DE102014216482A1 - Verfahren und systeme zur feuchtigkeitsdetektion über einen abgassensor - Google Patents

Verfahren und systeme zur feuchtigkeitsdetektion über einen abgassensor Download PDF

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Abstract

Es werden verschiedene Verfahren und Systeme zum Bestimmen der Umgebungsfeuchtigkeit durch einen in einem Abgassystem eines Motors mit veränderlichem Hubraum angeordneten Abgassensor beschrieben. Eine Referenzspannung eines mit einer inaktiven Motorbank gekoppelten Sensors wird zwischen einer ersten und einer zweiten Spannung moduliert, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu schätzen. Gleichzeitig wird eine Referenzspannung eines mit einer aktiven Motorbank gekoppelten Sensors zwischen der ersten und der zweiten Spannung moduliert oder auf die erste Spannung gelegt, um den Kraftstoffalkoholgehalt bzw. das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu schätzen.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein die Umgebungsfeuchtigkeitsdetektion durch einen in ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Abgassensor.
  • Während Bedingungen, bei denen einem Motor kein Kraftstoff zugeführt wird, wobei zumindest ein Ansaugventil und ein Abgasventil arbeiten, wie bei einem Verzögerungskraftstoffabschalten ("Deceleration Fuel Shut Off" – DFSO), kann Umgebungsluft durch Motorzylinder und in das Abgassystem strömen. Bei einigen Beispielen kann ein Abgassensor verwendet werden, um die Umgebungsfeuchtigkeit während Bedingungen, bei denen dem Motor kein Kraftstoff zugeführt wird, zu bestimmen. Die Notwendigkeit des Wartens auf eine DFSO-Bedingung kann die Feuchtigkeitsmessung jedoch verzögern. Zusätzlich kann es eine lange Zeit in Anspruch nehmen, bis der Abgasstrom während der Bedingungen, bei denen dem Motor kein Kraftstoff zugeführt wird, frei von Kohlenwasserstoffen ist. Ferner wird während der DFSO-Bedingung, wenn eine Ansaugdrossel geschlossen ist, ein großes Krümmervakuum erzeugt, was zur Aufnahme einer großen PCV-Menge führen kann. Das aufgenommene PCV kann die Sensorausgabe beeinflussen und die Feuchtigkeitsmessung stören. Insgesamt kann eine genaue Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit verzögert werden.
  • Die Erfinder haben das vorstehende Problem erkannt und einen Ansatz entwickelt, um es zumindest teilweise zu adressieren. Demgemäß wird ein Verfahren für ein Motorsystem offenbart, das einen Abgassensor aufweist. Bei einem Beispiel umfasst das Verfahren Folgendes: selektives Deaktivieren einer ersten Zylindergruppe, während eine zweite Zylindergruppe aktiv gehalten wird, Modulieren einer Referenzspannung eines ersten Abgassensors, der stromabwärts der ersten Zylindergruppe gekoppelt ist, Ableiten einer Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage einer durch den ersten Sensor erzeugten Sensorausgabe ansprechend auf die Modulation und Einstellen eines Motorbetriebsparameters der zweiten Zylindergruppe auf der Grundlage der abgeleiteten Umgebungsfeuchtigkeit. Auf diese Weise kann die Feuchtigkeitsschätzung in der deaktivierten Bank eines Motors mit veränderlichem Hubraum ausgeführt werden, wodurch es weniger notwendig ist, auf eine DFSO-Bedingung zu warten.
  • Beispielsweise können während Niederlastbedingungen Zylinder auf einer ersten Motorbank selektiv deaktiviert werden, während Zylinder auf einer zweiten Motorbank aktiv bleiben. Dies verringert Pumpverluste und verbessert den Wirkungsgrad des Motors. Wenngleich die Kraftstoffzufuhr und die Zündung für die erste Motorbank deaktiviert sind, kann ein erster Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts der ersten Motorbank (jedoch nicht der zweiten Motorbank) gekoppelt ist, für eine Umgebungsfeuchtigkeitsdetektion moduliert werden. Insbesondere kann jede von einer ersten niedrigeren Spannung (beispielsweise 450 mV) und einer zweiten höheren Spannung (beispielsweise 1080 mV) abwechselnd an den Sensor angelegt werden und kann eine Sensorausgabe für jede Spannung (beispielsweise ein Pumpstrom bei jeder Spannung) festgehalten werden. Auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpstrom kann die Umgebungsfeuchtigkeit geschätzt werden. Gleichzeitig kann, während die zweite Motorbank aktiv ist, ein zweiter Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts der zweiten Motorbank (jedoch nicht der zweiten Motorbank) gekoppelt ist, für eine Kraftstoffethanolgehaltsdetektion und/oder eine Bestimmung des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses moduliert werden. Insbesondere kann während einer ersten Bedingung nur die erste Spannung an den zweiten Sensor angelegt werden und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage eines ersten vom Sensor ausgegebenen Pumpstroms geschätzt werden. Dann kann während einer zweiten Bedingung jede von der ersten und der zweiten Spannung abwechselnd an den zweiten Sensor angelegt werden und kann der Kraftstoffethanolgehalt auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpstrom, die vom Sensor bei der ersten bzw. der zweiten Spannung ausgegeben werden, geschätzt werden. Ein Motorbetriebsparameter der aktiven Bank (beispielsweise Kraftstoffeinspritzmenge, Zündzeitsteuerung, EGR-Anteil usw.) kann dann auf der Grundlage der an der inaktiven Bank geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit sowie des an der aktiven Bank geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Ethanolgehalts eingestellt werden.
  • Auf diese Weise wird durch Modulieren der Referenzspannung und Bestimmen der Änderung des Pumpstroms an einem mit einer selektiv deaktivierten Motorbank gekoppelten Abgassauerstoffsensor die Notwendigkeit des Wartens auf eine DFSO-Bedingung verringert, während auch die Wirkung eines sich ändernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses annulliert wird. Indem nicht auf eine DFSO-Bedingung gewartet wird, wird auch der PCV-Einfluss auf die Feuchtigkeitsschätzung verringert. Ferner kann die Umgebungsfeuchtigkeit in einem kürzeren Zeitraum bestimmt werden, weil das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht stabil zu sein braucht, bevor eine genaue Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit bestimmt werden kann. Überdies können durch gleichzeitiges Modulieren der Referenzspannung und Bestimmen der Änderung des Pumpstroms an einem mit der aktiven Motorbank gekoppelten Abgassauerstoffsensor eine Schätzung des Kraftstoffethanolgehalts und eine Schätzung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleichzeitig mit der Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung ausgeführt werden.
  • Es sei bemerkt, dass die vorstehende Kurzfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Es ist nicht vorgesehen, dass sie Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifiziert, dessen Schutzumfang ausschließlich durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementationen beschränkt, die irgendwelche der vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines Motors mit selektiv deaktivierbaren Zylindern,
  • 2 eine als Beispiel dienende Ausführungsform einer Verbrennungskammer in einem Motorsystem mit einem Abgassystem und einem Abgasrückführungssystem,
  • 3 ein schematisches Diagramm eines als Beispiel dienenden Abgassensors,
  • 4 ein Flussdiagramm einer Routine zum Betätigen eines oder mehrerer Abgassensoren, die mit einem Motor mit veränderlichem Hubraum gekoppelt sind,
  • 5 ein Flussdiagramm einer Routine zum Bestimmen der Umgebungsfeuchtigkeit, des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und/oder des Gehalts an verbranntem Kraftstoffalkohol auf der Grundlage der Abgassensoren des Motors mit veränderlichem Hubraum und
  • 6 ein Flussdiagramm einer Routine zum Einstellen von Motorbetriebsparametern auf der Grundlage der Umgebungsfeuchtigkeit, des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und/oder des Gehalts an verbranntem Kraftstoffalkohol, welche durch die Abgassensoren geschätzt wurden.
  • Es werden Verfahren und System zum Schätzen der Feuchtigkeit in einer inaktiven Bank eines Motors mit veränderlichem Hubraum (VDE) in der Art des Motors aus den 1–2 vorgestellt. Während eines VDE-Motorbetriebsmodus kann ein Abgassauerstoffsensor in der Art des Sensors aus 3, der stromabwärts einer inaktiven Motorbank gekoppelt ist, für die Feuchtigkeitsdetektion verwendet werden, während ein Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts der aktiven Bank gekoppelt ist, für die Schätzung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Kraftstoffethanolgehalts verwendet wird. Eine Steuereinrichtung kann dafür ausgelegt sein, eine Routine in der Art der Routine aus den 4–5 auszuführen, um einen mit einer inaktiven Motorbank gekoppelten Abgassauerstoffsensor während eines VDE-Motorbetriebsmodus zu modulieren, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu schätzen, während ein mit der aktiven Motorbank gekoppelter Abgassauerstoffsensor moduliert wird, um den Gehalt an verbranntem Kraftstoffalkohol (beispielsweise Ethanol) zu schätzen und ein Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu messen. Motorbetriebsparameter der aktiven Bank während des VDE-Betriebsmodus sowie beider Bänke während eines nachfolgenden Nicht-VDE-Betriebs werden auf der Grundlage der geschätzten Feuchtigkeit, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Kraftstoffalkoholgehalts geschätzt (6). Zusätzlich kann die Reaktivierung der inaktiven Bank auf der Grundlage zumindest der Feuchtigkeitsmessung eingestellt werden.
  • 1 zeigt eine als Beispiel dienende Ausführungsform 100 des Motors 10, wobei der Motor als ein Motor mit veränderlichem Hubraum (VDE) ausgelegt ist. Der Motor 10 mit veränderlichem Hubraum weist mehrere Verbrennungskammern oder Zylinder 31 auf. Die mehreren Zylinder 31 des Motors 10 sind als Zylindergruppen auf getrennten Motorbänken angeordnet. Beim dargestellten Beispiel weist der Motor 10 zwei Motorbänke 14A, 14B auf. Demgemäß sind die Zylinder als eine erste auf der ersten Motorbank 14A angeordnete Zylindergruppe (vier Zylinder beim dargestellten Beispiel) und eine auf der zweiten Motorbank 14B angeordnete zweite Zylindergruppe (vier Zylinder beim dargestellten Beispiel) angeordnet. Es sei bemerkt, dass, wenngleich die in 1 dargestellte Ausführungsform einen V-Motor mit auf verschiedenen Bänken angeordneten Zylindern zeigt, dies nicht als einschränkend gemeint ist, und dass der Motor gemäß alternativen Ausführungsformen ein Reihenmotor sein kann, wobei alle Motorzylinder auf einer gemeinsamen Motorbank angeordnet sind.
  • Der Motor 10 mit veränderlichem Hubraum kann Ansaugluft über einen Ansaugdurchgang 142 empfangen, der mit einem verzweigten Ansaugkrümmer 44A, 44B kommuniziert. Insbesondere empfängt die erste Motorbank 14A Ansaugluft vom Ansaugdurchgang 142 über den ersten Ansaugkrümmer 44A, während die zweite Motorbank 14B Ansaugluft vom Ansaugdurchgang 142 über den zweiten Ansaugkrümmer 44B empfängt. Wenngleich die Motorbänke 14A, 14B mit getrennten Ansaugkrümmern dargestellt sind, ist zu verstehen, dass sie sich gemäß alternativen Ausführungsformen einen gemeinsamen Ansaugkrümmer oder einen Teil eines gemeinsamen Ansaugkrümmers teilen können. Die den Zylindern des Motors zugeführte Luftmenge kann durch Einstellen der Position der Drossel 62 gesteuert werden. Zusätzlich kann die jeder Zylindergruppe auf den spezifischen Bänken zugeführte Luftmenge durch Ändern der Ansaugventilzeitsteuerung von einem oder mehreren der mit den Zylindern gekoppelten Ansaugventile eingestellt werden.
  • An den Zylindern der ersten Motorbank 14A erzeugte Verbrennungsprodukte werden zu einem oder mehreren Abgaskatalysatoren im ersten Abgaskrümmer 48A geleitet, wo die Verbrennungsprodukte behandelt werden, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben werden. Eine erste Emissionssteuervorrichtung 70A ist mit dem ersten Abgaskrümmer 48A gekoppelt. Die erste Emissionssteuervorrichtung 70A kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren in der Art eines eng gekoppelten Katalysators aufweisen. Bei einem Beispiel kann der eng gekoppelte Katalysator an der Emissionssteuervorrichtung 70A ein Dreiwegekatalysator sein. An der ersten Motorbank 14A erzeugtes Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70A behandelt, bevor es zu einer ersten Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80A geleitet wird. Die erste Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80A kann einen ersten Unterkörperabgaskatalysator 82A und einen zweiten Unterkörperabgaskatalysator 84A aufweisen. Bei einem Beispiel weist der erste Unterkörperabgaskatalysator 82A einen SCR-Katalysator auf, der für eine selektive katalytische Reduktion ausgelegt ist, wobei NOx-Spezies unter Verwendung von Ammoniak zu Stickstoff reduziert werden. Als ein anderes Beispiel schließt der zweite Unterkörperabgaskatalysator 84A einen Dreiwegekatalysator ein. Der erste Unterkörperabgaskatalysator 82A kann stromaufwärts des zweiten Unterkörperabgaskatalysators 84A (in einer Richtung des Abgasstroms) in der Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80A, jedoch stromabwärts eines dritten eng gekoppelten Abgaskatalysators (in der Emissionssteuervorrichtung 70A enthalten) angeordnet sein. Abgas, das beim Durchgang durch die erste Emissionssteuervorrichtung 70A und die erste Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80A behandelt wird, wird dann entlang dem ersten Abgaskrümmer 48A zu einer Abgaszusammenführungsstelle 55 geleitet. Von dort aus kann das Abgas über einen gemeinsamen Abgasdurchgang 50 zur Atmosphäre geleitet werden.
  • Verbrennungsprodukte, die an den Zylindern der zweiten Motorbank 14B erzeugt werden, werden über einen zweiten Abgaskrümmer 48B an die Atmosphäre ausgestoßen. Eine zweite Emissionssteuervorrichtung 70B ist mit dem zweiten Abgaskrümmer 48B gekoppelt. Die zweite Emissionssteuervorrichtung 70B kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren in der Art eines eng gekoppelten Katalysators aufweisen. Bei einem Beispiel kann der eng gekoppelte Katalysator an der Emissionssteuervorrichtung 70A ein Dreiwegekatalysator sein. An der zweiten Motorbank 14B erzeugtes Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70B behandelt, bevor es zur zweiten Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80B geleitet wird. Die zweite Unterkörperemissionssteuervorrichtung 80B kann auch einen ersten Unterkörperabgaskatalysator 82B und einen zweiten Unterkörperabgaskatalysator 84B aufweisen.
  • Während 1 jede Motorbank mit jeweiligen Unterkörperemissionssteuervorrichtungen gekoppelt zeigt, kann jede Motorbank gemäß alternativen Ausführungsformen mit jeweiligen Emissionssteuervorrichtungen 70A, 70B gekoppelt sein, jedoch mit einer gemeinsamen Unterkörperemissionssteuervorrichtung, die stromabwärts der Abgaszusammenführungsstelle 55 und eines gemeinsamen Abgasdurchgangs angeordnet ist.
  • Verschiedene Sensoren können mit dem Motor 10 gekoppelt werden. Beispielsweise kann ein erster Abgassensor 72 stromabwärts der ersten Emissionssteuervorrichtung 70A mit dem ersten Abgaskrümmer 48A der ersten Motorbank 14A gekoppelt werden, während ein zweiter Abgassensor 74 stromabwärts der zweiten Emissionssteuervorrichtung 70B mit dem zweiten Abgaskrümmer 48B der zweiten Motorbank 14B gekoppelt wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen können zusätzliche Abgassensoren stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtungen gekoppelt werden. Es können noch andere Sensoren, wie Temperatursensoren, aufgenommen werden, die beispielsweise mit der Unterkörperemissionssteuervorrichtung (den Unterkörperemissionssteuervorrichtungen) gekoppelt werden. Wie in den 2–3 dargestellt, können die Abgassensoren 72 und 74 Abgassauerstoffsensoren, wie EGO-, HEGO- oder UEGO-Sensoren, aufweisen.
  • Ein oder mehrere Motorzylinder können während ausgewählter Motorbetriebsbedingungen selektiv deaktiviert werden. Beispielsweise können während niedriger Motorlasten ein oder mehrere Zylinder einer ausgewählten Motorbank selektiv deaktiviert werden. Selbst wenn die Motorlast geringer ist, wird durch das Deaktivieren ausgewählter Zylinder die durchschnittliche Zylinderlast der restlichen aktiven Zylinder erhöht, wodurch die Pumpwirksamkeit verbessert wird. Die selektive Zylinderdeaktivierung kann das Deaktivieren der Kraftstoffzufuhr und der Zündung an den ausgewählten Motorzylindern einschließen (oder einer ausgewählten Motorbank, falls eine gesamte Bank deaktiviert wird, wie bei Flachkurbelwellenanordnungen). Zusätzlich kann die Ansaug- und/oder Abgasventilzeitsteuerung eingestellt werden, so dass im Wesentlichen keine Luft durch die inaktive Motorbank gepumpt wird, während Luft weiter durch die aktive Motorbank strömt. Gemäß einigen Ausführungsformen können die deaktivierten Zylinder Zylinderventile aufweisen, die während eines oder mehrerer Motorzyklen geschlossen gehalten werden, wobei die Zylinderventile durch hydraulisch betätigte Heber oder über einen Nockenprofilschalt-(CPS)-Mechanismus, wobei eine Nockenkeule ohne Hub für deaktivierte Ventile verwendet wird, deaktiviert werden. Bei einem Beispiel kann eine Motorsteuereinrichtung während eines Schaltens in den VDE-Modus selektiv alle Zylinder einer gegebenen Motorbank (entweder 14A oder 14B) deaktivieren und dann die Zylinder während eines Zurückschaltens in den Nicht-VDE-Modus reaktivieren.
  • Wie in 4 dargestellt, kann eine Steuereinrichtung einen mit der inaktiven Motorbank gekoppelten Abgassensor während eines VDE-Betriebsmodus verwenden, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu schätzen. Insbesondere kann die Referenzspannung des mit der inaktiven Bank gekoppelten Abgassensors moduliert werden und kann die Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der Änderung des bei den Referenzspannungen ausgegebenen Pumpstroms geschätzt werden. Durch Ausführen der Schätzung (welche erfordert, dass Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr vorhanden sind) unter Verwendung des mit der inaktiven Bank gekoppelten Abgassensors während eines VDE-Motorbetriebsmodus wird es weniger wichtig, auf eine DFSO-Bedingung zu warten, um die Feuchtigkeitsschätzung auszuführen. Zusätzlich wird die Wirkung eines sich ändernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf die Sensorausgabe annulliert. Ferner wird, indem nicht auf eine DFSO-Bedingung gewartet wird, bei der die Ansaugdrossel geschlossen ist und das Krümmervakuum erhöht ist, auch der Einfluss von PCV-Kohlenwasserstoffen auf die Sensorausgabe verringert. Insgesamt kann die Umgebungsfeuchtigkeit in einem kürzeren Zeitraum bestimmt werden, weil das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht stabil sein muss, bevor eine genaue Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit bestimmt werden kann.
  • Während die Feuchtigkeitsschätzung an der inaktiven Motorbank ausgeführt wird, können die Schätzung des Kraftstoffethanolgehalts und/oder die Schätzung des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (welche Bedingungen mit Kraftstoffzufuhr erfordern) gleichzeitig an der aktiven Bank ausgeführt werden. Insbesondere können durch gleichzeitiges Modulieren der Referenzspannung und Bestimmen der Änderung des Pumpstroms an einem Abgassauerstoffsensor, der mit der aktiven Motorbank gekoppelt ist, die Schätzung des Kraftstoffethanolgehalts und die Schätzung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleichzeitig als Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung ausgeführt werden. Indem ermöglicht wird, dass die Schätzungen gleichzeitig statt sequenziell ausgeführt werden, können alle Schätzungen in einem kürzeren Zeitraum abgeschlossen werden, ohne an Genauigkeit der Ergebnisse zu verlieren.
  • Beispielsweise können während eines VDE-Betriebsmodus alle Zylinder der Motorbank 14A deaktiviert werden, während alle Zylinder der Motorbank 14B aktiv gehalten werden. Während des VDE-Betriebsmodus kann die Referenzspannung des Abgassauerstoffsensors 72 zwischen einer ersten niedrigeren Referenzspannung (welche es nicht ermöglicht, dass Wasser dissoziiert wird) und einer zweiten höheren Referenzspannung (welche es ermöglicht, dass Wasser dissoziiert wird) moduliert werden. Die Ausgabe des Sensors 72 bei den beiden Referenzspannungen wird dann verwendet, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu schätzen. Gleichzeitig kann die Referenzspannung des Abgassauerstoffsensors 74 zwischen der ersten und der zweiten Referenzspannung moduliert werden und kann die Ausgabe des Sensors 74 bei den beiden Spannungen verwendet werden, um den Ethanolgehalt des im Motor verbrannten Kraftstoffs zu schätzen. Zusätzlich können vor oder nach der Ethanolschätzung die erste Referenzspannung an den Abgassauerstoffsensor 74 angelegt werden und die Ausgabe des Sensors 74 bei der Referenzspannung verwendet werden, um das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu schätzen. Die Kraftstoffeinspritzung in die Motorbank 14B kann dann auf der Grundlage von einer oder mehreren von der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit, dem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Kraftstoffethanolgehalt eingestellt werden. Zusätzlich kann die Reaktivierung der Motorbank 14A zumindest bis zum Abschluss der Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung verzögert werden. Ferner können nach der Reaktivierung die Kraftstoffeinspritzung, die Zündzeitsteuerung und der EGR-Strom zu beiden Motorbänken auf der Grundlage der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit, des geschätzten Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des geschätzten Kraftstoffethanolgehalts eingestellt werden.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Zylinders eines Mehrzylindermotors 10 in einem Motorsystem 200, das in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein die Steuereinrichtung 12 aufweisendes Steuersystem und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugbediener 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. Eine Verbrennungskammer (d.h. ein Zylinder) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 32 mit einem darin angeordneten Kolben 36 aufweisen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem mit wenigstens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Die Verbrennungskammer 30 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugdurchgang 42 empfangen und Verbrennungsgase über einen Abgasdurchgang 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgasdurchgang 48 können über das Ansaugventil 52 bzw. das Abgasventil 54 selektiv mit der Verbrennungskammer 30 kommunizieren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Ansaugventile und/oder zwei oder mehr Abgasventile aufweisen.
  • Bei diesem Beispiel können das Ansaugventil 52 und das Abgasventil 54 durch Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken aufweisen und eines oder mehrere von einem Profilschalt-(CPS)-System, einem System mit veränderlicher Nockenzeitsteuerung (VCT), einem System mit veränderlicher Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder einem System mit einem veränderlichen Ventilhub (VVL) verwenden, welche durch die Steuereinrichtung 12 betätigt werden können, um den Ventilbetrieb zu ändern. Die Position des Ansaugventils 52 und des Abgasventils 54 können durch Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. Gemäß alternativen Ausführungsformen können das Ansaugventil 52 und/oder das Abgasventil 54 durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein durch elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Ansaugventil und ein durch Nockenbetätigung, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, gesteuertes Abgasventil aufweisen.
  • Ein Kraftstoffeinspritzer 66 ist wie dargestellt direkt mit der Verbrennungskammer 30 gekoppelt, um Kraftstoff darin direkt proportional zur Pulsbreite des über einen elektronischen Treiber 68 von der Steuereinrichtung 12 empfangenen Signals FPW einzuspritzen. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 66 eine so genannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bereit. Der Kraftstoffeinspritzer kann beispielsweise in der Seite der Verbrennungskammer oder im oberen Teil der Verbrennungskammer (wie dargestellt) montiert sein. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzer 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler aufweist. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 alternativ oder zusätzlich einen Kraftstoffeinspritzer aufweisen, der in einer Konfiguration, welche eine so genannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den Ansaugstutzen stromaufwärts der Verbrennungskammer 30 bereitstellt, im Ansaugkrümmer 44 angeordnet ist.
  • Der Ansaugdurchgang 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 64 aufweisen. Bei diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselplatte 64 durch die Steuereinrichtung 12 über ein Signal geändert werden, das einem Elektromotor oder einem Betätigungselement bereitgestellt wird, der oder das in die Drossel 62 aufgenommen ist, wobei es sich um eine Konfiguration handelt, die üblicherweise als elektronische Drosselsteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 betätigt werden, um die der Verbrennungskammer 30 bereitgestellte Ansaugluft unter anderen Motorzylindern zu ändern. Die Position der Drosselplatte 64 kann der Steuereinrichtung 12 durch ein Drosselpositionssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugdurchgang 42 kann einen Luftmassenstromsensor 120 und einen Krümmerluftdrucksensor 122 zum Bereitstellen jeweiliger Signale MAF und MAP zur Steuereinrichtung 12 aufweisen.
  • Ein Abgassensor 126 ist wie dargestellt mit dem Abgasdurchgang 48 stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 70 gekoppelt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft/Kraftstoff-Verhältnisses in der Art eines linearen Sauerstoffsensors oder UEGO-(Universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff)-Sensors, eines Zweizustandssauerstoffsensors oder EGO-Sensors, eines HEGO-(Erwärmter-EGO)-Sensors, eines NOx-Sensors, eines HC-Sensors oder eines CO-Sensors sein. Die Emissionssteuervorrichtung 70 ist entlang dem Abgasdurchgang 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet dargestellt. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 durch Betreiben wenigstens eines Zylinders des Motors innerhalb eines bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
  • Ferner kann gemäß den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungs-(EGR)-System 140 einen gewünschten Teil des Abgases vom Abgasdurchgang 48 über einen EGR-Durchgang 152 zum Ansaugkrümmer 44 leiten. Die dem Ansaugkrümmer 44 bereitgestellte EGR-Menge kann über ein EGR-Ventil 144 durch die Steuereinrichtung 12 geändert werden. Ferner kann ein EGR-Sensor 146 innerhalb des EGR-Durchgangs 152 angeordnet sein und eine Angabe von einem oder mehreren vom Druck, von der Temperatur und von der Bestandteilskonzentration des Abgases bereitstellen. Unter einigen Bedingungen kann das EGR-System 140 verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches innerhalb der Verbrennungskammer zu regeln und dadurch ein Verfahren zum Steuern der Zündzeit während einiger Verbrennungsmodi bereitzustellen. Ferner kann während einiger Bedingungen ein Teil der Verbrennungsgase zurückgehalten werden oder in der Verbrennungskammer eingefangen werden, indem die Abgasventilzeitsteuerung gesteuert wird, beispielsweise durch Steuern eines veränderlichen Ventilzeitsteuerungsmechanismus.
  • Die Steuereinrichtung 12 ist in 2 als ein Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Ein-/Ausgabeports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, das in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip 106 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen Datenbus aufweist. Die Steuereinrichtung 12 kann verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen empfangen, einschließlich einer Messung des induzierten Massenluftstroms (MAF) vom Massenluftstromsensor 120, der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 gekoppelten Temperatursensor 112, eines Profilzündaufnahmesignals (PIP) von einem mit der Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), einer Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor und eines Absolutkrümmerdrucksignals MAP vom Sensor 122. Ein Motorgeschwindigkeitssignal RPM kann anhand des Signals PIP von der Steuereinrichtung 12 erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Vakuums oder des Drucks im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es sei bemerkt, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden Sensoren verwendet werden können, wie ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der erfassten Motorgeschwindigkeit eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motorgeschwindigkeitssensor verwendet wird, für jede Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Pulse erzeugen.
  • Der Speichermediumnurlesespeicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, welche durch den Prozessor 102 ausführbare nicht flüchtige Befehle darstellen, um die nachstehend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die vorweggenommen werden aber nicht spezifisch aufgelistet sind, auszuführen.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und jeder Zylinder kann ähnlich seinen eigenen Satz von Ansaug-/Abgasventilen, einem Kraftstoffeinspritzer, einer Zündkerze usw. aufweisen.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht einer als Beispiel dienenden Ausführungsform eines Abgassensors in der Art eines UEGO-Sensors 300, der dafür ausgelegt ist, die Konzentration von Sauerstoff (O2) in einem Abgasstrom zu messen. Der Sensor 300 kann beispielsweise als der vorstehend mit Bezug auf 2 beschriebene Abgassensor 126 oder als einer der vorstehend mit Bezug auf 1 beschriebenen Abgassensoren 72 und 74 arbeiten. Der Sensor 300 umfasst mehrere Schichten eines oder mehrerer in einer gestapelten Konfiguration angeordneter Keramikmaterialien. Gemäß der Ausführungsform aus 3 sind fünf Keramikschichten als Schichten 301, 302, 303, 304 und 305 dargestellt. Diese Schichten weisen eine oder mehrere Schichten eines festen Elektrolyten auf, der in der Lage ist, ionischen Sauerstoff zu leiten. Beispiele geeigneter fester Elektrolyte schließen zirkoniumoxidbasierte Materialien ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Ferner kann gemäß einigen Ausführungsformen in der Art der in 3 dargestellten eine Heizung 307 in thermischer Verbindung mit den Schichten angeordnet sein, um die Ionenleitfähigkeit der Schichten zu erhöhen. Wenngleich der dargestellte UEGO-Sensor 300 aus fünf Keramikschichten gebildet ist, ist zu verstehen, dass der UEGO-Sensor auch andere geeignete Anzahlen von Keramikschichten aufweisen kann.
  • Die Schicht 302 weist ein Material oder Materialien auf, die einen Diffusionsweg 310 erzeugen. Der Diffusionsweg 310 ist dafür ausgelegt, Abgase durch Diffusion in einen ersten inneren Hohlraum 322 einzuleiten. Der Diffusionsweg 310 kann dafür ausgelegt sein, es zu ermöglichen, dass eine oder mehrere Komponenten von Abgasen, einschließlich eines gewünschten Analyts (beispielsweise O2), jedoch ohne Einschränkung darauf, bei einer stärker begrenzten Rate in den inneren Hohlraum 322 diffundieren als der Analyt durch Pumpelektrodenpaare 312 und 314 herein- oder herausgepumpt werden kann. Auf diese Weise kann ein stöchiometrisches O2-Niveau im ersten inneren Hohlraum 322 erhalten werden.
  • Der Sensor 300 weist ferner einen zweiten inneren Hohlraum 324 innerhalb der Schicht 304 auf, der vom ersten inneren Hohlraum 322 durch die Schicht 303 getrennt ist. Der zweite innere Hohlraum 324 ist dafür ausgelegt, einen konstanten Sauerstoffpartialdruck zu erhalten, der einer stöchiometrischen Bedingung entspricht, wobei beispielsweise ein im zweiten inneren Hohlraum 324 vorhandenes Sauerstoffniveau gleich jenem ist, welches das Abgas haben würde, falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch wäre. Die Sauerstoffkonzentration im zweiten inneren Hohlraum 324 wird durch einen Pumpstrom Icp konstant gehalten. Hier kann der zweite innere Hohlraum 324 als eine Referenzzelle bezeichnet werden.
  • Ein Paar von Messelektroden 316 und 318 ist in Kommunikation mit dem ersten inneren Hohlraum 322 und der Referenzzelle 324 angeordnet. Das Messelektrodenpaar 316 und 318 detektiert einen Konzentrationsgradienten, der sich zwischen dem ersten inneren Hohlraum 322 und der Referenzzelle 324 dadurch entwickeln kann, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgas höher oder niedriger als das stöchiometrische Niveau ist. Eine hohe Sauerstoffkonzentration kann durch eine magere Abgasmischung hervorgerufen werden, während eine niedrige Sauerstoffkonzentration beispielsweise durch eine reiche Mischung hervorgerufen werden kann.
  • Das Paar von Pumpelektroden 312 und 314 ist in Kommunikation mit dem inneren Hohlraum 322 angeordnet und dafür ausgelegt, elektrochemisch einen ausgewählten Gasbestandteil (beispielsweise O2) vom inneren Hohlraum 322 durch die Schicht 301 und aus dem Sensor 300 heraus zu pumpen. Alternativ kann das Paar von Pumpelektroden 312 und 314 dafür ausgelegt sein, elektrochemisch ein ausgewähltes Gas durch die Schicht 301 und in den inneren Hohlraum 322 zu pumpen. Hier kann das Pumpelektrodenpaar 312 und 314 als eine O2-Pumpzelle bezeichnet werden.
  • Die Elektroden 312, 314, 316 und 318 können aus verschiedenen geeigneten Materialien hergestellt werden. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Elektroden 312, 314, 316 und 318 zumindest teilweise aus einem Material bestehen, das die Dissoziation molekularen Sauerstoffs katalysiert. Beispiele solcher Materialien schließen Platin und/oder Gold enthaltende Elektroden ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Der Prozess des elektrochemischen Pumpens des Sauerstoffs aus dem inneren Hohlraum 322 heraus oder in diesen hinein weist das Anlegen eines elektrischen Stroms Ip über das Pumpelektrodenpaar 312 und 314 auf. Der an die O2-Pumpzelle angelegte Pumpstrom Ip pumpt Sauerstoff in den ersten inneren Hohlraum 322 hinein oder aus diesem heraus, um ein stöchiometrisches Sauerstoffniveau in der Hohlraumpumpzelle aufrechtzuerhalten. Der Pumpstrom Ip ist proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas. Demgemäß bewirkt eine magere Mischung, dass Sauerstoff aus dem inneren Hohlraum 322 herausgepumpt wird, und bewirkt eine reiche Mischung, dass Sauerstoff in den inneren Hohlraum 322 gepumpt wird.
  • Ein Steuersystem (in 3 nicht dargestellt) erzeugt das Pumpspannungssignal Vp als Funktion der Intensität des Pumpstroms Ip, der erforderlich ist, um innerhalb des ersten inneren Hohlraums 322 ein stöchiometrisches Niveau aufrechtzuerhalten.
  • Es sei bemerkt, dass der hier beschriebene UEGO-Sensor lediglich eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines UEGO-Sensors ist und dass andere Ausführungsformen von UEGO-Sensoren zusätzliche und/oder alternative Merkmale und/oder Auslegungen haben können.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine 400 zum Betreiben eines oder mehrerer Abgassensoren, die mit einem VDE gekoppelt sind. Insbesondere bestimmt die Routine, ob VDE-Modusbedingungen erfüllt sind, und steuert das Motorsystem entsprechend. Falls beispielsweise VDE-Bedingungen erfüllt sind, wird eine gewählte Bank von Motorzylindern (beispielsweise eine erste Bank oder eine zweite Bank) deaktiviert und werden Abgassensoren, die jeder Zylinderbank entsprechen, betätigt, um die Umgebungsfeuchtigkeit, den Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu messen. Beispielsweise misst der mit der inaktiven Bank gekoppelte Abgassensor die Umgebungsfeuchtigkeit, während der mit der aktiven Bank gekoppelte Abgassensor den Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis misst.
  • Bei 402 der Routine 400 werden Motorbetriebsbedingungen bestimmt. Als nicht einschränkende Beispiele können die Betriebsbedingungen die Motorlast, die Umgebungstemperatur, die Zündzeitsteuerung, die Ventilzeitsteuerung, die Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung usw. einschließen.
  • Sobald die Betriebsbedingungen bestimmt wurden, wird die Routine bei 404 fortgesetzt, wo bestimmt wird, ob VDE-Modusbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise können VDE-Modusbedingungen einen Betrieb bei geringer Motorlast einschließen. Wenn beispielsweise eine Zylinderbank deaktiviert wird, wird die durchschnittliche Zylinderlast der restlichen Zylinder in der aktiven Motorbank erhöht. Falls die Motorlast gering ist, kann die Last der aktiven Zylinder demgemäß nicht zu hoch werden, auch wenn die Last in den aktiven Zylindern erhöht wird.
  • Falls bestimmt wird, dass VDE-Betriebsmodusbedingungen nicht erfüllt sind, bewegt sich die Routine zu 418, wo der Motorbetrieb, bei dem alle Zylinder aktiv sind, aufrechterhalten wird. Beispielsweise bleiben alle Zylinder beider Motorbänke aktiv, so dass die Verbrennung in jedem der Zylinder ausgeführt wird.
  • Falls andererseits bestimmt wird, dass die VDE-Modusbedingungen erfüllt sind, wird die Routine bei 406 fortgesetzt, wo Motorzylinder einer gewählten Motorbank selektiv deaktiviert werden. Beispielsweise kann das Deaktivieren der Motorzylinder der gewählten Bank das Deaktivieren der Kraftstoffzufuhr (beispielsweise durch selektiv deaktivierbare Kraftstoffeinspritzer) und der Zündung an der gewählten Motorbank einschließen. Zusätzlich kann die Ansaug- und/oder Abgasventilzeitsteuerung eingestellt werden, so dass im Wesentlichen keine Luft durch die inaktive Motorbank gepumpt wird, während Luft weiter durch die aktive Motorbank strömt.
  • Sobald die ausgewählten Zylinder deaktiviert wurden, wird die Routine bei 408 fortgesetzt, wo der Abgassauerstoffsensor der inaktiven Motorbank betätigt wird, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu messen, wie nachstehend in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 5 beschrieben wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird durch das Messen der Umgebungsfeuchtigkeit durch den mit der inaktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensor das Warten auf eine DFSO-Bedingung für das Messen der Umgebungsfeuchtigkeit weniger notwendig. Zusätzlich wird dadurch, dass nicht auf eine DFSO-Bedingung gewartet wird, auch der PCV-Einfluss auf die Feuchtigkeitsschätzung verringert. Ferner wird die Wirkung eines sich ändernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf die Sensorausgabe annulliert, weil die Verbrennung nicht in den Zylindern der inaktiven Bank erfolgt. Dabei kann die Umgebungsfeuchtigkeit in einem kürzeren Zeitraum bestimmt werden, weil das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht stabil sein muss, bevor eine genaue Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit bestimmt werden kann.
  • Bei 410 wird der Abgassauerstoffsensor der aktiven Motorbank betätigt, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und/oder den Kraftstoffalkoholgehalt zu messen, wie nachstehend in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 5 beschrieben wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Messungen der Umgebungsfeuchtigkeit und des Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleichzeitig ausgeführt werden, weil die Umgebungsfeuchtigkeit durch den mit der inaktiven Motorbank gekoppelten Sensor gemessen wird und der Kraftstoffalkoholgehalt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch den mit der aktiven Motorbank gekoppelten Sensor gemessen werden. Auf diese Weise kann die Messung in einer kürzeren Zeit ausgeführt werden, während die Genauigkeit aufrechterhalten wird.
  • Bei 412 wird bestimmt, ob Nicht-VDE-Modusbedingungen erfüllt sind. Nicht-VDE-Modusbedingungen können beispielsweise einen Betrieb bei einer hohen Motorlast einschließen. Falls bestimmt wird, dass Nicht-VDE-Modusbedingungen nicht erfüllt sind, bewegt sich die Routine zu 420, und der Motorbetrieb wird im VDE-Modus gehalten, bis Nicht-VDE-Modusbedingungen erfüllt sind.
  • Falls andererseits bestimmt wird, dass Nicht-VDE-Modusbedingungen erfüllt sind, wird die Routine bei 414 fortgesetzt, wo bestimmt wird, ob die Feuchtigkeitsmessung abgeschlossen ist. Es kann beispielsweise bestimmt werden, dass die Feuchtigkeitsmessung abgeschlossen ist, wenn die Modulation einer Referenzspannung des Abgassensors abgeschlossen ist. Falls bestimmt wird, dass die Feuchtigkeitsmessung nicht abgeschlossen ist, bewegt sich die Routine zu 422, wo die Zylinderreaktivierung verzögert wird, bis die Feuchtigkeitsmessung abgeschlossen ist. Beispielsweise bleibt die deaktivierte Zylinderbank deaktiviert, bis die Sensorreferenzspannungsmodulation endet oder das Steuersystem eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit empfängt.
  • Falls stattdessen bestimmt wird, dass die Feuchtigkeitsmessung abgeschlossen ist, wird die Routine bei 416 fortgesetzt, wo Motorzylinder der gewählten Motorbank selektiv reaktiviert werden. Die Zylinder können beispielsweise in einer bestimmten Reihenfolge beispielsweise auf der Grundlage von Betriebsbedingungen oder zum Verhindern eines Klopfens reaktiviert werden. Bei einigen Beispielen kann die Reaktivierung der Zylinder ansprechend darauf verzögert werden, dass die Umgebungsfeuchtigkeit höher als eine Schwellenfeuchtigkeit ist. Beispielsweise kann die Schwellenfeuchtigkeit auf einer Klopfgrenze des Motors beruhen.
  • Demgemäß können während eines VDE-Betriebsmodus, in dem eine Motorzylinderbank deaktiviert ist, so dass eine Verbrennung in den Zylindern der deaktivierten Bank nicht ausgeführt wird, Messungen der Umgebungsfeuchtigkeit und des Kraftstoffalkoholgehalts oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleichzeitig ausgeführt werden. Auf diese Weise können die Messungen in einem kürzeren Zeitraum ausgeführt werden, ohne die Genauigkeit der Messungen zu verringern. Ferner kann der VDE-Betriebsmodus fortgesetzt werden, bis die Umgebungsfeuchtigkeitsmessung abgeschlossen wurde.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine 500 zum Bestimmen der Umgebungsfeuchtigkeit, des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und/oder des Gehalts an verbranntem Kraftstoffalkohol auf der Grundlage des Abgassensors eines Motors mit veränderlichem Hubraum in der Art des vorstehend mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Motors 10. Insbesondere bestimmt die Routine, ob jede der Messungen erwünscht ist, und eine Referenzspannung wird demgemäß an den entsprechenden Abgassensor angelegt. Die Referenzspannung wird beispielweise an den Sensor der inaktiven Motorbank angelegt und zwischen einer ersten und einer zweiten Spannung moduliert, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu bestimmen. Zur Bestimmung des Kraftstoffalkoholgehalts und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird die Referenzspannung an den Sensor der aktiven Motorbank angelegt. Die Referenzspannung wird zwischen einer ersten und einer zweiten Spannung moduliert, um den Kraftstoffalkoholgehalt zu bestimmen, und auf die erste Spannung gelegt, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bestimmen.
  • Bei 502 der Routine 500 wird bestimmt, ob eine Feuchtigkeitsmessung erwünscht ist. Beispielsweise kann die Feuchtigkeitsmessung erwünscht sein, wenn eine Messung der Umgebungsfeuchtigkeit über eine Dauer, die größer als eine Schwellendauer ist, nicht erhalten wurde, oder ansprechend auf sich ändernde Umgebungsbedingungen in der Art einer Änderung der Umgebungstemperatur, erwünscht sein.
  • Falls bestimmt wird, dass die Feuchtigkeitsmessung erwünscht ist, wird die Routine bei 504 fortgesetzt, wo die Referenzspannung des mit der inaktiven Motorzylinderbank gekoppelten Abgassensors zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung moduliert wird, wobei die erste Spannung niedriger als eine zweite Spannung ist. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Spannung 450 mV betragen und kann die zweite Spannung 950 mV betragen. Bei 450 mV kann beispielsweise der Pumpstrom den Sauerstoffanteil im Abgas angeben. Bei 950 mV können Wassermoleküle dissoziiert werden, so dass der Pumpstrom den Sauerstoffanteil im Abgas zusätzlich zu einem Sauerstoffanteil von dissoziierten Wassermolekülen angibt. Die erste Spannung kann eine Spannung sein, bei der beispielsweise die Sauerstoffkonzentration im Abgas bestimmt werden kann, während die zweite Spannung eine Spannung sein kann, bei der Wassermoleküle dissoziiert werden können. Auf diese Weise kann die Feuchtigkeit des Abgases auf der Grundlage der Wasserkonzentration bestimmt werden.
  • Bei 506 wird eine Änderung des Pumpstroms während der Modulation bestimmt. Beispielsweise ist die Änderung des Pumpstroms die Differenz zwischen der Pumpstromausgabe ansprechend auf das Anlegen der ersten Referenzspannung und der Pumpstromausgabe ansprechend auf das Anlegen der zweiten Referenzspannung.
  • Bei 508 wird die Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage des Pumpstroms bestimmt. Durch Modulieren der Referenzspannung und Bestimmen einer entsprechenden Änderung des Pumpstroms kann eine Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit (beispielsweise der Konzentration von Wassermolekülen) abgeleitet werden.
  • Auf 502 zurück verweisend sei bemerkt, dass, falls bestimmt wird, dass eine Feuchtigkeitsmessung nicht erwünscht ist, sich die Routine 500 zu 510 bewegt, wo bestimmt wird, ob eine Kraftstoffalkoholgehaltsmessung erwünscht ist. Beispielsweise kann eine Schätzung des Kraftstoffalkoholgehalts nach einer Kraftstofftanknachfüllung erwünscht sein.
  • Falls bestimmt wird, dass eine Kraftstoffalkoholgehaltsmessung erwünscht ist, wird die Routine 500 bei 512 fortgesetzt, wo die Referenzspannung des mit der aktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensors zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten höheren Spannung moduliert wird. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Spannung 450 mV betragen und kann die zweite Spannung 1080 mV betragen. Beispielsweise können bei 1080 mV Kohlendioxid-(CO2)-Moleküle zusätzlich zu Wassermolekülen dissoziiert werden.
  • Bei 514 wird die Änderung des Pumpstroms während der Modulation bestimmt. Beispielsweise ist die Änderung des Pumpstroms die Differenz zwischen der Pumpstromausgabe ansprechend auf das Anlegen der ersten Referenzspannung und der Pumpstromausgabe ansprechend auf das Anlegen der zweiten Referenzspannung.
  • Sobald die Änderung des Pumpstroms bestimmt wurde, wird der Alkoholgehalt auf der Grundlage der bei 516 bestimmten Änderung des Pumpstroms bestimmt. Durch Modulieren der Referenzspannung und Bestimmen einer entsprechenden Änderung des Pumpstroms kann eine Schätzung des Anteils von Alkohol (beispielsweise Ethanol) im Kraftstoff abgeleitet werden.
  • Auf 510 zurück verweisend sei bemerkt, dass, falls bestimmt wird, dass eine Kraftstoffalkoholgehaltsmessung nicht erwünscht ist, sich die Routine zu 518 bewegt, wo bestimmt wird, ob eine Luft-Kraftstoff-Verhältnismessung erwünscht ist. Beispielsweise kann eine Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnismessung erwünscht sein, so dass Motorbetriebsparameter (beispielsweise Kraftstoffeinspritzung usw.) für einen gewünschten Motorbetrieb eingestellt werden können. Falls bestimmt wird, dass eine Luft-Kraftstoff-Verhältnismessung nicht erwünscht ist, endet die Routine.
  • Falls andererseits bestimmt wird, dass eine Luft-Kraftstoff-Verhältnismessung erwünscht ist, wird die Routine bei 520 fortgesetzt, wo eine erste Referenzspannung an den mit der aktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensor angelegt wird. Beispielsweise kann die erste Referenzspannung nur hoch genug sein, um Sauerstoffmoleküle (und nicht Wassermoleküle oder Kohlendioxidmoleküle) zu dissoziieren. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Referenzspannung 450 mV betragen.
  • Bei 522 wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage des vom Abgassensor ausgegebenen Pumpstroms ansprechend auf die angelegte Referenzspannung bestimmt. Beispielsweise gibt der Pumpstrom den Sauerstoffanteil im Abgas an, wie vorstehend beschrieben wurde.
  • Demgemäß kann jeder der mit der aktiven Motorbank und der inaktiven Motorbank gekoppelten Abgassensoren zwischen der ersten und der zweiten Referenzspannung moduliert werden, so dass Schätzungen des Kraftstoffalkoholgehalts bzw. der Umgebungsfeuchtigkeit abgeleitet werden können. Ferner kann der mit der aktiven Motorbank gekoppelte Abgassensor ein das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angebendes Signal ansprechend auf das Anlegen der ersten Referenzspannung ausgeben. Die Schätzungen können gleichzeitig erhalten werden, weil die Umgebungsfeuchtigkeit und der Kraftstoffalkoholgehalt sowie das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Ausgabe von mit verschiedenen Motorbänken gekoppelten Sensoren beruhen.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine 600 zum Einstellen von Motorbetriebsparametern auf der Grundlage der Umgebungsfeuchtigkeit, des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und/oder des Gehalts an verbranntem Kraftstoffalkohol, die durch einen oder mehrere Abgassensoren in der Art des vorstehend mit Bezug auf 3 beschriebenen Abgassensors 300 geschätzt wurden. Insbesondere bestimmt die Routine die Feuchtigkeit, den Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und stellt einen oder mehrere Betriebsparameter auf der Grundlage der Feuchtigkeit, des Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ein.
  • Beispielsweise kann eine Erhöhung der Wasserkonzentration der das Fahrzeug umgebenden Luft ein Füllungsgemisch verdünnen, das einer Verbrennungskammer des Motors zugeführt wird. Falls ein oder mehrere Betriebsparameter nicht ansprechend auf die Erhöhung der Feuchtigkeit eingestellt werden, können die Funktionsweise des Motors und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit abnehmen und können Emissionen zunehmen, wodurch die Gesamteffizienz des Motors verringert werden kann.
  • Bei 602 der Routine 600 wird bestimmt, ob der Motor im VDE-Modus arbeitet. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass der Motor im VDE-Modus arbeitet, falls ein oder mehrere Zylinder oder eine gesamte Motorbank deaktiviert sind und in den Zylindern keine Verbrennung stattfindet.
  • Falls bestimmt wird, dass der Motor im VDE-Modus arbeitet, wird die Routine bei 604 fortgesetzt, wo die Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung auf der Grundlage des mit der inaktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensors abgerufen wird. Beispielsweise wird die Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung bei 508 der vorstehend beschriebenen Routine 500 bestimmt.
  • Bei 606 werden die Schätzung des Kraftstoffalkoholgehalts und/oder die Schätzung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage des mit der aktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensors abgerufen. Beispielsweise werden der Kraftstoffalkoholgehalt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei 516 bzw. 522 der vorstehend beschriebenen Routine 500 bestimmt.
  • Bei 608 werden ein oder mehrere Motorbetriebsparameter der aktiven Zylinderbank auf der Grundlage der abgerufenen Schätzungen eingestellt. Beispielsweise können die Motorbetriebsparameter den Anteil der Abgasrückführung, die Zündzeitsteuerung, die Kraftstoffeinspritzmenge, das Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis usw. einschließen. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es bei Verbrennungskraftmaschinen wünschenswert, Motorbetriebsparameter, wie die Zündzeitsteuerung, zu planen, um die Funktionsweise des Motors zu optimieren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann nur ein Parameter ansprechend auf die Feuchtigkeit, den Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden. Gemäß anderen Ausführungsformen kann eine beliebige Kombination oder Unterkombination dieser Betriebsparameter ansprechend auf gemessene Schwankungen der Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden. Bei einigen Beispielen kann ein Betriebsparameter oder können Betriebsparameter nur der aktiven Motorbank auf der Grundlage der abgerufenen Feuchtigkeit, des abgerufenen Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des abgerufenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt werden. Bei anderen Beispielen kann ein Betriebsparameter oder können Betriebsparameter sowohl der aktiven als auch der inaktiven Motorbank auf der Grundlage der abgerufenen Feuchtigkeit, des abgerufenen Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des abgerufenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt werden.
  • Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform kann ein EGR-Anteil auf der Grundlage der gemessenen Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden. Beispielsweise kann unter einer Bedingung die Wasserkonzentration in der das Fahrzeug umgebenden Luft infolge einer Wetterbedingung, wie Nebel, erhöht worden sein, so dass während Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr zum Motor durch den Abgassensor eine höhere Feuchtigkeit detektiert wird. Ansprechend auf die Messung einer erhöhten Feuchtigkeit kann während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor der EGR-Strom in wenigstens eine Verbrennungskammer verringert werden. Dadurch kann die Motoreffizienz beibehalten werden.
  • Ansprechend auf eine Schwankung der absoluten Umgebungsfeuchtigkeit kann der EGR-Strom in wenigstens einer Verbrennungskammer erhöht oder verringert werden. Dabei kann der EGR-Strom in nur einer Verbrennungskammer, in einigen Verbrennungskammern oder in allen Verbrennungskammern erhöht oder verringert werden. Ferner kann der Betrag der Änderung des EGR-Stroms für alle Zylinder gleich sein oder kann der Betrag der Änderung des EGR-Stroms auf der Grundlage der spezifischen Betriebsbedingungen jedes Zylinders zylinderweise variieren.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Zündzeitsteuerung ansprechend auf die Umgebungsfeuchtigkeit, den Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden. Unter wenigstens einer Bedingung kann beispielsweise die Zündzeitsteuerung in einem oder mehreren Zylindern während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor ansprechend auf einen höheren Feuchtigkeitsmesswert vorgezogen werden. Die Zündzeitsteuerung kann geplant werden, um das Klopfen beispielsweise unter Bedingungen einer geringen Feuchtigkeit zu verringern (beispielsweise gegenüber einer Spitzendrehmomentzeitsteuerung verzögert werden). Wenn eine Erhöhung der Feuchtigkeit durch den Abgassensor detektiert wird, kann die Zündzeitsteuerung vorgezogen werden, um die Funktionsweise des Motors aufrechtzuerhalten und dichter bei oder an einer Spitzendrehmomentzündzeitsteuerung zu arbeiten.
  • Zusätzlich kann die Zündzeitsteuerung ansprechend auf eine Verringerung der Umgebungsfeuchtigkeit verzögert werden. Beispielsweise kann eine Verringerung der Umgebungsfeuchtigkeit von einer höheren Feuchtigkeit ein Klopfen hervorrufen. Falls die Verringerung der Feuchtigkeit durch den Abgassensor während Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr in der Art einer DFSO-Bedingung detektiert wird, kann die Zündzeitsteuerung während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor verzögert werden und kann das Klopfen verringert werden.
  • Es sei bemerkt, dass die Zündung in einem oder mehreren Zylindern während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor vorgezogen oder verzögert werden kann. Ferner kann der Betrag der Änderung der Zündzeitsteuerung für alle Zylinder und/oder Motorbänke gleich sein, oder ein oder mehrere Zylinder können unterschiedliche Beträge der Zündvorziehung oder -verzögerung aufweisen.
  • Gemäß einer wieder anderen als Beispiel dienenden Ausführungsform kann das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ansprechend auf die gemessene Umgebungsfeuchtigkeit, den gemessenen Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor eingestellt werden. Beispielsweise kann ein Motor mit einem für eine geringe Feuchtigkeit optimierten mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden. Im Fall einer Erhöhung der Feuchtigkeit kann die Mischung verdünnt werden, was zu einer Fehlzündung des Motors führt. Falls die Erhöhung der Feuchtigkeit durch den Abgassensor während Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr detektiert wird, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jedoch eingestellt werden (beispielsweise durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzung), so dass der Motor während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs mit einem weniger mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeitet. Ebenso kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines nachfolgenden Kraftstoffzufuhrvorgangs zum Motor ansprechend auf eine gemessene Verringerung der Umgebungsfeuchtigkeit oder eine gemessene Erhöhung des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem magereren Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden. Auf diese Weise können Bedingungen, wie eine Motorfehlzündung infolge von Feuchtigkeitsfluktuationen verringert werden.
  • Bei einigen Beispielen kann ein Motor mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden. Dabei kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von der Umgebungsfeuchtigkeit unabhängig sein und können gemessene Schwankungen der Feuchtigkeit nicht zu einer Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses führen.
  • Zu 602 zurückkehrend sei bemerkt, dass, falls bestimmt wird, dass der Motor nicht im VDE-Modus arbeitet, sich die Routine zu 610 bewegt, wo die Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung auf der Grundlage des mit der inaktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensors während des vorhergehenden VDE-Modus abgerufen wird.
  • Bei 612 werden der Kraftstoffalkoholgehalt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die während des vorhergehenden VDE-Modus auf der Grundlage des mit der aktiven Zylinderbank gekoppelten Abgassensors geschätzt wurden, abgerufen.
  • Sobald die Schätzungen des Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abgerufen wurden, wird die Routine bei 614 fortgesetzt, wo ein oder mehrere Motorbetriebsparameter auf der Grundlage der abgerufenen Schätzungen eingestellt werden. Beispielsweise können die Motorbetriebsparameter den Anteil der Abgasrückführung, die Zündzeitsteuerung, die Kraftstoffeinspritzmenge, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors usw. einschließen, wie vorstehend beschrieben wurde.
  • Beispielsweise kann das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnehmen, wenn der Kraftstoffalkoholgehalt zunimmt, so dass das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die Vorspannung entsprechend eingestellt werden können. Der Motor kann auch in der Lage sein, eine größere Zündvorziehung zu tolerieren, wenn der Kraftstoffalkoholgehalt zunimmt. Falls die Oktanzahl des Benzins die gleiche ist und nur der Alkoholgehalt zunimmt, kann eine größere Zündvorziehung toleriert werden. Die eingespritzte Kraftstoffmenge kann auch erhöht werden müssen, um einen entsprechenden Motordrehmomentbetrag bereitzustellen.
  • Demgemäß können während des VDE-Motorbetriebsmodus ein oder mehrere Motorbetriebsparameter ansprechend auf Schätzungen der Umgebungsfeuchtigkeit, des Kraftstoffalkoholgehalts und/oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die von Abgassensoren abgeleitet wurden, die mit aktiven und inaktiven Zylinderbänken gekoppelt sind, eingestellt werden.
  • Auf diese Weise können Bedingungen ohne Kraftstoffzufuhr an einer selektiv deaktivierten Motorbank vorteilhaft verwendet werden, um eine Feuchtigkeitsschätzung an einem stromabwärts gelegenen Abgassauerstoffsensor auszuführen. Dies verringert Verzögerungen der Feuchtigkeitsschätzung, die auftreten, weil es notwendig ist, auf eine DFSO-Bedingung zu warten. Durch Modulieren der Referenzspannung des mit der selektiv deaktivierten Motorbank gekoppelten Abgassauerstoffsensors und Schätzen der Feuchtigkeit auf der Grundlage einer resultierenden Änderung des Sensorpumpstroms wird auch die Wirkung eines sich ändernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf die Sensorausgabe annulliert. Durch gleichzeitiges Schätzen des Kraftstoffethanolgehalts und des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an einem mit der aktiven Bank gekoppelten Abgassauerstoffsensor können alle Schätzungen in einem kürzeren Zeitraum abgeschlossen werden.
  • Es sei bemerkt, dass die hier aufgenommenen als Beispiel dienenden Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere von einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien in der Art ereignisgetriebener, interruptgetriebener, Multitasking-, Multithreading-Verarbeitungsstrategien und ähnlicher Verarbeitungsstrategien repräsentieren. Dabei können verschiedene der erläuterten Tätigkeiten, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen fortgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie dient nur einer einfachen Erläuterung und Beschreibung. Eine oder mehrere der erläuterten Tätigkeiten oder Funktionen können abhängig von der jeweiligen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Tätigkeiten graphisch einen Code repräsentieren, der in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmieren ist.
  • Es sei bemerkt, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Vierzylinder-Boxermotoren und andere Typen von Motoren angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
  • Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden, speziell dar. Diese Ansprüche können "ein" Element oder "ein erstes" Element oder eine Entsprechung davon betreffen. Diese Ansprüche sollen so verstanden werden, dass sie die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solche Elemente weder gefordert noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden.
  • Diese Ansprüche, ob sie in Bezug auf den Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder verschieden sind, werden auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, welches folgende Schritte umfasst: selektives Deaktivieren einer ersten Zylindergruppe, während eine zweite Zylindergruppe aktiv gehalten wird, Modulieren einer Referenzspannung eines ersten Abgassensors, der stromabwärts der ersten Zylindergruppe gekoppelt ist, Ableiten einer Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage einer durch den ersten Sensor erzeugten Sensorausgabe ansprechend auf die Modulation und Einstellen eines Motorbetriebsparameters der zweiten Zylindergruppe auf der Grundlage der abgeleiteten Umgebungsfeuchtigkeit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modulieren der Referenzspannung das Schalten der Referenzspannung zwischen einer ersten, niedrigeren Spannung und einer zweiten, höheren Spannung aufweist, wobei die zweite Spannung eine Dissoziation von Wassermolekülen ermöglicht, während die erste Spannung keine Dissoziation von Wassermolekülen ermöglicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, welches ferner während einer ersten Bedingung, während die erste Zylindergruppe deaktiviert ist, Folgendes umfasst: Anlegen der ersten Spannung an einen zweiten Abgassensor, der stromabwärts der zweiten, aktiven Zylindergruppe gekoppelt ist, und nicht an den ersten Abgassensor, Schätzen eines Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage einer Ausgabe des zweiten Sensors und Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in die zweite Zylindergruppe auf der Grundlage des geschätzten Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, welches ferner während einer zweiten Bedingung, während die erste Zylindergruppe deaktiviert ist, Folgendes umfasst: Modulieren der Referenzspannung des zweiten Abgassensors zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung, Schätzen des Alkoholgehalts im Motor verbrannten Kraftstoffs auf der Grundlage von Ausgaben des zweiten Sensors bei der ersten und der zweiten Spannung und ferner Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in die zweite Zylindergruppe auf der Grundlage des geschätzten Kraftstoffalkoholgehalts.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite, höhere Spannung die Dissoziation von Wassermolekülen ermöglicht, während die erste, niedrigere Spannung dies nicht ermöglicht, und wobei das Ableiten einer Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der durch den ersten Sensor erzeugten Sensorausgabe ansprechend auf die Modulation das Ableiten der Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der Differenz zwischen dem vom ersten Sensor bei der ersten Spannung ausgegebenen ersten Pumpstrom und dem vom ersten Sensor bei der zweiten Spannung ausgegebenen zweiten Pumpstrom aufweist, wobei der erste Pumpstrom den Sauerstoffanteil angibt und der zweite Pumpstrom den Sauerstoff- und Wasseranteil angibt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Schätzen des Alkoholgehalts das Schätzen des Wassergehalts des verbrannten Kraftstoffs auf der Grundlage der Differenz zwischen dem vom zweiten Sensor bei der ersten Spannung ausgegebenen ersten Pumpstrom und dem vom zweiten Sensor bei der zweiten Spannung ausgegebenen zweiten Pumpstrom, wobei der erste Pumpstrom den Sauerstoffanteil angibt und der zweite Pumpstrom den Sauerstoff- und Wasseranteil angibt, und Ableiten des Alkoholgehalts auf der Grundlage des geschätzten Wassergehalts aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, welches ferner Folgendes umfasst: selektives Reaktivieren der ersten Zylindergruppe auf der Grundlage des Ableitens der Umgebungsfeuchtigkeit, wobei die Reaktivierung verzögert wird, bis die Ableitung der Umgebungsfeuchtigkeit abgeschlossen wurde.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das selektive Reaktivieren der ersten Zylindergruppe ferner auf der abgeleiteten Umgebungsfeuchtigkeit beruht, wobei die selektive Reaktivierung ansprechend darauf verzögert wird, dass die abgeleitete Umgebungsfeuchtigkeit höher als ein Schwellenwert ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste und der zweite Abgassensor Abgassauerstoffsensoren sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Zylindergruppe mit einer ersten Motorbank gekoppelt ist und wobei die zweite Zylindergruppe mit einer zweiten, verschiedenen Motorbank gekoppelt ist und wobei der erste Abgassensor mit einer Emissionssteuervorrichtung gekoppelt ist, die sich stromabwärts der ersten Motorbank, jedoch nicht der zweiten Motorbank befindet, und wobei der zweite Abgassensor mit einer Emissionssteuervorrichtung gekoppelt ist, die sich stromabwärts der zweiten Motorbank, jedoch nicht der ersten Motorbank befindet.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Betriebsparameter des Motors einen oder mehrere vom Abgasrückführungsanteil, von der Zündzeitsteuerung und von der Kraftstoffeinspritzmenge aufweist.
  12. Verfahren für einen Motor, welches Folgendes umfasst: während eine erste Motorbank deaktiviert ist, abwechselndes Anlegen jeder von einer ersten, niedrigeren Referenzspannung und einer zweiten, höheren Referenzspannung an einen ersten Abgassensor, der stromabwärts der ersten Bank gekoppelt ist, Ableiten einer Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage der Differenz zwischen dem vom ersten Sensor ausgegebenen ersten Pumpstrom beim Anlegen der ersten Spannung und dem vom ersten Sensor ausgegebenen zweiten Pumpstrom beim Anlegen der zweiten Spannung und Einstellen eines Betriebsparameters einer zweiten, aktiven Motorbank auf der Grundlage der abgeleiteten Umgebungsfeuchtigkeit.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, welches ferner Folgendes umfasst: abwechselndes Anlegen von jeder von der ersten Spannung und der zweiten Spannung an einen zweiten Abgassensor, der stromabwärts der zweiten Bank gekoppelt ist, Ableiten des Ethanolgehalts des verbrannten Kraftstoffs auf der Grundlage der Differenz zwischen dem vom zweiten Sensor ausgegebenen ersten Pumpstrom beim Anlegen der ersten Spannung und dem vom Sensor ausgegebenen zweiten Pumpstrom beim Anlegen der zweiten Spannung und ferner Einstellen des Betriebsparameters der zweiten Motorbank auf der Grundlage des abgeleiteten Ethanolgehalts.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, welches ferner Folgendes umfasst: Anlegen der ersten Spannung an den zweiten Abgassensor, Ableiten des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage des vom zweiten Sensor ausgegebenen ersten Pumpstroms beim Anlegen der ersten Spannung und Einstellen der Kraftstoffeinspritzung für die zweite Bank auf der Grundlage der Differenz zwischen dem abgeleiteten Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Schwellenverhältnis.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, welches ferner Folgendes umfasst: nach der Reaktivierung der ersten Bank, Einstellen eines Betriebsparameters sowohl der ersten als auch der zweiten Motorbank auf der Grundlage eines oder mehrerer von der abgeleiteten Umgebungsfeuchtigkeit und dem abgeleiteten Ethanolgehalt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Betriebsparameter einen oder mehrere vom Abgasrückführungsanteil, von der Zündzeitsteuerung und vom Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, welches ferner Folgendes umfasst: selektives Reaktivieren der ersten Motorbank auf der Grundlage der Ableitung der Umgebungsfeuchtigkeit, wobei das selektive Reaktivieren ansprechend darauf verzögert wird, dass entweder die Ableitung unvollständig ist oder die abgeleitete Umgebungsfeuchtigkeit höher als ein Schwellenwert ist, wobei der Schwellenwert auf Motorklopfgrenzen beruht.
  18. System, welches Folgendes umfasst: einen Motor mit einer ersten Zylindergruppe auf einer ersten Motorbank und einer zweiten Zylindergruppe auf einer zweiten Motorbank, selektiv deaktivierbare Kraftstoffeinspritzer, die mit der ersten und der zweiten Zylindergruppe gekoppelt sind, einen ersten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts der ersten Motorbank gekoppelt ist, einen zweiten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts der zweiten Motorbank gekoppelt ist, und ein Steuersystem in Kommunikation mit dem Sensor, wobei das Steuersystem nicht flüchtige Befehle aufweist, um Folgendes auszuführen: selektives Deaktivieren der Kraftstoffzufuhr und der Zündung für die erste Zylindergruppe, Modulieren der Referenzspannung des ersten Sensors zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit auf der Grundlage einer Änderung des vom ersten Sensor ausgegebenen Pumpstroms ansprechend auf die Modulation der Referenzspannung und Einstellen der Kraftstoffzufuhr und der Zündung für die aktive zweite Zylindergruppe auf der Grundlage der Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit.
  19. System nach Anspruch 18, wobei das Steuersystem ferner einen Befehl zum Verzögern der Reaktivierung der ersten Zylindergruppe, bis die Modulation einer Referenzspannung abgeschlossen ist, aufweist.
  20. System nach Anspruch 19, wobei das Einstellen der Kraftstoffzufuhr und der Zündung, ansprechend auf eine Angabe einer höheren Feuchtigkeit, das Vorziehen der Zündzeitsteuerung und das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung zum Übergang zu einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische ist, aufweist.
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