DE102014114784A1 - System und verfahren zur steuerung eines motors auf grundlage einer sauerstoffspeicherkapazität eines katalytischen wandlers - Google Patents

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Abstract

Ein System gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung weist ein Speicherkapazitätsmodul und zumindest eines aus einem Motordrehzahlsteuermodul und einem Zündfunkensteuermodul auf. Das Speicherkapazitätsmodul ermittelt eine Kapazität eines katalytischen Wandlers zur Speicherung von Sauerstoff. Das Motordrehzahlsteuermodul steuert eine Drehzahl eines Motors basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers. Das Zündfunkensteuermodul steuert einen Zündzeitpunkt des Motors basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zum Steuern eines Motors auf der Grundlage eines Sauerstoffspeichervermögens bzw. einer Sauerstoffspeicherkapazität eines katalytischen Wandlers.
  • HINTERGRUND
  • Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzulegen. Die Arbeit der vorliegend genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung eventuell nicht anderweitig als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit gegenüber der vorliegenden Offenbarung als Stand der Technik zulässig.
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird über eine Drosselklappe reguliert. Genauer stellt die Drosselklappe den Drosselungsquerschnitt ein, was die Luftströmung in den Motorerhöht oder verringert. Wenn die Drosselquerschnitt zunimmt, nimmt der Luftdurchsatz in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch für die Zylinder vorzusehen und/oder einen gewünschten Drehmomentausgang zu erreichen. Ein Erhöhen des Betrages an Luft und Kraftstoff, der an die Zylinder geliefert wird, erhöht die Drehmomentabgabe des Motors.
  • In funkengezündeten Motoren löst ein Zündfunken eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei kompressionsgezündeten Motoren verbrennt eine Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Zündzeitpunkt und Luftströmung können die Primärmechanismen zum Einstellen des Drehmomentausgangs von funkengezündeten Motoren sein, während die Kraftstoffströmung den Primärmechanismus zum Einstellen des Drehmomentausgangs von kompressionsgezündeten Motoren darstellen kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein System gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Speicherkapazitätsmodul und zumindest eines von einem Motordrehzahlsteuermodul und einem Zündfunkensteuermodul. Das Speicherkapazitätsmodul ermittelt das Vermögen bzw. die Kapazität eines katalytischen Wandlers, Sauerstoff zu speichern. Das Motordrehzahlsteuermodul steuert eine Drehzahl eines Motors auf der Grundlage der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers. Das Zündfunkensteuermodul steuert einen Zündzeitpunkt des Motors auf der Grundlage der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers.
  • Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen deutlich. Die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele sind lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist; und
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Steuerverfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ein katalytischer Wandler enthält einen Katalysator, der mit dem Abgas von einem Motor reagiert, um Emissionen, wie Stickoxid, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe zu reduzieren. Der Katalysator kann Sauerstoff speichern, wenn der Motor bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, und der Katalysator kann Sauerstoff freisetzen, wenn der Motor bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet. Der Sauerstoff, der freigesetzt wird, kann mit dem Abgas reagieren, um Emissionen, wie Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff, zu reduzieren.
  • Wenn der Katalysator altert, nimmt die Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators ab. Im Gegenzug kann der Katalysator bei der Verringerung der Emissionen, insbesondere bei einem Kaltstart oder während einer Periode nach einem Kraftstoffabsperrereignis wie eine Schubabschaltung oder einer Kupplungskraftstoffabsperrung (z. B. einer Kraftstoffabsperrung, wenn ein Getriebe geschaltet wird) weniger wirksam sein. Beispielsweise kann während der Zeitperiode nach einer Kraftstoffabschaltung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors angereichert werden, um Stickoxide, die durch den Motor während der Kraftstoffabsperrung erzeugt werden, auszugleichen. Wenn der Katalysator altert, besteht die Tendenz, dass Kraftstoffimpulse während dieser Zeitperiode den katalytischen Wandler durchbrechen, wobei Kohlenwasserstoff- und Stickoxidemissionen erreicht werden.
  • Um die Emissionen zu reduzieren, stellen ein System und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Betrieb des Motors ein, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators abnimmt. Beispielsweise können bei einem Kaltstart das System und das Verfahren eine Leerlaufdrehzahl des Motors erhöhen und/oder den Betrag der Zündverzögerung erhöhen, um eine Zeitperiode zu vermindern, die erforderlich ist, damit der Katalysator eine Aktivierungstemperatur erreicht und damit auch Emissionen verringert. Bei einem anderen Beispiel können das System und Verfahren den Betrag der Kraftstoffanreicherung nach einem Kraftstoffabschaltereignis vermindern, um zu verhindern, dass Kraftstoffimpulse durch den katalytischen Wandler hindurchbrechen und dadurch Kohlenwasserstoff- und Stickstoffoxidemissionen reduzieren.
  • Nun Bezug nehmend auf 1 weist ein Motorsystem 100 einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Betrag des durch den Motor 102 erzeugten Antriebsdrehmoments basiert auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104. Der Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Fahrtregelsystem basieren, das ein adaptives Fahrtregelsystem sein kann, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Folgedistanz beizubehalten. Darüber hinaus kann die Fahrereingabe auf der Position eines Zündschalters (nicht gezeigt) basieren, und der Motor 102 kann auf der Grundlage der Fahrereingabe gestartet werden.
  • Luft wird in den Motor 102 über ein Ansaugsystem 108 gezogen. Nur beispielhaft kann das Ansaugsystem 108 einen Ansaugkrümmer 110 und ein Drosselklappenventil 112 aufweisen. Nur beispielhaft kann das Drosselklappenventil 112 eine Ventilklappe sein, die eine drehbare Klappe aufweist. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktormodul 116, das ein Öffnen des Drosselventils 112 reguliert, um die in den Ansaugkrümmer 110 gezogene Menge an Luft zu steuern.
  • Luft von dem Ansaugkrümmer 110 wird in die Zylinder des Motors 102 gezogen. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Veranschaulichungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Nur beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann einige der Zylinder deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter gewissen Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachfolgend beschrieben sind, sind als Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Arbeitstakt und Auspufftakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) finden zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 statt. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 118 allen vier der Takte ausgesetzt ist.
  • Während des Ansaugtakts wird Luft von dem Ansaugkrümmer 110 in den Zylinder 118 durch ein Ansaugventil 122 gezogen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffaktormodul 124, das eine Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder an mehreren Stellen eingespritzt werden, wie nahe dem Ansaugventil 122 von jedem der Zylinder. Bei verschiedenen Implementierungen kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoffaktormodul 124 kann die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder, die deaktiviert sind, anhalten.
  • Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Verdichtungstaktes komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Kompressionszündungsmotor sein, wobei in diesem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein funkengezündeter Motor sein, wobei in diesem Fall ein Zündfunkenaktormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 auf Grundlage eines Signals von dem ECM 114 erregt, die das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Der Zündzeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu dem Zeitpunkt festgelegt sein, wenn sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet wird.
  • Das Zündfunkenaktormodul 126 kann durch ein Zündzeitpunktsignal gesteuert werden, das festlegt, wie weit vor oder nach dem OT der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt mit der Kurbelwellendrehung in Verbindung steht, kann ein Betrieb des Zündfunkenaktormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert sein. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunkenaktormodul 126 die Bereitstellung von Zündfunken an deaktivierte Zylinder anhalten.
  • Die Erzeugung des Zündfunkens kann als ein Zündereignis bezeichnet werden. Das Zündfunkenaktormodul 126 kann die Fähigkeit haben, den Zündzeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündereignis zu variieren. Das Zündfunkenaktormodul 126 kann sogar in der Lage sein, den Zündzeitpunkt für ein nächstes Zündereignis zu variieren, wenn das Zündzeitpunktsignal zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis geändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen und das Zündfunkenaktormodul 126 kann den Zündzeitpunkt relativ zu dem OT für alle Zylinder in den Motor 102 um dieselbe Größe variieren.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Kolben den OT erreicht, und dem Zeitpunkt definiert sein, zu dem der Kolben zurück zu dem unteren Totpunkt (UT) zurückkehrt. Während des Auspufftakts beginnt der Kolben, sich von dem UT aufwärts zu bewegen, und stößt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Abgasventil 130 aus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden von dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen.
  • Das Ansaugventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Abgasventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Ansaugnockenwellen (einschließlich der Ansaugnockenwelle 140) mehrere Ansaugventile (einschließlich dem Ansaugventil 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder können die Ansaugventile (einschließlich dem Ansaugventil 122) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich dem Zylinder 118) steuern. In ähnlicher Weise können mehrere Abgasnockenwellen (einschließlich der Abgasnockenwelle 142) mehrere Abgasventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können Abgasventile (einschließlich dem Abgasventil 130) für mehrere Zylinderbänke (einschließlich dem Zylinder 118) steuern.
  • Die Zeit, zu der das Ansaugventil 122 geöffnet ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Ansaugnockenphasensteller 148 variiert werden. Die Zeit, zu der das Abgasventil 130 geöffnet ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Abgasnockenphasensteller 150 variiert werden. Ein Ventilaktormodul 158 kann den Einlass- und Auslassnockenphasensteller 148, 150 auf Grundlage von Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn implementiert, kann der variable Ventilhub auch durch das Ventilaktormodul 158 gesteuert werden.
  • Das Ventilaktormodul 158 kann den Zylinder 118 durch Deaktivieren eines Öffnens des Ansaugventils 122 und/oder des Abgasventils 130 abschalten. Das Ventilaktormodul 158 kann das Öffnen des Ansaugventils 122 durch die Entkopplung des Ansaugventils 122 von dem Einlassnockenphasensteller 148 abschalten. Ähnlich kann das Ventilaktormodul 158 ein Öffnen des Abgasventils 130 durch Entkoppeln des Abgasventils 130 von dem Auslass-Nockenphasensteller 150 abschalten. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Ventilaktormodul 158 das Ansaugventil 122 und/oder das Abgasventil 130 unter Verwendung von anderen Vorrichtungen als Nockenwellen steuern, wie elektromagnetische oder elektrohydraulischen Aktoren.
  • Das Abgassystem 134 weist einen Abgaskrümmer 160 und einen katalytischen Wandler 162 auf. Der Abgaskrümmer 160 lenkt Abgas aus dem Motor 102 zu dem katalytischen Wandler 162, der Emissionen in dem Abgas reduziert. Der katalytische Wandler 162 kann ein katalytischer Dreiwegewandler sein, der Stickoxid, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff reduziert. Der katalytische Wandler 162 kann Stickoxid zu Stickstoff und Sauerstoff reduzieren, Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidieren und Kohlenwasserstoff zu Kohlendioxid und Wasser oxidieren. Zusätzlich kann der katalytische Wandler 162 Sauerstoff freisetzen, wenn der Motor 102 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, und kann Sauerstoff speichern, wenn der Motor 102 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird.
  • Das Motorsystem 100 kann die Position der Kurbelwelle unter Verwendung eines Sensors 180 für die Kurbelwellenposition (CKP von engl.: ”crankshaft position”) messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Sensors 182 für die Motorkühlmitteltemperatur (ECT von engl.: ”engine coolant temperature”) gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Stellen angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert wird, wie einem Kühler (nicht gezeigt).
  • Der Druck in dem Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdruck-(MAP)-Sensors 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck, der die Differenz zwischen Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist, gemessen werden. Der Massendurchfluss von Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenstrom-(MAF)-Sensors 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselklappenventil 112 aufweist.
  • Das Drosselklappenaktormodul 116 kann die Position des Drosselklappenventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS von engl.: ”throttle position sensor”) überwachen. Die Umgebungstemperatur von Luft, die in den Motor 102 gezogen wird, kann unter Verwendung eines Sensors 192 für Ansauglufttemperatur (IAT von engl.: ”intake air temperature”) gemessen werden. Die Temperatur des Abgases, das von dem Motor 102 ausgestoßen wird, kann unter Verwendung eines Sensors 192 für Abgastemperatur (EGT von engl.: ”exhaust gas temperature”) gemessen werden. Der Sauerstoffgehalt stromaufwärts des katalytischen Wandlers 162 kann unter Verwendung eines ersten Sauerstoff-(O2-)Sensors 196 gemessen werden. Der Sauerstoffgehalt stromabwärts von dem katalytischen Wandler 162 kann unter Verwendung eines zweiten Sauerstoff-(O2-)Sensors 198 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Nun Bezug nehmend auf 2 weist eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Motordrehzahlermittlungsmodul 202 auf. Das Motordrehzahlermittlungsmodul 202 ermittelt eine Motordrehzahl. Das Motordrehzahlermittlungsmodul 202 kann die Motordrehzahl auf Grundlage der Kurbelwellenposition von dem CKP-Sensor 180 ermitteln. Beispielsweise kann das Motordrehzahlermittlungsmodul 202 die Motordrehzahl basierend auf einer Periode der Kurbelwellendrehung, die einer Anzahl von Zahndetektionen entspricht, ermitteln. Das Motordrehzahlermittlungsmodul 202 gibt die Motordrehzahl aus.
  • Ein Kraftstoffabsperrmodul 204 stoppt selektiv eine Kraftstofflieferung zu einem oder mehreren (z. B. allen) Zylindern des Motors 102 basierend auf Motorbetriebsbedingungen, um eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und Emissionen zu reduzieren. Beispielsweise kann das Kraftstoffabsperrmodul 204 eine Kraftstofflieferung stoppen, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt und/oder wenn ein Getriebe des Fahrzeugs Gänge schaltet. Das Kraftstoffabsperrmodul 204 gibt ein Signal aus, das angibt, ob eine Kraftstofflieferung zu Zylindern gestoppt werden soll.
  • Ein Kraftstoffsteuermodul 206 steuert eine Kraftstoffmenge, die an Zylinder des Motors 102 geliefert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 206 kann eine gewünschte Kraftstoffliefermenge ausgeben, und das Kraftstoffaktormodul 124 kann die Kraftstoffeinspritzung einstellen, um die gewünschte Kraftstoffliefermenge zu erreichen. Während des normalen Motorbetriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffliefermenge auf eine erste Menge einstellen, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Das Kraftstoffsteuermodul 206 kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors 102 basierend auf dem ersten O2-Gehalt von dem ersten O2-Sensor 196 und dem zweiten O2-Gehalt von dem zweiten O2-Sensor 198 ermitteln. Während eines Kraftstoffabsperrereignisses stellt das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffliefermenge für einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 auf Null, um eine Kraftstofflieferung zu den Zylindern zu stoppen. Das Kraftstoffsteuermodul 206 kann auf Grundlage von Anweisungen, die von dem Kraftstoffabsperrmodul 204 empfangen werden, ermitteln, wann die Kraftstoffliefermenge auf Null einzustellen ist.
  • Ein Sauerstoff-(O2)-Speicherkapazitätsmodul 208 ermittelt eine Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162. Das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 kann die Sauerstoffspeicherkapazität während eines Kraftstoffabsperrereignisses basierend auf dem ersten O2-Gehalt von dem ersten O2-Sensor 196 und dem zweiten O2-Gehalt von dem zweiten O2-Sensor 198 ermitteln. Wenn beispielsweise die Kraftstofflieferung zu einem oder mehreren Zylindern gestoppt ist, kann der Motor 102 von einem Betrieb bei einem fetten oder stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis zu einem Betrieb bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis schalten.
  • Die O2-Sensoren 196, 198 können eine erste Spannung (z. B. 1000 mV) ausgeben, wenn der Motor 102 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, und die O2-Sensoren 196, 198 können eine zweite Spannung (z. B. 0 mV) ausgeben, wenn der Motor 102 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet. Die O2-Sensoren 196, 198 können ein Umschalten von einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis detektieren, wenn die Ausgangsspannung der O2-Sensoren 196, 198 eine Schwelle (z. B. 450 mV) überquert, die vorbestimmt sein kann. Jedoch kann eine Zeitverzögerung von einem ersten Zeitpunkt, wenn der erste O2-Sensor 196 das Umschalten detektiert, zu einem zweiten Zeitpunkt vorhanden sein, wenn der zweite O2-Sensor 198 das Umschalten detektiert. Die Zeitverzögerung kann eine Periode sein, die erforderlich ist, damit der katalytische Wandler 162 Sauerstoff von dem Abgas absorbiert, um seine Sauerstoffspeicherkapazität wieder aufzufüllen. Somit kann das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 auf Grundlage der Zeitverzögerung ermitteln.
  • Bei einem Beispiel kann, wenn ein Kraftstoffabsperrereignis bevorsteht, das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffliefermenge erhöhen, um den Motor 102 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben, und dann kann das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffliefermenge auf Null verringern. Wenn die Kraftstoffliefermenge auf Null verringert ist, kann der Motor 102 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeiten. Der erste O2-Sensor 196 kann die Umschaltung von dem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem ersten Zeitpunkt detektieren, und dann kann der zweite O2-Sensor 198 die Umschaltung zu einem zweiten Zeitpunkt detektieren. Das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 kann die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 auf Grundlage einer Zeitperiode von der im ersten Zeitpunkt zu dem zweiten Zeitpunkt ermitteln.
  • Die Zeitperiode kann direkt proportional zu einer Temperatur eines Katalysators in dem katalytischen Wandler 162 und invers proportional zu dem Durchfluss von in den Motor 102 eintretender Ansaugluft sein. Somit kann das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 auf Grundlage der Katalysatortemperatur und des Ansaugluftdurchflusses die Zeitperiode normalisieren (z. B. die Zeitperiode auf einen Wert zwischen 0 und 1 einstellen). Das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 kann den Ansaugluftdurchfluss von dem MAF-Sensor 186 empfangen. Das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 kann die Katalysatortemperatur auf Grundlage der Abgastemperatur von dem EGT-Sensor 194 schätzen. Alternativ dazu kann die Katalysatortemperatur auf Grundlage einer Motorkühlmitteltemperatur, einem Ethanolprozentsatz von Kraftstoff, einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Ansaugluftströmung, einer Gaspedalposition, einer rückgeführten Abgasströmung, einem angewiesenen Zündzeitpunkt und/oder einer Anzahl deaktivierter Zylinder modelliert werden. Das O2-Speicherkapazitätsmodul 208 gibt die Sauerstoffspeicherkapazität des Wandlers 162 aus.
  • Ein Kaltstartmodul 210 ermittelt, wann ein Kaltstart in Gang ist. Das Kaltstartmodul 210 kann ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn die Motorkühlmitteltemperatur von dem ECT-Sensor 182 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches (z. B. zwischen –12 Grad Celsius (°C) und 40°C) liegt, während der Motor 102 gestartet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Kaltstartmodul 210 ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn die Katalysatortemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 300°C) ist, während der Motor 102 gestartet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Kaltstartmodul 210 ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn der Motor 102 gestartet wird, nachdem der Motor 102 für eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 12 Stunden) abgeschaltet ist. Das Kaltstartmodul 210 kann ermitteln, dass ein Kaltstart vollständig ist, wenn die Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist und/oder wenn eine Motorlaufzeit größer als eine vorbestimmte Zeitperiode ist. Das Kaltstartmodul 210 kann basierend auf einem Eingang von dem Fahrereingangsmodul 104 ermitteln, wann der Motor 102 gestartet ist, und/oder die Motorlaufzeit ermitteln. Das Kaltstartmodul 210 gibt ein Signal aus, das angibt, ob ein Kaltstart in Gang ist.
  • Ein Motordrehzahlsteuermodul 212 steuert selektiv die Drehzahl des Motors 102 auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen. Beispielsweise kann das Motordrehzahlsteuermodul 212 die Motordrehzahl steuern, wenn sich der Motor 102 im Leerlauf befindet oder von einer Drehzahl, die größer als eine Leerlaufdrehzahl ist, ausläuft. Das Motordrehzahlsteuermodul 212 gibt eine gewünschte Motordrehzahl aus. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Motordrehzahlsteuermodul 212 eine Differenz oder einen Fehler zwischen der Motordrehzahl von dem Motordrehzahlermittlungsmodul 202 und der gewünschten Motordrehzahl ausgeben.
  • Ein Drosselsteuermodul 214 steuert einen Öffnungsquerschnitt des Drosselventils 112. Das Drosselsteuermodul 214 kann einen gewünschten Drosselquerschnitt ausgeben, und das Drosselaktormodul 116 kann das Drosselventil 112 einstellen, um den gewünschten Drosselquerschnitt einzustellen. Ein Zündfunkensteuermodul 216 steuert eine Zündfunkenerzeugung in Zylindern des Motors 102. Das Zündfunkensteuermodul 216 kann einen gewünschten Zündzeitpunkt ausgeben und das Zündaktormodul 126 kann die Zündkerze 128 steuern, um den gewünschten Zündzeitpunkt zu erreichen.
  • Das Drosselsteuermodul 214, das Kraftstoffsteuermodul 206 und das Zündsteuermodul 216 können den Drosselquerschnitt, die Kraftstoffbelieferungsmenge und den Zündzeitpunkt einstellen, um die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen und/oder den Motordrehzahlfehler zu reduzieren. Zusätzlich können das Drosselsteuermodul 214 und das Kraftstoffsteuermodul 206 die Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder des Motors 102 geliefert werden, koordinieren, um das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul 214 den Drosselquerschnitt einstellen, um eine Fahrerdrehmomentanforderung zu erfüllen, und das Kraftstoffsteuermodul 206 kann die Kraftstoffliefermenge einstellen, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Das Drosselsteuermodul 214 kann die Fahrerdrehmomentanforderung von dem Fahrereingabemodul 104 empfangen.
  • Um Emissionen zu reduzieren, kann das Motordrehzahlsteuermodul 212 basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 die Leerlaufdrehzahl auf einen Wert erhöhen, der größer als sein normaler Wert während eines Kaltstarts ist. Beispielsweise kann das Motordrehzahlsteuermodul 212 die Leerlaufdrehzahl von einer ersten Drehzahl (z. B. 1200 Umdrehungen pro Minute (U/min)) auf eine zweite Drehzahl (z. B. 1300 bis 1400 U/min) erhöhen, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,5) ist. Zusätzlich kann das Motordrehzahlsteuermodul 212 die Leerlaufdrehzahl basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der Leerlaufdrehzahl einstellen. Beispielsweise kann die Leerlaufdrehzahl invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und mit dieser linear oder nicht linear in Verbindung stehen.
  • Während eines normalen Betriebs des Motors 102 kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Zündzeitpunkt des Motors 102 auf einen ersten Zeitpunkt (2 Grad vor OT (°UT) zu 4° UT) einstellen. Wenn der Motor 102 im Leerlauf ist, kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Zündzeitpunkt relativ zu dem ersten Zeitpunkt verzögern. Beispielsweise kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Zündzeitpunkt auf einen zweiten Zeitpunkt einstellen (z. B. –5° UT bis –10° UT).
  • Um Emissionen zu reduzieren, kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Leerlaufzündzeitpunkt um einen zusätzlichen Betrag während eines Kaltstarts basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 verzögern. Beispielsweise kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Leerlaufzündzeitpunkt um einen zusätzlichen Betrag (z. B. 2 Grad bis 3 Grad) verzögern, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,5) ist. Zusätzlich kann das Zündfunkensteuermodul 216 den Zündzeitpunkt um einen Betrag verzögern, der auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und dem Betrag an Zündverzögerung basiert. Beispielsweise kann der Betrag an Zündverzögerung invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und mit dieser linear oder nichtlinear in Verbindung stehen.
  • Während eines Kraftstoffabsperrereignisses arbeitet der Motor 102 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, da eine Kraftstofflieferung zu einem oder mehreren Zylindern des Motors 102 gestoppt ist. Der Motor 102 gibt mehr Stickoxid aus, wenn der Motor 102 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, als wenn der Motor 102 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet. Zusätzlich erzeugt, wenn der Motor 102 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, der Motor 102 Ammoniak, was Stickoxid reduziert. Zusätzlich kann zur Reduzierung von Stickoxid, das von dem Motor 102 während eines Kraftstoffabsperrereignisses erzeugt ist, das Kraftstoffsteuermodul 206 den Kraftstofflieferbetrag einstellen, um bei der Beendigung des Kraftstoffabsperrereignisses ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen.
  • Wenn sich die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 auf ihrer Spitze befindet, wie beispielsweise, wenn der Wandler 162 neu ist, wandelt der Wandler 162 die Kraftstoffimpulse um, die angewiesen sind, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors 102 nach einem Kraftstoffabsperrereignis anzureichern. Wenn die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 beispielsweise aufgrund von Alterung abnimmt, können die Kraftstoffimpulse, die nach einem Kraftstoffabsperrereignis angewiesen sind, durch den Wandler 162 brechen, wodurch Gehalte an Kohlenwasserstoffemissionen erhöht werden. Somit kann zum Ausgleichen von Stickoxid, das durch den Motor 102 während eines Kraftstoffabsperrereignisses erzeugt ist, das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffanreicherung nach dem Kraftstoffabsperrereignis basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 einstellen. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 206 den Kraftstofflieferbetrag auf einen ersten Betrag während des Normalbetriebs einstellen, und das Kraftstoffsteuermodul 206 kann den Kraftstofflieferbetrag um 20 Prozent relativ zu dem ersten Betrag nach einem Kraftstoffabsperrereignis erhöhen. Jedoch kann, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 abnimmt, das Kraftstoffsteuermodul 206 die Kraftstoffliefermenge nur um 10 Prozent relativ zu dem ersten Betrag nach einem Kraftstoffabsperrereignis erhöhen.
  • Das Kraftstoffsteuermodul 206 kann die Kraftstoffzunahmemenge nach einem Kraftstoffabsperrereignis erhöhen, wenn die Kraftstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 162 kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,5) ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Größe der Abnahme des Kraftstoffzunahmebetrags nach einem Kraftstoffabsperrereignis auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der Größe der Abnahme basieren. Beispielsweise kann die Größe der Abnahme invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und linear oder nichtlinear mit dieser in Verbindung stehen.
  • Nun Bezug nehmend auf 3 beginnt ein Verfahren zum Steuern eines Motors auf Grundlage einer Sauerstoffspeicherkapazität eines katalytischen Wandlers bei 302. Bei 304 überwacht das Verfahren ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors unter Verwendung eines ersten Sensors, der stromaufwärts von dem katalytischen Wandler angeordnet ist, der hier als ein Vor-Sauerstoff-(Vor-O2)-Sensor bezeichnet sein kann. Bei 306 überwacht das Verfahren ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors unter Verwendung eines ersten Sensors, der stromabwärts von dem katalytischen Wandler angeordnet ist, der hier als ein Nach-Sauerstoff-(Nach-O2)-Sensor bezeichnet sein kann.
  • Bei 308 ermittelt das Verfahren, ob ein Kraftstoffabsperrereignis bevorsteht. Während eines Kraftstoffabsperrereignisses stoppt das Verfahren eine Kraftstofflieferung zu einem oder mehreren Zylindern des Motors. Wenn ein Kraftstoffabsperrereignis bevorsteht, fährt das Verfahren mit 310 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 312 fort.
  • Bei 310 betreibt das Verfahren den Motor bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Bei 314 schaltet das Verfahren den Motorbetrieb zu einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, da das Verfahren die Kraftstofflieferung zu einem oder mehreren Zylindern des Motors stoppt. Bei 316 ermittelt das Verfahren eine Sauerstoffspeicherkapazität eines Katalysators in dem katalytischen Wandler basierend auf Eingängen von dem Vor-O2-Sensor und dem Nach-O2-Sensor.
  • Der Vor-O2-Sensor kann eine Umschaltung von einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem ersten Zeitpunkt detektieren, und dann kann der Nach-O2-Sensor die Umschaltung zu einem zweiten Zeitpunkt detektieren. Das Verfahren kann die Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators basierend auf einer Periode von dem ersten Zeitpunkt zu dem zweiten Zeitpunkt ermitteln. Die Zeitperiode kann direkt proportional zu einer Temperatur des Katalysators und invers proportional zu einem durchschnittlichen Durchfluss von in den Motor eintretender Ansaugluft sein. Somit kann das Verfahren die Periode basierend auf der Katalysatortemperatur und dem durchschnittlichen Ansaugluftdurchfluss normalisieren.
  • Bei 318 ermittelt das Verfahren, ob das Kraftstoffabsperrereignis vollständig ist. Wenn das Kraftstoffabsperrereignis vollständig ist, fährt das Verfahren mit 320 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 318 mit einer Ermittlung fort, ob das Kraftstoffabsperrereignis vollständig ist.
  • Bei 320 stellt das Verfahren die Kraftstoffanreicherung nach dem Kraftstoffabsperrereignis basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators ein. Beispielsweise kann das Verfahren den Betrag an Kraftstoffanreicherung nach dem Kraftstoffabsperrereignis verringern, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,5) ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Größe der Verringerung des Kraftstoffanreicherungsbetrages auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der Größe der Abnahme basieren. Beispielsweise kann die Größe der Abnahme invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und linear oder nichtlinear mit dieser in Verbindung stehen.
  • Bei 312 ermittelt das Verfahren, ob der Motor abgeschaltet ist. Wenn der Motor abgeschaltet ist, fährt das Verfahren mit 322 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 304 fort. Bei 322 ermittelt das Verfahren, ob ein Kaltstart in Gang ist. Wenn ein Kaltstart in Gang ist, fährt das Verfahren mit 324 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 304 fort.
  • Das Verfahren kann ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn eine Temperatur des Motors innerhalb eines vorbestimmten Bereiches (z. B. zwischen –12°C und 40°C) liegt, während der Motor gestartet ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn die Katalysatortemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 300°C) ist, während der Motor 102 gestartet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren ermitteln, dass ein Kaltstart in Gang ist, wenn der Motor gestartet wird, nachdem der Motor für eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 12 Stunden) abgeschaltet ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass ein Kaltstart vollständig ist, wenn die Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist und/oder wenn eine Motorlaufzeit größer als eine vorbestimmte Zeitperiode ist.
  • Bei 324 stellt das Verfahren eine Drehzahl des Motors während des Kaltstarts basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators ein. Beispielsweise kann das Verfahren die Motordrehzahl auf eine erste Drehzahl (z. B. 1200 U/min) einstellen, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität größer als oder gleich einem vorbestimmten Wert (0,5) ist. Wenn die Sauerstoffspeicherkapazität kleiner als der vorbestimmte Wert ist, kann das Verfahren die Motordrehzahl auf eine zweite Drehzahl (z. B. 1250 bis 1300 U/min) einstellen, die größer als die erste Drehzahl ist. Zusätzlich kann das Verfahren die Motordrehzahl basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der Motordrehzahl während eines Kaltstarts einstellen. Beispielsweise kann die Motordrehzahl während eines Kaltstarts invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und linear oder nichtlinear mit dieser in Verbindung stehen.
  • Bei 326 stellt das Verfahren einen Zündzeitpunkt des Motors während des Kaltstarts basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators ein. Beispielsweise kann das Verfahren den Zündzeitpunkt um einen zusätzlichen Betrag (z. B. 2 Grad bis 3 Grad) verzögern, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,5) ist. Zusätzlich kann das Verfahren den Zündzeitpunkt um einen Betrag verzögern, der auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und dem Betrag an Zündverzögerung basiert. Beispielsweise kann der Betrag an Zündverzögerung invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität sein und linear oder nichtlinear mit dieser in Verbindung stehen.
  • Die vorhergehende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele aufweist, soll daher der tatsächliche Schutzumfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt sein, da dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Abwandlungen offensichtlich werden. So wie es hierin verwendet wird, sollte die Formulierung zumindest eines von A, B und C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen Oders bedeutet. Es sei zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
  • In dieser Anmeldung, einschließlich der Definitionen unten kann der Begriff Modul gegen den Begriff Schaltung ersetzt werden. Der hier verwendete Begriff ”Modul” kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein Field Programmable Gate Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder alle der obigen, wie in einem System-on-Chip betreffen, Teil davon sein oder umfassen.
  • Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einigen oder allen Code aus mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einigen oder allen Code aus einem oder mehreren Modulen ausführt. Der Begriff gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einigen oder allen Code aus mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit weiteren Speichern einigen oder allen Code aus einem oder mehreren Modulen speichert. Der Begriff Speicher kann eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium sein. Der Begriff computerlesbares Medium umfasst nicht vorübergehende elektrische und elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und kann daher als konkret und nicht flüchtig betrachtet werden. Nicht beschränkende Beispiele des nicht flüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums umfassen nichtflüchtige Speicher, flüchtige Speicher, Magnetspeicher und optische Speicher.
  • Die Vorrichtungen und Verfahren, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, können durch ein oder mehrere Computerprogramme teilweise oder vollständig implementiert sein, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die an zumindest einem nicht flüchtigen, konkreten, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten aufweisen und/oder sich darauf verlassen.

Claims (10)

  1. Verfahren, umfassend: Ermitteln einer Kapazität eines katalytischen Wandlers zur Speicherung von Sauerstoff; und zumindest eines aus Steuern einer Drehzahl eines Motors basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers; und Steuern eines Zündzeitpunkts des Motors basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: die Motordrehzahl auf eine erste Drehzahl eingestellt wird, wenn eine Temperatur des Motors größer als eine erste Temperatur ist, während der Motor gestartet ist; und auf Grundlage der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers die Motordrehzahl selektiv auf eine zweite Drehzahl eingestellt wird, die größer als die erste Drehzahl ist, wenn die Motortemperatur kleiner als oder gleich der ersten Temperatur ist, während der Motor gestartet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass die Motordrehzahl auf eine zweite Drehzahl eingestellt wird, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Drehzahl invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: der Zündzeitpunkt auf einen ersten Zeitpunkt eingestellt wird, wenn eine Temperatur des Motors größer als eine erste Temperatur ist, während der Motor gestartet ist; und basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers der Zündzeitpunkt um einen ersten Betrag relativ zu dem ersten Zeitpunkt selektiv verzögert wird, wenn die Motortemperatur kleiner als oder gleich der ersten Temperatur ist, während der Motor gestartet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, dass der Zündzeitpunkt relativ zu dem ersten Zeitpunkt verzögert wird, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Betrag invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass eine Kraftstoffmenge, die an Zylinder des Motors geliefert wird, basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers gesteuert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, dass: die Kraftstoffliefermenge auf eine erste Menge eingestellt wird, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen; die Kraftstoffliefermenge auf eine zweite Menge eingestellt wird, die größer als die erste Menge ist, nachdem ein Kraftstoffabsperrereignis vollständig ist; und basierend auf der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers der zweite Betrag selektiv vermindert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend, dass der zweite Betrag um einen dritten Betrag vermindert wird, der invers proportional zu der Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers ist.
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US14/056,994 US9771888B2 (en) 2013-10-18 2013-10-18 System and method for controlling an engine based on an oxygen storage capability of a catalytic converter

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111316B4 (de) 2016-05-25 2022-10-06 GM Global Technology Operations LLC Katalysator-steuerverfahren für ein fahrzeug

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018251719A1 (de) * 2018-12-27 2020-07-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zur Regelung eines Füllstands eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente bei fehlender Sondenbetriebsbereitschaft
US10975753B2 (en) * 2019-07-30 2021-04-13 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation wide range air fuel sensor for rich equivalence ratio target rationality diagnostic
CN114198235B (zh) * 2021-10-25 2023-07-25 东风汽车集团股份有限公司 点火提前角的计算方法、装置、终端设备及介质
DE102022130080A1 (de) 2022-11-14 2024-05-16 Franz Kaldewei Gmbh & Co. Kg Sanitärablaufeinrichtung
CN116412033B (zh) * 2023-06-09 2023-08-11 中国第一汽车股份有限公司 一种催化器加热控制方法、装置、车辆及存储介质

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289678A (en) * 1992-11-25 1994-03-01 Ford Motor Company Apparatus and method of on-board catalytic converter efficiency monitoring
JP3675282B2 (ja) * 2000-02-23 2005-07-27 日産自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US6668545B2 (en) * 2001-03-30 2003-12-30 General Motors Corporation Catalyst warm-up assessment method for a motor vehicle catalytic converter
EP1411229B1 (de) * 2001-06-18 2009-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Luft-kraftstoff-verhältnis-steuerung für eine brennkraftmaschine
US7198952B2 (en) 2001-07-18 2007-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detecting apparatus and method
JP3912054B2 (ja) * 2001-08-01 2007-05-09 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2003232246A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Denso Corp 内燃機関の空燃比制御装置
US6581371B1 (en) * 2002-02-20 2003-06-24 Ford Global Technologies, Inc. Engine catalyst monitor
JP2003254129A (ja) 2002-02-28 2003-09-10 Nissan Motor Co Ltd 排気浄化装置
US7168239B2 (en) * 2002-06-04 2007-01-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for rapid heating of an emission control device
US6802181B2 (en) 2003-01-14 2004-10-12 General Motors Corporation Method and apparatus for monitoring catalyst efficiency and secondary air injection
JP4122987B2 (ja) * 2003-01-31 2008-07-23 日産自動車株式会社 直接噴射式火花点火機関の燃焼制御装置及び燃焼制御方法
US6874313B2 (en) 2003-02-18 2005-04-05 General Motors Corporation Automotive catalyst oxygen storage capacity diagnostic
DE10307010B3 (de) 2003-02-19 2004-05-27 Siemens Ag Verfahren zur Einstellung einer definierten Sauerstoffbeladung mit binärer Lambdaregelung zur Durchführung der Abgaskatalysatordiagnose
JP2004293338A (ja) 2003-03-25 2004-10-21 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp NOx吸蔵量の推定方法
US7051514B2 (en) * 2004-07-27 2006-05-30 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing NOx emissions after fuel cut-off events
JP4679335B2 (ja) 2005-11-01 2011-04-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP4198718B2 (ja) 2006-04-03 2008-12-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP4844257B2 (ja) 2006-06-27 2011-12-28 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置
JP4344953B2 (ja) * 2006-09-15 2009-10-14 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7891168B2 (en) 2006-11-20 2011-02-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Flexible fuel tolerant catalytic converter diagnostic method
US7444235B2 (en) 2007-02-06 2008-10-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Post catalyst oxygen sensor diagnostic
US8146345B2 (en) 2007-03-20 2012-04-03 GM Global Technology Operations LLC Normalizing oxygen storage capacity(OSC) for catalyst monitoring
JP4767218B2 (ja) 2007-06-08 2011-09-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
US7900439B2 (en) 2007-06-08 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust system monitoring methods and systems
US8209964B2 (en) 2008-05-29 2012-07-03 Caterpillar Inc. Exhaust control system having diagnostic capability
US8056320B2 (en) * 2008-05-30 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Cold-start control systems for internal combustion engines
US20100101214A1 (en) 2008-10-24 2010-04-29 Herman Andrew D Diagnostic methods for selective catalytic reduction (scr) exhaust treatment system
US8127744B2 (en) * 2009-01-14 2012-03-06 GM Global Technology Operations LLC Cold start engine control diagnostic systems and methods
US8146569B2 (en) * 2009-05-12 2012-04-03 GM Global Technology Operations LLC Control systems and methods for newly assembled engines
US8516796B2 (en) 2009-11-20 2013-08-27 GM Global Technology Operations LLC System and method for monitoring catalyst efficiency and post-catalyst oxygen sensor performance
JP5644291B2 (ja) * 2010-09-10 2014-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御装置
WO2012101739A1 (ja) 2011-01-24 2012-08-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102011004522A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-23 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlung und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US9145123B2 (en) * 2013-08-12 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling catalyst temperature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111316B4 (de) 2016-05-25 2022-10-06 GM Global Technology Operations LLC Katalysator-steuerverfahren für ein fahrzeug

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