DE102014216243A1

DE102014216243A1 - Schätzung von feuchtigkeit und kraftstoffalkoholgehalt

Info

Publication number: DE102014216243A1
Application number: DE102014216243.2A
Authority: DE
Inventors: Gopichandra Surnilla; Richard E. Soltis; Dan A. Makled
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN104421032A

Abstract

Offenbart werden Verfahren und Systeme für ein Motorsystem mit einem Abgassensor. Bei einem Beispiel wird bei einer ersten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor auf der Grundlage eines erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ermittelt. Während einer zweiten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr und einer dritten Motorbedingung ohne Kraftstoffzufuhr werden jeweils ein Alkoholgehalt im Kraftstoff und eine Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage des Abgassensors ermittelt und auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Abgassensor, der mit einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors verbunden ist.
Abgassensoren können betrieben werden, um Anzeigen verschiedener Abgasbestandteile zu liefern. Beispielsweise wird in dem US-Patent Nr. 5145.566 ein Erkennen eines Wassergehalts in dem Abgas beschrieben. Ein mithilfe eines Abgassauerstoffsensors geschätzter Wassergehalt kann zum Folgern einer Umgebungsfeuchtigkeit während eines Motorbetriebs verwendet werden. Bei noch anderen Ansätzen kann der Wassergehalt zum Folgern eines Kraftstoffalkoholgehalts eines in dem Motor verbrannten Kraftstoffs verwendet werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem derartigen Ansatz erkannt. Insbesondere können Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas die Ausgabe des Sauerstoffsensors beeinträchtigen und die gefolgerten Ergebnisse zunichtemachen. Insbesondere, wenn das Abgas-Kraftstoff-Verhältnis fetter als stöchiometrisch ist, kann der von dem Sauerstoffsensor beim Anlegen einer Spannung ausgegebene Pumpstrom höher als erwartet sein. Der Fehler beim Pumpstrom führt zu einem Fehler bei einer entsprechenden Schätzung einer Feuchtigkeit und eines Kraftstoffalkoholgehalts. Da Feuchtigkeit und Kraftstoffalkoholgehalt Faktoren beim Ermitteln von Motorbetriebsparametern wie beispielsweise Einspritzmenge, AGR-Menge usw. sind, können Fehler bei einer Schätzung von Feuchtigkeit und/oder Kraftstoffalkoholgehalt zu einer verschlechterten Motorleistung führen. Bei einigen Ansätzen kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingeregelt werden, und die Schätzung des Wassergehalts wird möglicherweise nur durchgeführt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis dem Zielwert entspricht. Allerdings hängt dies nicht nur von einer genauen Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ab, sondern erfordert auch, dass eine Kraftstoffanpassung abgeschlossen ist, bevor der Wassergehalt geschätzt werden kann. Als Folge davon wird bei langwierigen Kraftstoffanpassungen die Schätzung des Wassergehalts verzögert.
Daher kann bei einem Beispiel auf einige der vorstehend genannten Probleme durch ein Verfahren für einen Motor eingegangen werden, das umfasst, während einer ersten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr eine erste Spannung an einen Abgassensor anzulegen und auf der Grundlage einer Sensorausgabe einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor in Erfahrung zu bringen. Außerdem wird während einer auf die erste Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr folgenden zweiten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr zwischen einem Anlegen einer ersten und einer zweiten Spannung an den Sensor gewechselt, und auf der Grundlage von Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung und des in Erfahrung gebrachten Korrekturfaktors wird ein Alkoholgehalt eines eingespritzten Kraftstoffs geschätzt.
Daher können bei einem Beispiel die Sensorausgaben so korrigiert werden, dass Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgeglichen werden. Insbesondere können als Reaktion auf ein Anlegen der ersten und zweiten Spannung ein erster und zweiter Pumpstrom erzeugt werden. Der erste Pumpstrom kann eine Sauerstoffmenge in einem Messgas anzeigen, während der zweite Pumpstrom die Sauerstoffmenge in dem Messgas plus eine in Wassermolekülen in dem Messgas enthaltene Sauerstoffmenge anzeigt. Der erste und zweite Pumpstrom können dann auf der Grundlage von Abweichungen eines erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (von dem man annimmt, dass der Motor damit betrieben wird) von einem geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (mit dem der Motor tatsächlich betrieben wird) korrigiert werden. Die korrigierten Werte können dann verwendet werden, um einen Wassergehalt zu berechnen und eine Umgebungsfeuchtigkeit sowie einen Alkoholgehalt verbrannten Kraftstoffs mit höherer Genauigkeit und Verlässlichkeit zu folgern.
Auf diese Weise können eine Schätzung des Wassergehalts im Abgas und eine Ermittlung des Alkoholgehalts im Kraftstoff schnell und genau ausgeführt werden, ohne dass eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erforderlich ist. Insbesondere kann die Schätzung ausgeführt werden, ohne dass ein genaues Einregeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Zielwert erforderlich ist. Mit anderen Worten, bei diesem Ansatz wird korrigiert, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Ziel unterscheidet, anstatt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das Ziel einzuregeln. Dadurch wird ermöglicht, dass eine Schätzung eines Wasser- und Alkoholgehalts ausgeführt werden kann, ohne dass für eine genaue Kraftstoffzufuhr mit offenem Regelkreis (open-loop fueling) eine Kraftstoffanpassung abgeschlossen sein muss. Die Erfinder haben auch erkannt, dass durch Verwenden desselben Abgassensors zum Ermitteln einer Umgebungsfeuchtigkeit (zum Beispiel, wenn der Motor ohne Kraftstoffzufuhr betrieben wird wie beispielsweise während einer Schubabschaltung), eines Alkoholgehalts im Kraftstoff (zum Beispiel während eines anderen Zustands als nach einem Nachfüllen des Kraftstofftanks) und eines Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors (zum Beispiel, wenn der Motor mit Kraftstoffzufuhr betrieben wird) Vorteile aufgrund einer Verringerung von Komponenten erzielt werden können.
Es sollte beachtet werden, dass die vorstehende Kurzdarstellung dazu dienen soll, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie ist nicht dafür bestimmt, Haupt- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu bezeichnen, dessen Schutzbereich durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert wird. Überdies ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Realisierungen beschränkt, durch die irgendwelche der vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Probleme gelöst werden.
1 zeigt ein schematisches Schaubild eines Motors mit einer Abgasanlage und einem Abgassensor.
2 zeigt ein schematisches Schaubild eines beispielhaften Abgassensors.
3 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine zum In-Erfahrung-Bringen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors veranschaulicht.
4 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine zum genauen Schätzen einer Alkoholmenge im Kraftstoff wie auch einer Umgebungsfeuchtigkeit mithilfe eines Abgassensors veranschaulicht, während eine Korrektur im Hinblick auf Auswirkungen einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorgenommen wird.
5 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine zum Steuern eines Motors auf der Grundlage eines Abgassensors veranschaulicht.
6 zeigt ein Kurvenbild, das ein Verhältnis zwischen Wasser im Abgas und Ethanol zeigt.
7 zeigt ein Kurvenbild, das einen Einfluss eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und einer Motortemperatur auf eine Schätzung von Ethanol im Kraftstoff darstellt.
8 zeigt ein Kurvenbild, das ein Pumpstromsignal darstellt, das im Hinblick auf Auswirkungen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert wird.
Die folgende Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Alkoholmenge in einem Kraftstoffgemisch (z.B. Ethanol und Benzin) auf der Grundlage von Ausgaben eines Abgassensors wie beispielsweise eines Sauerstoffsensors. Der Abgassensor kann verwendet werden, um eine Wassermenge in einem Messgas zu ermitteln, die eine Wassermenge in dem Abgas zur Zeit der Messung repräsentiert. Zum Beispiel kann eine erste Spannung an den Sensor angelegt werden, um auf der Grundlage eines erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehler zu ermitteln. Dann können eine erste und eine zweite Spannung abwechselnd an den Sensor angelegt werden, um einen ersten und zweiten Pumpstrom (z.B. Sensorausgaben) zu erzeugen. Unter Motorbedingungen ohne Kraftstoffzufuhr wie beispielsweise Schubabschaltung können die Ausgaben des Sensors auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert und zum Erzeugen einer Anzeige der Umgebungsfeuchtigkeit verwendet werden. Während Motorbedingungen mit Kraftstoffzufuhr können die Sensorausgaben auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert und mit der Umgebungsfeuchtigkeit verwendet werden, um eine Wassermenge in dem Abgas zu erkennen, die proportional zu der Alkoholmenge in dem Kraftstoffgemisch ist. Bei einem Beispiel können Motorbetriebsparameter wie zum Beispiel ein Zündzeitpunkt und/oder eine Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der erkannten Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden. Auf diese Weise können Motorleistung, Kraftstoffsparsamkeit und/oder Emissionen trotz der unterschiedlichen Alkoholmengen in dem Kraftstoff aufrechterhalten oder verbessert werden.
1 ist ein schematisches Schaubild, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der zu einem Antriebssystem eines Personenkraftwagens zählen kann. Der Motor 10 kann zumindest zum Teil durch ein Steuersystem mit einem Steuergerät 12 und durch Eingaben eines Fahrzeugbedieners 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel weist die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP auf. Zu dem Brennraum (d.h. Zylinder) 30 des Motors 10 können Brennraumwände 32 mit einem dazwischen positionierten Kolben 36 zählen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 verbunden sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein dazwischen angeordnetes Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden sein. Außerdem kann ein Anlassermotor mit der Kurbelwelle 40 über ein Schwungrad verbunden sein, um eine Startoperation des Motors 10 zu ermöglichen.
Der Brennraum 30 kann über den Ansaugweg 42 Ansaugluft aus dem Ansaugkrümmer 44 erhalten und kann Verbrennungsgase über die Abgasleitung 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und die Abgasleitung 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit dem Brennraum 30 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Brennraum 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile aufweisen.
Bei diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und die Auslassventile 54 über entsprechende Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 durch Nockenbetätigung gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können eines oder mehrere aus Nockenprofilumschaltsystemen (cam profile switching (CPS) systems), variablen Nockensteuerungssystmen (variable cam timing (VCT) systems), variablen Ventilsteuerungssystemen (variable valve timing (VVT) systems) und/oder variablen Ventilhubsystemen (variable valve lift (VVL) systems) aufweisen, die von dem Steuergerät 12 bedient werden können, um einen Ventilbetrieb zu variieren. Die Position des Einlassventils 52 und Auslassventils 54 kann von Positionssensoren 55 und 57 ermittelt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein mittels Nockenbetätigung, eingeschlossen CPS- und/oder VCT-Systeme, gesteuertes Auslassventil enthalten.
Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen gestaltet sein, um ihm Kraftstoff zuzuführen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel wird der Zylinder 30 mit einem einzigen Kraftstoffeinspritzventil 66 gezeigt. Das gezeigte Einspritzventil 66 ist direkt mit dem Zylinder 30 verbunden, damit Kraftstoff proportional zu der Pulsbreite eines von dem Steuergerät 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW direkt in diesen eingespritzt werden kann. Auf diese Weise liefert das Einspritzventil 66 das, was als Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist.
Es sollte beachtet werden, dass bei einer alternativen Ausführungsform das Einspritzventil 66 ein Kanaleinspritzventil sein kann, das dem Einlasskanal stromauf des Zylinders 30 Kraftstoff zuführt. Es sollte außerdem beachtet werden, dass der Zylinder 30 Kraftstoff von einer Vielzahl von Einspritzventilen erhalten kann wie beispielsweise einer Vielzahl von Kanaleinspritzventilen, einer Vielzahl von Direkteinspritzventilen oder einer Kombination davon.
Der Kraftstofftank in dem Kraftstoffsystem 172 kann Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffbeschaffenheiten enthalten wie beispielsweise unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Zu diesen Unterschieden können ein unterschiedlicher Alkoholgehalt, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen von diesen usw. zählen. Für den Motor kann ein Alkohol enthaltendes Kraftstoffgemisch wie beispielsweise E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht) verwendet werden. Alternativ kann der Motor in Abhängigkeit von dem Alkoholgehalt des dem Tank von dem Bediener zugeführten Kraftstoffs mit anderen Verhältnissen von in dem Tank gelagertem Benzin und Ethanol betrieben werden, darunter 100 % Benzin und 100 % Ethanol sowie veränderliche Verhältnisse zwischen beiden. Darüber hinaus können sich die Kraftstoffbeschaffenheiten des Kraftstofftanks häufig ändern. Bei einem Beispiel kann ein Fahrer den Kraftstofftank an einem Tag mit E85, am nächsten mit E10 und am nächsten mit E50 auffüllen. Auf der Grundlage des Füllstands und der Zusammensetzung des zur Zeit des Auffüllens in dem Tank verbleibenden Kraftstoffs kann sich die Zusammensetzung im Kraftstofftank dynamisch ändern.
Die von Tag zu Tag auftretenden Änderungen beim Auffüllen des Tanks können daher zu einer häufig variierenden Kraftstoffzusammensetzung des Kraftstoffs in dem Kraftstoffsystem 172 führen, wodurch die von dem Einspritzventil 66 gelieferte Kraftstoffzusammensetzung und/oder Kraftstoffbeschaffenheit beeinflusst werden. Die von dem Einspritzventil 166 eingespritzten unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen können in diesem Dokument als ein Kraftstofftyp bezeichnet werden. Bei einem Beispiel können die unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen qualitativ mithilfe ihrer Research-Oktanzahl (ROZ), ihres Alkoholprozentanteils, Ethanolprozentanteils usw. beschrieben werden.
Es sollte beachtet werden, dass, während bei einer Ausführungsform der Motor durch Einspritzen des veränderlichen Kraftstoffgemisches mithilfe eines Direkteinspritzventils betrieben werden kann, der Motor bei alternativen Ausführungsformen durch Verwenden von zwei Einspritzventilen und Variieren einer relativen Einspritzmenge jedes Einspritzventils betrieben werden kann. Es sollte außerdem beachtet werden, dass, wenn der Motor mit einer Aufladung von einer Ladevorrichtung wie beispielsweise einem Turbolader oder Superlader (nicht gezeigt) betrieben wird, sich die Ladedruckgrenze mit einem steigenden Alkoholgehalt des veränderlichen Kraftstoffgemisches erhöhen kann.
Weiterhin mit Bezug auf 1: Der Ansaugweg 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselklappe 64 aufweisen. Bei diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64 von dem Steuergerät 12 mithilfe eines Signals variiert werden, das einem zu der Drossel 62 gehörenden elektrischen Motor oder Aktor zugeführt wird, eine Gestaltung, die üblicherweise als elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control, ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 so betrieben werden, dass sie dem Brennraum 30 zugeführte Ansaugluft zwischen anderen Motorzylindern variiert. Die Position der Drosselklappe 64 kann dem Steuergerät 12 durch ein Drosselpositionssignal TP geliefert werden. Der Ansaugweg 42 kann einen Luftmassensensor 120 und einen Ansaugunterdrucksensor 122 aufweisen, um dem Steuergerät 12 entsprechende Signale, MAF und MAP, zuzuführen.
Das Zündsystem 88 kann dem Brennraum 30 mithilfe einer Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal (spark advance signal, SA) von dem Steuergerät 12 unter ausgewählten Betriebsbedingungen einen Zündfunken liefern. Obwohl Funkenzündungskomponenten gezeigt werden, können bei einigen Ausführungsformen der Brennraum 30 oder ein oder mehrere andere Brennräume des Motors 10 in einem Selbstzündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
Ein gezeigter Abgassensor 126 ist mit der Abgasleitung 48 stromauf einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 verbunden. Bei dem Sensor 126 kann es sich um jeden geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas handeln wie beispielsweise einen linearen Sauerstoffsensor oder UEGO-Sensor (universal or wide-range exhaust gas oxygen sensor, universeller oder Breitband-Abgassauerstoffsensor), einen binären Sauerstoffsensor oder EGO-Sensor, einen HEGO-(heated EGO sensor, beheizter EGO-Sensor), einen NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 70 wird entlang der Abgasleitung 48 stromab des Abgassensors 126 angeordnet gezeigt. Bei der Vorrichtung 70 kann es sich um einen Drei-Wege-Katalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen davon handeln. Bei einigen Ausführungsformen kann während eines Betriebs des Motors 10 die Abgasreinigungsvorrichtung 70 durch Betreiben mindestens eines Zylinders des Motors innerhalb eines speziellen Luft/Kraftstoff-Gemisches periodisch zurückgesetzt werden.
Außerdem kann bei den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführsystem (AGR-System) über einen AGR-Kanal 140 einen gewünschten Teil des Abgases aus der Abgasleitung 48 zu dem Ansaugweg 44 leiten. Die dem Ansaugweg 44 zugeführte Menge an AGR kann von dem Steuergerät 12 mithilfe eines AGR-Ventils 142 variiert werden. Außerdem kann ein AGR-Sensor 144 in der AGR-Leitung angeordnet sein und kann eine Anzeige eines oder mehrerer aus Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases liefern. Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft- und Kraftstoffgemisches in dem Brennraum zu regeln, wodurch ein Verfahren zum Steuern der Zündzeitpunkteinstellung während einiger Verbrennungsmodi bereitgestellt wird. Außerdem kann während einiger Bedingungen ein Teil der Verbrennungsgase durch Steuern der Auslassventil-Steuerzeiten, beispielsweise durch Steuern eines variablen Ventilsteuerungsmechanismus, in dem Brennraum zurückgehalten oder „eingefangen“ (trapped) werden.
Das Steuergerät 12 wird in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, mit einer Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabeanschlüssen 104, einem elektronischen Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, bei diesem speziellen Beispiel als Nur-Lese-Speicherchip 106 gezeigt, Speicher mit wahlfreiem Zugriff 108, Keep-alive-Speicher 110 und einem Datenbus. Das Steuergerät 12 kann neben den bereits erörterten verschiedene Signale von mit dem Motor 10 verbundenen Sensoren empfangen, darunter eine Messung eines eingesaugten Luftmassenstroms (MAF) von dem Luftmassensensor 120; eine Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature, ECT) von dem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen Temperatursensor 112; ein Zündsignal (profile ignition pickup signal, PIP) von einem mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Hallsensor 118 (oder einem anderen Typ); eine Drosselposition (DP) von einem Drosselpositionssensor und ein Ansaugunterdrucksignal MAP von dem Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal RPM kann von dem Steuergerät 12 aus dem Signal PIP erstellt werden. Das Speichermedium, der Nur-Lese-Speicher 106, kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die von dem Prozessor 102 ausführbare Anweisungen zum Ausführen der nachfolgend beschriebenen Verfahren wie auch anderer Varianten darstellen, die vorausgesehen, aber nicht speziell aufgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und jeder Zylinder kann gleichermaßen seinen eigenen Satz von Einlass/Auslassventilen, Einspritzventil, Zündkerze usw. aufweisen.
Als Nächstes zeigt 2 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines UEGO-Sensors 200, der dafür gestaltet ist, eine Konzentration von Sauerstoff (O₂) in einem Abgasstrom zu messen. Der Sensor 200 kann beispielsweise als der UEGO-Sensor 126 aus 1 betrieben werden. Der Sensor 200 umfasst eine Vielzahl von Schichten aus einem oder mehreren Keramikmaterialien, die in einer gestapelten Anordnung angeordnet sind. Bei der Ausführungsform aus 2 werden fünf Keramikschichten als Schichten 201, 202, 203, 204 und 205 gezeigt. Zu diesen Schichten zählen eine oder mehrere Schichten eines festen Elektrolyten, der dazu in der Lage ist, ionischen Sauerstoff zu leiten. Zu Beispielen für geeignete feste Elektrolyte zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Materialien auf der Grundlage von Zirkoniumoxid. Außerdem kann bei einigen Ausführungsformen eine Heizvorrichtung 207 in thermischer Verbindung mit den Schichten angeordnet sein, um die ionische Leitfähigkeit der Schichten zu erhöhen. Obwohl der gezeigte UEGO-Sensor aus fünf Keramikschichten ausgebildet ist, sollte beachtet werden, dass der UEGO-Sensor andere geeignete Anzahlen von Keramikschichten aufweisen kann.
Die Schicht 202 enthält ein Material oder Materialien, die einen Diffusionsweg 210 schaffen. Der Diffusionsweg 210 ist so gestaltet, dass er mithilfe von Diffusion Abgase in einen ersten inneren Hohlraum 222 einführt. Der Diffusionsweg 210 kann so gestaltet sein, dass er einer oder mehreren Komponenten von Abgasen, darunter, aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein gewünschter Analyt (z.B. O₂), ermöglicht, mit einer einschränkenderen Geschwindigkeit als der, mit der der Analyt mithilfe des Paars Pumpelektroden 212 und 214 hinein- oder herausgepumpt werden kann, in den inneren Hohlraum 222 zu diffundieren. Auf diese Weise kann ein stöchiometrisches O₂-Niveau in dem ersten inneren Hohlraum 222 erreicht werden.
Der Sensor 200 weist überdies einen zweiten inneren Hohlraum 224 in der Schicht 204 auf, der von dem ersten inneren Hohlraum 222 durch die Schicht 203 getrennt ist. Der zweite innere Hohlraum 224 ist so gestaltet, dass in ihm ein konstanter Sauerstoffteildruck aufrecht erhalten wird, der äquivalent mit einem stöchiometrischen Zustand ist, z.B.: ein in dem zweiten inneren Hohlraum 224 vorhandenes Sauerstoffniveau ist gleich dem, das das Abgas aufweisen würde, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch wäre. Die Sauerstoffkonzentration in dem zweiten inneren Hohlraum 224 wird durch die Pumpspannung V_cp konstant gehalten. In diesem Dokument kann der zweite innere Hohlraum 224 als eine Referenzzelle bezeichnet werden.
Ein Paar Sensorelektroden 216 und 218 ist mit dem ersten inneren Hohlraum 222 und der Referenzzelle 224 in Verbindung stehend angeordnet. Das Paar Sensorelektroden 216 und 218 erkennt einen Konzentrationsgradienten, der sich zwischen dem ersten inneren Hohlraum 222 und der Referenzzelle 224 aufgrund einer Sauerstoffkonzentration in dem Abgas entwickeln kann, die höher oder niedriger als das stöchiometrische Niveau ist. Eine hohe Sauerstoffkonzentration kann durch ein mageres Abgasgemisch hervorgerufen werden, während eine niedrige Sauerstoffkonzentration durch ein fettes Gemisch hervorgerufen werden kann.
Ein Paar Pumpelektroden 212 und 214 ist mit dem inneren Hohlraum 222 in Verbindung stehend angeordnet und dafür gestaltet, einen ausgewählten Gasbestandteil (z.B. O₂) elektrochemisch aus dem inneren Hohlraum 222 durch die Schicht 201 und aus dem Sensor 200 heraus zu pumpen. Alternativ kann das Paar Pumpelektroden 212 und 214 dafür gestaltet sein, elektrochemisch ein ausgewähltes Gas durch die Schicht 201 und in den inneren Hohlraum 222 zu pumpen. In diesem Dokument kann das Paar Pumpelektroden 212 und 214 als eine O₂-Pumpzelle bezeichnet werden.
Die Elektroden 212, 214, 216 und 218 können aus verschiedenen geeigneten Materialien bestehen. Bei einigen Ausführungsformen können die Elektroden 212, 214, 216 und 218 zumindest zum Teil aus einem Material bestehen, das die Dissoziation molekularen Sauerstoffs katalysiert. Zu Beispielen für derartige Materialien zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Elektroden, die Platin und/oder Silber enthalten.
Der Prozess des elektrochemischen Pumpen des Sauerstoffs aus dem inneren Hohlraum 222 heraus oder in diesen hinein beinhaltet ein Anlegen einer Spannung V_p über das Paar Pumpelektroden 212 und 214. Durch die an die O₂-Pumpzelle angelegte Pumpspannung V_p wird Sauerstoff in den ersten inneren Hohlraum 222 hinein- oder aus diesem herausgepumpt, um ein stöchiometrisches Sauerstoffniveau in dem Hohlraum aufrechtzuerhalten. Der sich ergebende Pumpstrom I_p ist proportional zu der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas. Ein Steuersystem (nicht in 2 gezeigt) erzeugt das Pumpstromsignal I_p als eine Funktion der Intensität der angelegten Pumpspannung V_p, die erforderlich ist, um ein stöchiometrisches Niveau in dem ersten inneren Hohlraum 222 aufrechtzuerhalten. Daher bewirkt ein mageres Gemisch, dass Sauerstoff aus dem inneren Hohlraum 222 herausgepumpt wird, und ein fettes Gemisch bewirkt, dass Sauerstoff in den inneren Hohlraum 222 hineingepumpt wird.
Es sollte beachtet werden, dass es sich bei dem hier beschriebenen UEGO-Sensor lediglich um eine beispielhafte Ausführungsform eines UEGO-Sensors handelt, und dass andere Ausführungsformen von UEGO-Sensoren zusätzliche und/oder alternative Merkmale und/oder Gestaltungen aufweisen können.
Wie nachfolgend ausgeführt, kann der UEGO-Sensor aus 2 vorteilhaft verwendet werden, um eine Alkoholmenge in dem in dem Motor verbrannten Kraftstoff wie auch eine Umgebungsfeuchtigkeit zu schätzen. Insbesondere wird eine Änderung eines Pumpstroms (Delta Ip), der von dem Sensor bei zwei verschiedenen Referenzspannungen ausgegeben wird, verwendet, um die von einer Dissoziation von Wasser und/oder CO₂ herrührende Sauerstoffmenge zu ermitteln. Die Erfinder dieser Erfindung haben jedoch erkannt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas das Delta Ip-Signal verändert. Dadurch wird es schwierig, das Verhältnis zwischen dem Delta Ip-Signal und der Wassermenge im Abgas genau zu ermitteln.
7 zeigt ein Kurvenbild 700, das den Einfluss eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf eine Schätzung des Ethanols im Kraftstoff darstellt. Jede der Kurven 702 bis 706 zeigt ein Verhältnis zwischen dem von dem Sensor ausgegebenen Pumpstrom und dem Ethanolgehalt des verbrannten Kraftstoffs. Die Kurve 704 zeigt das Verhältnis bei einem ungefähr stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas, während die Kurve 702 das Verhältnis bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt und die Kurve 706 ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt. Wenn die Fettheit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas die Stöchiometrie überschreitet, nimmt der von dem Sensor ausgegebene Pumpstrom für eine gegebene Ethanolkonzentration im Kraftstoff ab. Würde der nicht korrigierte Pumpstrom verwendet, wäre die geschätzte Ethanolkonzentration höher als die tatsächlich vorhandene. Zum Beispiel ist zu erwarten, dass das Delta Ip beim Betrieb mit Ethanol-Kraftstoff E45 geringer ist als das Delta Ip für E55. Allerdings kann bei einem Vorhandensein eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas das für E45 geschätzte Delta Ip höher als das für E55 sein. Daher haben die Erfinder erkannt, dass durch In-Erfahrung-Bringen des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Korrigieren des Delta Ip für die Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gegenüber einem Ziel- oder Schwellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (wie beispielsweise einer Differenz zur Stöchiometrie) ein genaueres Delta Ip ermittelt werden kann, und die Ethanol-(oder Feuchtigkeits-)Schätzung zuverlässiger ausgeführt werden kann.
3 bis 5 zeigen Ablaufpläne, die Routinen für ein Motorsystem veranschaulichen, das einen Abgassensor aufweist wie beispielsweise den vorstehend mit Bezug auf 2 beschriebenen Abgassensor 200. 3 zeigt insbesondere eine Routine zum In-Erfahrung-Bringen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors. 4 zeigt eine Routine zum genauen Schätzen einer Alkoholmenge im Kraftstoff wie auch einer Umgebungsfeuchtigkeit mithilfe des Abgassensors, während auf der Grundlage des in 3 in Erfahrung gebrachten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors eine Korrektur im Hinblick auf Auswirkungen einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorgenommen wird. Zum Beispiel wird unter einer ersten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr eine erste Spannung angelegt, sodass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor aus der Ausgabe des Abgassensors in Erfahrung zu bringen ist. Unter einer zweiten, auf die erste Bedingung mit Kraftstoffzufuhr folgenden Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr werden sequenziell eine erste und zweite Spannung an den Sensor angelegt und die Sensorausgaben korrigiert, sodass auf der Grundlage des Sensors ein Alkoholgehalt im Kraftstoff ermittelt werden kann. Schließlich wird unter einer dritten Motorbedingung ohne Kraftstoffzufuhr zwischen einem Anlegen der ersten Spannung und der zweiten Spannung gewechselt, und die Sensorausgaben werden korrigiert, sodass auf der Grundlage des Sensors eine Umgebungsfeuchtigkeit ermittelt werden kann. 5 zeigt eine Routine zum Steuern eines Motors auf der Grundlage der geschätzten Menge an Umgebungsfeuchtigkeit und des geschätzten Alkoholgehalts im Kraftstoff von dem Abgassensor. Durch Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors (z.B. ein Fehler des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors) und dessen Anwendung auf eine Abgassensorausgabe, können Umgebungsfeuchtigkeit und Alkoholgehalt im Kraftstoff genauer geschätzt werden, sodass das Motorsystem genauer gesteuert werden kann.
3 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine 300 zum In-Erfahrung-Bringen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors veranschaulicht. Insbesondere bringt die Routine 300 einen Fehler zwischen einem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei Motorbedingungen mit Kraftstoffzufuhr in Erfahrung. Zum Beispiel kann das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage von Betriebsparametern ermittelt werden, während das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage einer Ausgabe eines Abgassensors ermittelt wird wie beispielsweise des universellen Abgassauerstoffsensors 200, der vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben wurde.
Bei 310 werden Motorbetriebsbedingungen ermittelt. Zu Motorbetriebsbedingungen können beispielsweise zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein: ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine in die Brennräume eintretende AGR-Menge sowie Kraftstoffzufuhrbedingen.
Nach dem Ermitteln der Betriebsbedingungen schreitet die Routine 300 fort zu 312, wo das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Weise eines offenen Regelkreises (in open-loop manner) berechnet wird. Beispielsweise kann das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage von Betriebsparametern wie beispielsweise Kraftstoff-Einspritzmengen und Luftstrommengen berechnet werden.
Bei 314 wird ermittelt, ob der Motor Bedingungen mit Kraftstoffzufuhr unterliegt. Zum Beispiel kann festgestellt werden, dass der Motor Bedingungen mit Kraftstoffzufuhr unterliegt, wenn zumindest einem Zylinder des Motors Kraftstoff zur Verbrennung zugeführt wird. Wenn ermittelt wird, dass der Motor nicht Bedingungen mit Kraftstoffzufuhr unterliegt (z.B., dass der Motor Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr unterliegt), endet die Routine.
Wenn andererseits ermittelt wird, dass der Motor Bedingungen mit Kraftstoffzufuhr unterliegt, schreitet die Routine fort zu 316, und eine erste Pumpspannung (V₁) wird an die Sauerstoffpumpzelle des Abgassensors angelegt. Ein Anlegen der ersten Spannung erzeugt eine Ausgabe des Sensors in der Form eines ersten Pumpstroms, der eine Sauerstoffmenge in dem Messgas anzeigt. Bei diesem Beispiel kann der erste Pumpstrom, da Kraftstoff in den Motor eingespritzt und eine Verbrennung ausgeführt wird, eine Sauerstoffmenge in dem Abgas anzeigen. So wird bei 318 das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage der Sensorausgabe (z.B. als Reaktion auf ein Anlegen der ersten Pumpspannung) ermittelt.
Nach dem Ermitteln des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird bei 320 auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (ermittelt bei 311) und dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (ermittelt bei 318) der Korrekturfaktor in Erfahrung gebracht.
Auf diese Weise kann der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor ermittelt werden. Eine Schätzung eines Wassergehalts im Abgas und eines Alkoholgehalts im Kraftstoff kann genau ermittelt werden, wie nachstehend mit Bezug auf 4 detailliert beschrieben wird, ohne dass ein genaues Einregeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Zielwert erforderlich wäre.
4 zeigt einen Ablaufplan, der eine Schätzroutine 400 für einen Abgassensor wie beispielsweise den in 2 gezeigten UEGO 200 veranschaulicht. Die Routine 400 ermittelt insbesondere eine Alkoholmenge in dem in den Motor eingespritzten Kraftstoff und somit den Kraftstofftyp auf der Grundlage von Spannungen, die während ausgewählter Motorbedingungen mit Kraftstoffzufuhr an eine Pumpzelle des Sensors angelegt werden, und außerdem auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors, der wie vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben berechnet wird.
Bei 410 der Routine 400 werden Motorbetriebsbedingungen ermittelt. Zu Motorbetriebsbedingungen können beispielsweise zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein: ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine in die Brennräume eintretende AGR-Menge sowie Kraftstoffzufuhrbedingen.
Nach dem Ermitteln der Motorbetriebsbedingungen schreitet die Routine 400 fort zu 412, wo festgestellt wird, ob der Motor Betriebsbedingungen ohne Kraftstoffzufuhr unterliegt. Zu Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr zählen Bedingungen bei einem Schubbetrieb des Fahrzeugs sowie Motorbetriebsbedingungen, bei denen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, aber der Motor fortfährt, sich zu drehen, und zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil in Betrieb sind; daher strömt Luft durch einen oder mehrere der Zylinder, aber es wird kein Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt. Unter Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr findet keine Verbrennung statt, und Umgebungsluft kann durch den Zylinder von dem Einlass zu dem Auspuff strömen. Auf diese Weise kann ein Sensor wie beispielsweise ein UEGO-Sensor Umgebungsluft erhalten, an der Messungen wie zum Beispiel ein Erkennen einer Umgebungsfeuchtigkeit durchgeführt werden können.
Wie erwähnt kann zu Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr beispielsweise Schubabschaltung (deceleration fuel shut-off, DFSO) zählen. DFSO erfolgt als Reaktion auf das Bedienerpedal (z.B. als Reaktion auf ein Gaswegnehmen (tip-out) des Fahrers, wobei die Beschleunigung des Fahrzeugs größer als ein Schwellenwert ist). DSFO-Bedingungen können während eines Fahrzyklus wiederholt auftreten, und daher können zahlreiche Anzeigen der Umgebungsfeuchtigkeit in dem gesamten Fahrzyklus erzeugt werden wie beispielsweise während jedes DFSO-Ereignisses. Der Kraftstofftyp kann auf der Grundlage einer Wassermenge in dem Abgas trotz Schwankungen der Feuchtigkeit zwischen Fahrzyklen oder sogar während desselben Fahrzyklus genau ermittelt werden.
Weiterhin mit Bezug auf 4: Wenn ermittelt wird, dass der Motor Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr unterliegt wie beispielsweise DFSO, schreitet die Routine 300 fort zu 414, wo eine erste Pumpspannung (V₁) an die Sauerstoffpumpzelle des Abgassensors angelegt und ein erster Pumpstrom (I_p1) empfangen wird. Die erste Pumpspannung kann einen derartigen Wert haben, dass Sauerstoff aus der Zelle gepumpt wird, der aber niedrig genug ist, dass Sauerstoffverbindungen wie beispielsweise H₂O (z.B. Wasser) nicht dissoziiert werden (z.B. V₁ = 450 mV). Ein Anlegen der ersten Spannung erzeugt eine Ausgabe des Sensors in der Form des ersten Pumpstroms (I_p1), der die Sauerstoffmenge in dem Messgas anzeigt. Bei diesem Beispiel kann, da der Motor Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr unterliegt, die Sauerstoffmenge der Sauerstoffmenge in der das Fahrzeug umgebenden Frischluft entsprechen.
Nach dem Ermitteln der Sauerstoffmenge schreitet die Routine 400 fort zu 416, wo eine zweite Pumpspannung (V₂) an die Sauerstoffpumpzelle des Sensors angelegt und ein zweiter Pumpstrom (I_p2) empfangen wird. Die zweite Spannung kann größer als die erste an den Sensor angelegte Spannung sein. Insbesondere kann die zweite Spannung einen Wert aufweisen, der hoch genug ist, um eine gewünschte Sauerstoffverbindung zu dissoziieren. Zum Beispiel kann die zweite Spannung hoch genug sein, um H₂O-Moleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu dissoziieren (z.B. V₂ = 1,1 V). Ein Anlegen der zweiten Spannung erzeugt den zweiten Pumpstrom (I₂), der die Menge an Sauerstoff und Wasser in dem Messgas anzeigt. Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „Wasser“ in „die Menge an Sauerstoff und Wasser“ hier so verwendet wird, dass er sich auf die Sauerstoffmenge aus den dissoziierten H₂O-Molekülen in dem Messgas bezieht.
Bei 417 werden der erste Pumpstrom und der zweite Pumpstrom mithilfe eines in Erfahrung gebrachten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert. Beispielsweise kann der in Erfahrung gebrachte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor bei 320 der Routine 300 ermittelt werden, die vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben wurde.
Die Umgebungsfeuchtigkeit (z.B. eine absolute Feuchtigkeit der das Fahrzeug umgebenden Frischluft) kann bei 418 der Routine 400 auf der Grundlage des ersten Pumpstroms, des zweiten Pumpstroms und des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors ermittelt werden. Zum Beispiel kann der erste Pumpstrom von dem zweiten Pumpstrom subtrahiert werden, um einen Wert zu erhalten, der die Sauerstoffmenge aus dissoziierten Wassermolekülen (z.B. die Wassermenge) in dem Messgas anzeigt. Dieser Wert kann proportional zu der Umgebungsfeuchtigkeit sein. Der Umgebungsfeuchtigkeitswert kann dann auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert werden.
Wenn andererseits ermittelt wird, dass der Motor nicht Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr unterliegt, bewegt sich die Routine 400 aus 4 zu 420, wo ermittelt wird, ob eine rückgekoppelte Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage des Sensors oder eine Alkoholerkennung durch den Sensor gewünscht wird oder ausgeführt werden soll. Die Wahl kann auf Betriebsbedingungen beruhen wie beispielsweise einer Dauer nach einer letzten Ermittlung von Alkohol, oder ob eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung im geschlossenen Regelkreis aktiviert ist. Wenn zum Beispiel eine rückgekoppelte Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses deaktiviert ist, kann die Routine fortfahren, um einen Alkoholgehalt zu ermitteln, während, wenn eine rückgekoppelte Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angeordnet oder aktiviert ist, die Routine möglicherweise damit fortfährt eine derartige eine rückgekoppelte Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (ohne Ermitteln eines Alkoholgehalts) auszuführen.
Überdies kann bei einer alternativen Ausführungsform, selbst wenn eine rückgekoppelte Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgeführt werden soll, ein erster Sauerstoffsensor (z.B. ein erster UEGO-Sensor) für eine rückgekoppelte Regelung verwendet werden, und ein zweiter Sauerstoffsensor (z.B. ein zweiter UEGO-Sensor) kann zum Ermitteln der Alkoholmenge im Kraftstoff verwendet werden. Wenn der Motor zum Beispiel über zwei Zylinderbänke verfügt, jede mit einem Abgas-UEGO-Sensor, kann ein UEGO-Sensor verwendet werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jeder Bank zu regeln (selbst wenn der Sensor von einer der Bänke kein Abgas wahrnimmt), in der Annahme, dass der Sensor zumindest auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beider Bänke hinweist, während der UEGO der anderen Bank betrieben wird, um einen Alkoholgehalt im Kraftstoff zu ermitteln. Alternativ kann sich der erste UEGO-Sensor stromauf des zweiten UEGO-Sensors in demselben Abgasstrom befinden. Nochmals: Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors kann durch Anpassen einer Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage des stromauf befindlichen UEGO geregelt werden, und der stromab befindliche UEGO kann zum Messen eines Alkoholgehalts im Kraftstoff verwendet werden. Daher kann bei einem Beispiel ein Verfahren für einen Motor mit einem ersten und zweiten UEGO-Sensor bereitgestellt werden, wobei während ausgewählter Motorbedingungen mit Kraftstoffzufuhr abwechselnd eine erste und zweite Spannung an den ersten UEGO-Sensor angelegt werden (und eine Alkoholmenge im Kraftstoff auf der Grundlage der sich aus der ersten und zweiten Spannung ergebenden Sensorausgaben ermittelt wird), und gleichzeitig die Einspritzung von Kraftstoff in den Motor angepasst wird, um auf der Grundlage einer Rückmeldung von dem zweiten UEGO-Sensor ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten. Ein solcher Betrieb kann dann zwischen dem ersten und zweiten UEGO-Sensor umgeschaltet werden, um zu überwachen, ob eine korrekte Ermittlung des Alkoholgehalts im Kraftstoff erreicht wurde und so eine Leistung des ersten und/oder zweiten UEGO-Sensors beim Erkennen eines Alkoholgehalts im Kraftstoff zu überwachen. Wieder mit Bezug auf 4: Wenn festgestellt wird, dass eine rückgekoppelte Regelung gewünscht wird, bewegt sich die Routine 400 zu 436, und der Sensor wird als ein Sauerstoffsensor (z.B. O₂-Sensor) betrieben, um eine Sauerstoffkonzentration und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu ermitteln, und die Routine endet.
Wenn eine Alkoholerkennung gewünscht wird, schreitet die Routine 400 zu 422 fort, wo ermittelt wird, ob das Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) geöffnet ist. Wenn festgestellt wird, dass das AGR-Ventil geöffnet ist, bewegt sich die Routine 400 zu 424, und das AGR-Ventil wird geschlossen. Sobald das AGR-Ventil bei 424 geschlossen wird, oder wenn bei 422 festgestellt wird, dass das AGR-Ventil geschlossen ist, und wenn daher die in den Brennraum eintretende AGR-Menge im Wesentlichen gleich Null ist, schreitet die Routine 400 fort zu 326, wo eine erste Pumpspannung (V₁) an den Abgassensor angelegt und ein erster Pumpstrom (I_p1) empfangen wird. Wie bei 414 kann die erste Pumpspannung Sauerstoff aus der Sauerstoffpumpzelle pumpen, kann aber einen Wert aufweisen, der niedrig genug ist, um Wassermoleküle (z.B. H₂O-Moleküle) in der Pumpzelle nicht zu dissoziieren (z.B. V₁ = 450 mV). Bei einigen Beispielen kann die an den Sensor bei 426 angelegte erste Pumpspannung dieselbe wie die bei 414 an den Sensor angelegte erste Pumpspannung sein. Wenn die erste Pumpspannung an die Pumpzelle angelegt wird, wird der erste Pumpstrom (I_p1) erzeugt. Bei diesem Beispiel kann der erste Pumpstrom, da Kraftstoff in den Motor eingespritzt und eine Verbrennung ausgeführt wird, eine Sauerstoffmenge in dem Abgas anzeigen.
Bei 428 der Routine 300 wird eine zweite Pumpspannung (V₂) an die Pumpzelle des Abgassensors angelegt, und ein zweiter Pumpstrom (I_p2) wird empfangen. Wie vorstehend erwähnt, kann die zweite Pumpspannung größer als die erste Pumpspannung sein, und die zweite Spannung kann hoch genug sein, um Sauerstoffverbindungen wie zum Beispiel Wassermoleküle zu dissoziieren. Ein Anlegen der zweiten Pumpspannung über die Sauerstoffpumpzelle erzeugt den zweiten Pumpstrom (I_p2). Der zweite Pumpstrom kann eine Menge an Sauerstoff und Wasser in dem Messgas anzeigen (z.B. bereits in dem Messgas vorhandenen Sauerstoff plus Sauerstoff aus Wassermolekülen, die dissoziiert werden, wenn der zweite Pumpstrom angelegt wird).
Bei 430 werden der erste Pumpstrom und der zweite Pumpstrom mithilfe eines in Erfahrung gebrachten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert. Beispielsweise kann der in Erfahrung gebrachte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor bei 320 der Routine 300 ermittelt werden, die vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben wurde. Sobald der erste und zweite Pumpstrom erzeugt wurden, kann eine Wassermenge in dem Messgas bei 432 der Routine 400 in 4 ermittelt werden. Zum Beispiel kann der erste Pumpstrom von dem zweiten Pumpstrom abgezogen und anschließend auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert werden, um einen Wert zu ermitteln, der einer Wassermenge entspricht.
Schließlich kann bei 434 die Alkoholmenge in dem Kraftstoff und somit der Kraftstofftyp erkannt werden. Beispielsweise kann die Wassermenge in dem Abgas proportional zu einer Alkoholmenge (z.B. einem prozentualen Anteil Ethanol) in dem in den Motor eingespritzten Kraftstoff sein. Da Umgebungsfeuchtigkeit ebenfalls zu einer Wassermenge in dem Abgas beitragen kann, kann die bei 418 ermittelte Umgebungsfeuchtigkeit von der bei 430 ermittelten Wassermenge abgezogen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das computerlesbare Speichermedium des Steuersystems, das Übertragungen von dem Sensor empfängt, Anweisungen zum Erkennen der Alkoholmenge enthalten. Zum Beispiel zeigt das Kurvenbild 600 in 6 Beispiele für das Verhältnis von Wasser nach einer Verbrennung (z.B. Prozent Wasser im Abgas) und dem Prozentanteil von Ethanol in dem Kraftstoff, die zum Beispiel in der Form einer Verweistabelle auf dem computerlesbaren Medium gespeichert werden können. Die durchgehende Kurve 606 des Kurvenbilds 600 zeigt den Prozentanteil von Wasser in dem Abgas bei einer Umgebungsfeuchtigkeit von Null. Die gestrichelte Kurve 604 und die durch eine Strichpunktlinie dargestellte Kurve 602 zeigen den Prozentanteil von Wasser in dem Abgas bei 0,5 Mol% und 3,5 Mol% Wasser aufgrund von Umgebungsfeuchtigkeit. Wie durch das Kurvenbild 600 gezeigt, nimmt mit einer zunehmenden Ethanolmenge in dem Kraftstoff die Wassermenge in dem Abgas zu.
Daher können auf der Grundlage von Sensorausgaben (z.B. Pumpströmen), die als Reaktion auf Spannungen erzeugt werden, die während Motorbedingungen mit und ohne Kraftstoffzufuhr sequenziell an die Sauerstoffpumpzelle des Abgassensors angelegt werden, sowie des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors Wassermengen in dem Abgas ermittelt werden. Auf diese Weise kann eine genaue Anzeige der Alkoholmenge (z.B. Prozentanteil von Ethanol) in dem Kraftstoff erkannt werden. Außerdem können, sobald der Kraftstofftyp ermittelt wurde, verschiedene Motorbetriebsparameter angepasst werden, um einen Wirkungsgrad des Motors und/oder eine Emissionseffizienz aufrechtzuerhalten, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
5 zeigt einen Ablaufplan, der eine allgemeine Steuerroutine 500 zum Anpassen von Motorbetriebsparametern auf der Grundlage einer Alkoholmenge in in den Motor eingespritztem Kraftstoff darstellt. Insbesondere können einer Änderung der Alkoholmenge in dem Kraftstoff entsprechend ein oder mehrere Motorbetriebsparameter angepasst werden. Zum Beispiel können Kraftstoffe, die eine unterschiedliche Menge an Alkohol enthalten, unterschiedliche Eigenschaften aufweisen wie beispielsweise Viskosität, Oktanzahl, latente Verdampfungsenthalpie usw. Motorleistung, Kraftstoffsparsamkeit und/oder Emissionen können sich verschlechtern, wenn ein oder mehrere zweckentsprechende Betriebsparameter nicht angepasst werden.
Bei 510 der Routine 500 werden Motorbetriebsbedingungen ermittelt. Zu Motorbetriebsbedingungen können zum Beispiel Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung und Zündzeitpunkt zählen. Zum Beispiel kann das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, das stöchiometrisch ist, bei unterschiedlichen Typen unterschiedlich sein (z.B. 14,7 für Benzin, 9,76 für E85), und Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung und Zündzeitpunkt müssen möglicherweise auf der Grundlage des Kraftstofftyps angepasst werden.
Nach dem Ermitteln der Betriebsbedingungen werden eine aktualisierte Alkoholmenge in dem Kraftstoffgemisch sowie die Umgebungsfeuchtigkeit bei 512 der Routine 500 ermittelt. Wie vorstehend beschrieben, kann der Kraftstofftyp auf der Grundlage von Ausgaben eines Abgassensors wie beispielsweise eines UEGO-Sensors ermittelt werden. Sobald der Kraftstofftyp bekannt ist, schreitet die Routine 500 fort zu 514, wo unter gewählten Betriebsbedingungen wie beispielsweise Kaltstart- oder transienten Kraftstoffzufuhrbedingungen ein oder mehrere gewünschte Betriebsparameter auf der Grundlage der Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden. Zum Beispiel kann das System das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage der Alkoholmenge in dem Kraftstoff anpassen. Außerdem können Verstärkungen bei der rückgekoppelten Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage der Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden. Darüber hinaus kann das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines Kaltstarts auf der Grundlage der Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden. Überdies können Zündwinkel (wie beispielsweise Spätzündung) und/oder Ladedruckniveaus auf der Grundlage der Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden.
Bei einigen Ausführungsformen können zum Beispiel der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und/oder die Kraftstoffeinspritzmenge bei einem oder mehreren Zylindern angepasst werden. Wenn beispielsweise ermittelt wird, dass die Alkoholmenge in dem Kraftstoff während Kaltstartbedingungen erhöht ist (z.B. von 10 % Ethanol auf 30 % Ethanol) kann die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht werden. Bei einem anderen Beispiel kann ein Zündzeitpunkt auf der Grundlage der erkannten Alkoholmenge in dem Kraftstoff angepasst werden. Wenn zum Beispiel der erkannte Prozentanteil von Alkohol niedriger ist als zuvor erkannt (z.B. von 85 % Ethanol auf 50 % Ethanol), kann der Zündzeitpunkt verzögert werden, um eine höhere Motorleistung oder einen höheren Ladedruck ohne Klopfen zu erreichen.
Daher können verschiedene Motorbetriebsparameter während gewählter Betriebsbedingungen auf der Grundlage einer erkannten Alkoholmenge in dem in die Zylinder des Motors eingespritzten Kraftstoff angepasst werden. Auf diese Weise können ein Motorwirkungsgrad und/oder eine Emissionseffizienz wie auch Kraftstoffsparsamkeit aufrechterhalten oder verbessert werden.
8 zeigt ein Kurvenbild 800, das ein Pumpstromsignal darstellt, das im Hinblick auf Auswirkungen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert wird. Die Kurve 802 zeigt einen ersten, nicht korrigierten Pumpstrom als Reaktion auf ein Anlegen einer ersten Spannung (V₁), und die Kurve 804 zeigt einen zweiten, nicht korrigierten Pumpstrom als Reaktion auf ein Anlegen einer zweiten, höheren Spannung (V₂). Die gestrichelte Kurve 806 zeigt den ersten Pumpstrom, der auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert wurde. Die gestrichelte Kurve 808 zeigt den zweiten Pumpstrom, der auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors korrigiert wurde. Wie durch das Kurvenbild 800 gezeigt, kann der Pumpstrom mithilfe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors angepasst werden, sodass der Pumpstrom einen genauen Wert hat, selbst wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem erwarteten Wert unterscheidet.
Auf diese Weise können die Genauigkeit einer Schätzung des Wassergehalts im Abgas und einer Ermittlung des Alkoholgehalts im Kraftstoff verbessert werden, ohne dass eine weitgehende Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während der Schätzung erforderlich ist. Durch Ermitteln des zu der Zeit einer Schätzung eines Wassergehalts im Abgas vorliegenden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas und Korrigieren einer Ausgabe eines Abgassauerstoffsensors im Hinblick auf eine Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas und einem Luft-Kraftstoff-Zielverhältnis oder -Nennverhältnis kann dem Einfluss eines mageren oder fetten Abgases auf die Sensormessung Rechnung getragen werden. Dadurch wird die Notwendigkeit verringert, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor und während des Betriebs des Sauerstoffsensors präzise auf das Ziel einzuregeln, und es wird ermöglicht, dass die Wasserschätzung ausgeführt werden kann, ohne dass erforderlich ist, dass die Kraftstoffanpassung abgeschlossen ist. Indem außerdem derselbe Abgassauerstoffsensor verwendet wird, um das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis wie auch Luftfeuchtigkeit und Ethanolgehalt zu messen, werden Vorteile durch eine Verringerung von Komponenten erzielt.
Zu beachten ist, dass hier enthaltene beispielhafte Regelungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen speziellen Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen wie beispielsweise ereignisgesteuerte, interruptgesteuerte, Multitasking-, Multithreading-Verarbeitungsstrategien und dergleichen. Verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen oder Funktionen können in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. In ähnlicher Weise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern dient zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung. In Abhängigkeit von der speziellen angewendeten Strategie können eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen oder Funktionen wiederholt ausgeführt werden. Außerdem können die beschriebenen Handlungen grafisch Code darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll.
Es sollte beachtet werden, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen ihrem Wesen nach beispielhaft sind, und dass diese speziellen Ausführungsformen nicht als einschränkend betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehend dargelegte Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxermotor- sowie andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Durch die folgenden Ansprüche werden insbesondere bestimmte als neuartig und nicht offensichtlich angesehene Kombinationen und Teilkombinationen aufgezeigt. Diese Ansprüche können sich auf „ein Element“ oder „ein erstes Element“ oder etwas Gleichwertiges beziehen. Derartige Ansprüche sollten so aufgefasst werden, dass sie ein Einbeziehen eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, ohne dass zwei oder mehr derartige Elemente erforderlich oder ausgeschlossen sind. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Ergänzen der vorliegenden Ansprüche oder durch Darlegen neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden.
Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Verhältnis zu den ursprünglichen Ansprüchen hinsichtlich des Schutzbereichs weiter, enger, gleichwertig oder anders abgefasst sind, als in den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5145566 [0002]

Claims

Verfahren, das umfasst: während einer ersten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr: Anlegen einer ersten Spannung an einen Abgassensor und In-Erfahrung-Bringen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors auf der Grundlage einer Sensorausgabe und während einer auf die erste Bedingung folgenden zweiten Motorbedingung mit Kraftstoffzufuhr Wechseln zwischen einem Anlegen einer ersten und zweiten Spannung an den Sensor und Schätzen eines Alkoholgehalts des eingespritzten Kraftstoffs auf der Grundlage von Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung und des in Erfahrung gebrachten Korrekturfaktors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein In-Erfahrung-Bringen des Korrekturfaktors ein In-Erfahrung-Bringen des Korrekturfaktors auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhaltet, wobei das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Sensorausgabe beruht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Spannung niedriger als die zweite Spannung ist und die zweite Spannung Wassermoleküle dissoziiert und die erste Spannung dies nicht tut.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung einen ersten Pumpstrom beinhalten, der als Reaktion auf ein Anlegen der ersten Spannung erzeugt wird, und einen zweiten Pumpstrom beinhalten, der als Reaktion auf ein Anlegen der zweiten Spannung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Pumpstrom eine Sauerstoffmenge anzeigt und der zweite Pumpstrom eine Menge an Sauerstoff und Wasser anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Wassermenge proportional zu der Alkoholmenge in in den Motor eingespritztem Kraftstoff ist und die Alkoholmenge ein prozentualer Anteil von Ethanol ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem umfasst: während einer auf die erste Bedingung folgenden dritten Motorbedingung ohne Kraftstoffzufuhr Wechseln zwischen einem Anlegen der ersten und zweiten Spannung an den Sensor und Erzeugen einer Anzeige von Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung und des in Erfahrung gebrachten Korrekturfaktors.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dritte Motorbedingung ohne Kraftstoffzufuhr eine Schubabschaltung beinhaltet, wobei mindestens ein Einlassventil und ein Auslassventil des Motors geöffnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abgassensor ein universeller Abgassauerstoffsensor ist.
Verfahren für einen Motor, das umfasst: Anlegen einer ersten, niedrigeren Spannung an einen Abgassensor während eines Motorbetriebes mit Kraftstoffzufuhr, um einen Fehler zwischen einem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Erfahrung zu bringen; nach In-Erfahrung-Bringen des Fehlers: sequenzielles Anlegen der ersten Spannung und einer zweiten, höheren Spannung an den Sensor während eines Motorbetriebs mit Kraftstoffzufuhr; Korrigieren von Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung auf der Grundlage des in Erfahrung gebrachten Fehlers und Schätzen eines Ethanolgehalts von verbranntem Kraftstoff auf der Grundlage der korrigierten Sensorausgaben.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Korrigieren von Sensorausgaben ein Korrigieren eines ersten von dem Sensor als Reaktion auf ein Anlegen der ersten Spannung mit dem in Erfahrung gebrachten Fehler ausgegebenen Pumpstroms und ein Korrigieren eines zweiten von dem Sensor als Reaktion auf ein Anlegen der zweiten Spannung mit dem in Erfahrung gebrachten Fehler ausgegebenen Pumpstroms beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Schätzen eines Ethanolgehalts ein Schätzen eines Wassergehalts des zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem korrigierten ersten Pumpstrom und dem korrigierten zweiten Pumpstrom und ein Folgern des Ethanolgehalts des Kraftstoffs auf der Grundlage des geschätzten Wassergehalts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, das außerdem umfasst: sequenzielles Anlegen der ersten und zweiten Spannung an den Abgassensor während eines Motorbetriebs ohne Kraftstoffzufuhr; Korrigieren von Sensorausgaben bei der ersten und zweiten Spannung auf der Grundlage des in Erfahrung gebrachten Fehlers und Schätzen einer Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der korrigierten Sensorausgaben.
Verfahren nach Anspruch 13, das außerdem umfasst: Anpassen eines AGR-Stroms auf der Grundlage von einem oder mehreren aus der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit und dem geschätzten Alkoholgehalt des Kraftstoffs.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Anlegen der ersten Spannung, um einen Fehler in Erfahrung zu bringen, eine Open-Loop-Berechnung des erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Luftstrommenge, Messen des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage einer Ausgabe des Sensors beim Anlegen der ersten Spannung und In-Erfahrung-Bringen eines Fehlers auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Ausgabe des Sensors beim Anlegen der ersten Spannung ein Sensor-Pumpstrom ist.
System zum Steuern eines Motors in einem Flex-Fuel-Fahrzeug, wobei das System umfasst: einen Austrittskrümmer mit einem Abgassauerstoffsensor und ein Steuergerät mit einem computerlesbaren Speichermedium, das Anweisungen umfasst zum: während ausgewählter Motorbedingungen mit Kraftstoffzufuhr: Anlegen einer ersten, niedrigeren Spannung an den Sensor und Empfangen eines ersten von dem Sensor ausgegebenen Pumpstroms, wobei der erste Pumpstrom eine Sauerstoffmenge anzeigt; Schätzen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas auf der Grundlage des ersten Pumpstroms; In-Erfahrung-Bringen eines Korrekturfaktors auf der Grundlage des geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas im Verhältnis zu einem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis; nach dem In-Erfahrung-Bringen: Anlegen einer zweiten, höheren Spannung an den Sensor und Empfangen eines zweiten von dem Sensor ausgegebenen Pumpstroms, wobei der zweite Pumpstrom eine Menge an Sauerstoff und Wasser anzeigt, und Erkennen einer Ethanolmenge in in dem Motor verbranntem Kraftstoff auf der Grundlage des ersten und zweiten Pumpstroms und des Korrekturfaktors.
System nach Anspruch 17, wobei das Erkennen ein Anwenden des Korrekturfaktors auf den ersten und zweiten von dem Sensor ausgegebenen Pumpstrom und ein Berechnen der Ethanolmenge auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem korrigierten ersten und zweiten Pumpstrom beinhaltet.
System nach Anspruch 18, wobei das Steuergerät weitere Anweisungen zum Korrigieren der Ethanolmenge in in dem Motor verbranntem Kraftstoff auf der Grundlage einer Umgebungsfeuchtigkeit aufweist, wobei die Umgebungsfeuchtigkeit auf einer Ausgabe des Sensors beim Anlegen der ersten Spannung während Motorbedingungen ohne Kraftstoffzufuhr beruht.
System nach Anspruch 19, wobei das Steuergerät weitere Anweisungen aufweist zum: Anpassen eines Motorbetriebsparameters auf der Grundlage der Ethanolmenge in dem Kraftstoff und der Umgebungsfeuchtigkeit, wobei es sich bei dem Motorbetriebsparameter um einen oder mehrere aus einem AGR-Strom, einem Zündzeitpunkt und einer Kraftstoffeinspritzmenge handelt.