwungenen Temperaturanstieg nahe dem temperaturbasierten Feuchtigkeitssensor beinhalten. Insbesondere kann ein Temperaturanstieg unter Verwendung der Heizung 202 des Feuchtigkeitssensors 94 justiert werden. Der Grad der Temperaturänderung der Heizung 202 kann auf der Basis aktueller Betriebsbedingungen gewählt werden. Beispielsweise kann durch Justieren der Heizung des Feuchtigkeitssensors über einen Bereich von Temperaturen hinweg während Motorarbeitsbedingungen (z. B. Motorleerlauf) der Feuchtigkeitssensor gegenüber Variationen bei der relativen Feuchtigkeit empfindlich sein und somit kann eine Variation bei dem Feuchtigkeitssensormesswert, die mit der Temperaturänderung korreliert zum Bestimmen einer ordnungsgemäßen Sensorfunktionalität verwendet werden. Bei einer Ausführungsform bewirkt der Temperaturanstieg einen Anstieg bei der relativen Feuchtigkeit, wenn die spezifische Feuchtigkeit konstant bleibt.
Auf der Basis der Bestimmung der intrusiven Diagnose wie etwa der Routine von 7 wird bei 406 eine Anzeige der Verschlechterung (oder ihr Mangel) berichtet, indem als Reaktion auf die Anzeige eine gespeicherte Diagnosenachricht generiert wird und eine Standardaktion implementiert wird.
Zusätzliche Details eines beispielhaften Verfahrens zum Durchführen eines intrusiven Diagnosetests für einen Feuchtigkeitssensor werden bei 5 vorgestellt. Das Verfahren 500 beginnt bei 502 mit dem Variieren des Drucks bei dem Feuchtigkeitssensor bei vorliegenden Betriebsbedingungen. Beispielsweise strömen während des Motorbetriebs Gase in einen Turbolader unter Aufladen der Motoransaugluft hinter einem Feuchtigkeitssensor und vor einem Verdichter, wie im Hinblick auf 1 beschrieben. Beispielsweise können die strömenden Gase Niederdruck-AGR- und Kurbelgehäusegase enthalten, die mit einem Strömungspegel strömen, der größer ist als ein von Null verschiedener Schwellenwert. Die Routine geht weiter zu 504, wo die vor dem Verdichter angeordnete Drossel, die stromaufwärts vom Verdichter angeordnet ist, justiert wird, um eine variierende Druckänderung zu generieren. Bei 506 wird die Drossel stromabwärts vom Verdichter justiert, um etwaige Strömungseffekte von der vorgeschalteten Justierung der stromaufwärts vor dem Verdichter angeordneten Drossel zu kompensieren. Dazu wird die nachgeschaltete (stromabwärts) Drosseljustierung auf der Basis des Reaktionsgrads der vorgeschalteten (stromaufwärts) Drosseljustierung auf die Ladehöhe gewählt. Beispielsweise ermöglichen höhere Ladehöhen eine größere Justierung der vorgeschalteten (stromaufwärts) Drossel, da der Luftstromeffekt an den Motorzylindern durch die nachgeschaltete (stromabwärts) Drossel leichter kompensiert werden kann, wenn beispielsweise die Ladehöhe über einer Umgebungsdruckhöhe liegt.
Außerdem kann das Justieren beider Drosseln stromaufwärts und stromabwärts) vom Verdichter zu einem unbeabsichtigten Verdichterpumpen führen. Deshalb kann das Verdichterbypassventil bei 508 und das AGR-Ventil bei 510 als Reaktion auf die Justierungen sowohl an der nachgeschalteten (stromabwärts) als auch vorgeschalteten (stromaufwärts) Drossel justiert werden. Außerdem gestattet bei 510 eine Justierung des AGR-Ventils, dass ein AGR-Stromschwellenwert aufrechterhalten wird. Wenn bei 512 der Schwellenwert mit zunehmenden Ladehöhen ausreichend steigt, können die Feuchtigkeitssensormesswerte mit den erwarteten Werten verglichen werden.
In einem Beispiel kann die vor dem Verdichter angeordnete Drossel um einen Mittelwert herum auf der Basis des vom Fahrer angeforderten Motordrehmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingungen moduliert werden. Der Modulationsgrad kann auf der Ladehöhe basieren, wie hierin beschrieben. Gleichzeitig kann die nachgeschaltete Drossel moduliert werden, um Luftflussstörungen in dem Ansaugkrümmer entgegenzuwirken, die durch die Modulation der vor dem Verdichter angeordneten Drossel verursacht werden. Ebenfalls gleichzeitig können das ND-AGR- und/oder HD-AGR-Ventil justiert werden, um die AGR-Flüsse auf gewünschten Höhen zu halten und die nachgeschalteten Druckvariationen zu kompensieren, die durch die Bewegung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel und/oder die nachgeschaltete Drossel verursacht werden. Gleichzeitig kann das Verdichterpumpen überwacht werden, und falls durch die Modulation für die Feuchtigkeitssensordiagnose Pumpbedingungen generiert werden, kann das CBV justiert werden. Weitere Beispiele des Betriebs werden im Hinblick auf 6 beschrieben.
Außerdem können die mehreren Drosseln in dem Luftansaugsystem in Koordination während des intrusiven Diagnosetests justiert werden, um den Fluss in den Motor und somit das Motordrehmoment auf einem Sollwert zu halten. In dieser Hinsicht wird die Drossel 44 als Reaktion auf einen gewünschten und tatsächlichen Zylinder- oder Motorluftfluss oder Krümmerdruck justiert, und der Verdichteransaugdruck und der Feuchtigkeitssensordruck können über Justierungen der vor dem Verdichter angeordneten Drossel justiert werden. Auf diese Weise kann die Drossel 44 Flusseffekten entgegenwirken, die durch die Justierung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel 55 erzeugt werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 6 zeigt die grafische Darstellung 600 beispielhafte Feuchtigkeitssensormesswerte über der Zeit für gewählte Betriebsbedingungen. Die Kurve 601 zeigt einen Feuchtigkeitsbereich (r1) mit einem oberen Schwellenwert 602 und einem unteren Schwellenwert 603. Wenn der Motor läuft und die Eintrittsbedingungen vorliegen, können die Feuchtigkeitssensormesswerte über eine Zeitdauer (d1) passiv stärker als der Schwellenwert variieren und kein intrusiver Test wird ausgeführt. Bei einem weiteren Beispiel zeigt die Kurve 604 Bedingungen, wo der Motor läuft und die Eintrittsbedingungen vorliegen, über eine Zeitdauer (d1), und die Feuchtigkeitssensormesswerte nicht ausreichend variieren. Deshalb wird ein intrusiver Diagnosetest benötigt (siehe Kurve 606). Für den bei 606 beispielhaften intrusiven Diagnosetest bleibt die AGR im Wesentlichen konstant, wie etwa konstant innerhalb von 5% einer mittleren AGR-Strömungsrate aufgrund der hierin beschriebenen Kompensation. Die vor dem Verdichter angeordnete Drossel wird jedoch justiert, um über die volle Dauer (d2) ständig anzusteigen und abzunehmen. Der Feuchtigkeitssensorbereich weist einen oberen Schwellenwert 607 und einen unteren Schwellenwert 608 auf. Beim Start des Tests steigt der Feuchtigkeitssensormesswert, wenn die vor dem Verdichter angeordnete Drossel öffnet, und nimmt ab, wenn die vor dem Verdichter angeordnete Drossel über eine Zeitdauer (d2) schließt; deshalb wird ein Fehlen an Verschlechterung in dem Feuchtigkeitssensor angezeigt. Falls der Feuchtigkeitssensormesswert während des vergrößerten Öffnens und verkleinerten Öffnens der vor dem Verdichter angeordneten Drossel innerhalb des Schwellenwerts bleibt (z. B. unzureichende Änderung bei dem Feuchtigkeitssensormesswert (612)), dann zeigen die Messwerte an, dass eine Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors vorliegt. Weiterhin zeigen Feuchtigkeitssensormesswerte bei 612 auch eine Änderung bei der Frequenz der Variation an, was ebenfalls eine Sensorverschlechterung anzeigt, zusätzlich zu oder anstelle der Messwerte, die innerhalb der Schwellenwerte liegen.
Weitere Details eines beispielhaften Verfahrens zum Durchführen eines intrusiven Diagnosetests für einen Temperatursensor werden bei 7 vorgestellt. Das Verfahren 700 beginnt bei 702 mit dem Erhöhen der Temperatur am Feuchtigkeitssensor bei vorliegenden Betriebsbedingungen. Beispielsweise können während des Motorbetriebs (z. B. Motorleerlauf) Motorraum-Temperaturen über Umgebungstemperaturen ansteigen, wodurch sich die relative Feuchtigkeit mit zunehmenden Temperaturen ändert, wie bezüglich 1 erläutert. Bei 704 wird die Heizung justiert, um auf der Basis eines gewählten Temperaturbereichs Wärme zu generieren. Die Routine geht weiter zu 706, wo die vor dem Verdichter angeordnete Drossel, die sich stromaufwärts vom Verdichter befindet, justiert wird, um einen konstanten Druck innerhalb eines eingestellten Bereichs zu generieren. Bei 708 wird die Drossel stromabwärts vom Verdichter justiert, um etwaige Strömungseffekte von der vorgeschalteten Justierung der vor dem Verdichter angeordneten Drossel zu kompensieren. Dazu wird die nachgeschaltete Drosseljustierung auf der Basis des Reaktionsgrads der vorgeschalteten Drosseljustierung auf die Ladehöhe durchgeführt. Beispielsweise ermöglichen höhere Ladehöhen eine größere Justierung der vorgeschalteten Drossel, da der Luftstromeffekt an den Motorzylindern durch die nachgeschaltete Drossel leichter kompensiert werden kann, wenn beispielsweise die Ladehöhe über einer Umgebungsdruckhöhe liegt. Außerdem kann das Justieren beider Drosseln stromaufwärts und stromabwärts vom Verdichter zu einem unbeabsichtigten Verdichterpumpen führen. Deshalb kann das Verdichterbypassventil bei 710 und das AGR-Ventil bei 712 als Reaktion auf die Justierungen sowohl an der nachgeschalteten als auch vorgeschalteten Drossel justiert werden. Außerdem gestattet bei 712 eine Justierung des AGR-Ventils, dass ein AGR-Stromschwellenwert aufrechterhalten wird. Wenn bei 714 der Schwellenwert mit zunehmender Temperatur ausreichend steigt, können die Feuchtigkeitssensormesswerte mit den erwarteten Werten verglichen werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 8 zeigt die grafische Darstellung 800 beispielhafte Temperatursensormesswerte gegen die Zeit für gewählte Betriebsbedingungen. Die Kurve 801 zeigt einen Temperaturbereich (r1) mit einem oberen Schwellenwert 802 und einem unteren Schwellenwert 803. Wenn der Motor läuft und die Eintrittsbedingungen vorliegen, können die Temperatursensormesswerte über eine Zeitdauer (d1) passiv stärker als der Schwellenwert variieren und kein intrusiver Test wird ausgeführt. Bei einem weiteren Beispiel zeigt die Kurve 804 Bedingungen, wo der Motor läuft und die Eintrittsbedingungen vorliegen, über eine Zeitdauer (d1), und die Temperatursensormesswerte nicht ausreichend variieren. Deshalb wird ein intrusiver Diagnosetest benötigt (siehe Kurve 806). Für den bei 806 beispielhaften intrusiven Diagnosetest bleibt die AGR im Wesentlichen konstant, wie etwa konstant innerhalb von 5% einer mittleren AGR-Strömungsrate aufgrund der hierin beschriebenen Kompensation. Die Heizung ist jedoch auf eine bestimmte Temperatur über die volle Dauer (d2) justiert. Der Feuchtigkeitssensorbereich weist einen oberen Schwellenwert 807 und einen unteren Schwellenwert 808 auf. Beim Start des Tests steigt der Feuchtigkeitssensormesswert, wenn die Temperatur ansteigt (810) über eine Zeitdauer (d2); deshalb wird ein Fehlen an Verschlechterung in dem Feuchtigkeitssensor angezeigt. Falls der Feuchtigkeitssensormesswert während des Ansteigens der Temperatur innerhalb des Schwellenwerts bleibt (z. B. unzureichende Änderungen bei dem Feuchtigkeitssensormesswert (812)), dann zeigen die Messwerte an, dass eine Verschlechterung des Temperatursensors vorliegt.
Auf diese Weise beinhalten die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren das Strömen von Gasen in eine Motoransaugluft hinter einem Feuchtigkeitssensor und vor einem Verdichter und Anzeigen einer Feuchtigkeitssensorverschlechterung, wenn sich die Feuchtigkeitsmesswerte des Sensors um weniger als einen ersten Schwellenwert ändern, während sich der Druck am Sensor um mehr als einen zweiten Schwellenwert ändert.
Man beachte, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Systemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgetrieben, interruptgetrieben, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solches können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, wird aber zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung vorgelegt. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Funktionen oder Operationen können je nach der verwendeten jeweiligen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Operationen, Funktionen und/oder Handlungen grafisch einen Code darstellen, der in das computerlesbare Speicherungsmedium in dem Steuersystem programmiert werden soll.
Noch weiter versteht sich, dass die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen oder Beispiele nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen sind, da zahlreiche Variationen in Betracht gezogen werden. Dementsprechend beinhaltet die vorliegende Offenbarung alle neuartigen und nicht-offensichtlichen Kombinationen der hierin offenbarten verschiedenen Systeme und Verfahren sowie beliebige und alle Äquivalente davon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20120227714 [0002]

Claims

Motorverfahren, das Folgendes umfasst: beim Strömen von Gasen in eine Motoransaugluft hinter einem Feuchtigkeitssensor und stromaufwärts von einem Verdichter, Anzeigen einer Feuchtigkeitssensorverschlechterung, wenn sich die Messwerte der relativen Feuchtigkeit um weniger als einen Schwellenwert ändern, während sich die Temperatur am Sensor um mehr als einen zweiten Schwellenwert ändert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strömen von Gasen das Strömen von Niederdruck-AGR beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strömen von Gasen das Strömen von Niederdruck-AGR und Kurbelgehäusegasen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strömen von Gasen das Strömen von Kurbelgehäusegasen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die relative und spezifische Feuchtigkeit unter einem Schwellenwert liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Feuchtigkeitssensor ein temperaturbasierter Feuchtigkeitssensor ist.
Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend das Generieren der Temperaturänderung während eines Motorkaltstarts.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Anstieg bei der Motorraumtemperatur einen Anstieg bei der Einlasslufttemperatur von unter bis über Umgebungsluft generiert.
Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend das Generieren der Temperaturänderung durch Justieren einer in dem Feuchtigkeitssensor enthaltenen Heizung.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Heizungsjustierung eine über einem Schwellenwert liegende Zunahme bei der Temperatur generiert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anzeigen einer Verschlechterung das Einstellen eines Diagnosecodes und das Generieren einer Diagnosenachricht beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend das Implementieren einer Standardaktion als Reaktion auf die Anzeige, wobei die Standardaktion das Einstellen einer gemessenen relativen Feuchtigkeit auf einen niedrigeren Schwellenwert und das Justieren der Zündverstellung, der Kraftstoffeinspritzung und der Aufladungssteuerung als Reaktion auf den niedrigeren Schwellenwert unabhängig von dem Feuchtigkeitssensormesswert beinhaltet.
Diagnoseverfahren für einen Feuchtigkeitssensor, umfassend: Generieren einer Anzeige der Feuchtigkeit von einem Feuchtigkeitssensor, während die Temperatur am Sensor variiert wird, wobei der Feuchtigkeitssensor stromaufwärts von einem Verdichter in einem Motoransaugsystem positioniert ist; und Anzeigen einer Verschlechterung des Feuchtigkeitssensors, wenn sich die Anzeige der Feuchtigkeit mit der Variation bei der Temperatur um weniger als ein Schwellenwertausmaß ändert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Verdichter in einen Turbolader gekoppelt ist, der Motoransaugluft auflädt.
Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin umfassend das Justieren des Motorbetriebs als Reaktion auf die Anzeige und wobei das Anzeigen das Einstellen eines im Speicher gespeicherten Diagnosecodes beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Feuchtigkeitssensor eine Heizung enthält.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Feuchtigkeitssensor einen Temperatursensor enthält, wobei der Sensor die relative Feuchtigkeit anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend das Justieren einer Heizung in dem Feuchtigkeitssensor, um die Variation bei der Temperatur zu generieren.
System, umfassend: einen Motor mit einem Ansaugsystem mit einem Verdichter darin; eine Drossel, die in dem Einlass stromaufwärts vom Verdichter positioniert ist; einen Feuchtigkeitssensor, der im Einlass zwischen der Drossel und dem Verdichter positioniert ist; einen Controller mit einem Speicher mit nicht-vorübergehenden Anweisungen darin, einschließlich Anweisungen zum Anzeigen einer Feuchtigkeitssensorverschlechterung, wenn sich relative Feuchtigkeitsmesswerte des Sensors um weniger als einen ersten Schwellenwert ändern, während sich die Temperatur am Sensor um mehr als einen zweiten Schwellenwert ändert.