DE102014218971A1 - Methods and systems for moisture and PCV flow detection via an exhaust gas sensor - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Schätzen einer PCV-Strömung zu einer Kraftmaschine basierend auf der Ausgabe eines Abgas-Sauerstoffsensors bereitgestellt. Während der DFSO-Bedingungen wird eine Bezugsspannung des Sensors anfangs bei einer offenen Drosselklappe und dann bei geschlossener Drosselklappe moduliert. Sowohl die Undichtigkeit der PCV-Strömung an den Kolbenventilen vorbei in einer alternden Kraftmaschine als auch eine Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit werden basierend auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens bei offener und geschlossener Einlassdrosselklappe abgeleitet.Methods and systems for estimating PCV flow to an engine based on the output of an exhaust gas oxygen sensor are provided. During DFSO conditions, a sensor reference voltage is modulated initially at an open throttle and then at a closed throttle. Both leakage of PCV flow past the piston valves in an aging engine and an estimate of ambient humidity are derived based on sensor outputs during open and closed intake throttle modulation.

Figure DE102014218971A1_0001
Figure DE102014218971A1_0001

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf die Detektion der Umgebungsfeuchtigkeit über einen Abgassensor, der in einem Auslasssystem einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.The present application generally relates to the detection of ambient humidity via an exhaust gas sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine.

Während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine, bei denen wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil arbeiten, wie z. B. während der Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO) kann Umgebungsluft durch die Kraftmaschinenzylinder und in das Auslasssystem strömen. In einigen Beispielen kann ein Abgassensor verwendet werden, um während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine die Umgebungsfeuchtigkeit zu bestimmen. Aufgrund des Schließens der Einlassdrosselklappe während der Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine wird ein großer Einlasskrümmer-Unterdruck erzeugt, der die Kurbelgehäuseentlüftungs-Kohlenwasserstoffe (PCV-Kohlen-wasserstoffe) einsaugen kann. Selbst wenn während der DFSO eine PCV-Öffnung geschlossen ist, kann der Unterdruck als solcher ausreichend stark sein, um PCV-Kohlenwasserstoffe durch die Kolbenringe einzusaugen. Die eingesaugte PCV-Strömung kann in einer alternden Kraftmaschine aufgrund der Undichtigkeit der PCV-Gase an den Kolbenringen und den Ventilen vorbei verschlimmert werden. Die aufgenommenen Kohlenwasserstoffe beeinflussen die Ausgabe des Abgassensors und können die Feuchtigkeitsmessungen durcheinanderbringen. Insbesondere führt die Wirkung der Kohlenwasserstoffe zu einer Sensorausgabe, die die Umgebungsfeuchtigkeit überschätzt.During the conditions without fueling the engine, in which at least an inlet valve and an exhaust valve work, such. For example, during fuel cutoff (DFSO), ambient air may flow through the engine cylinders and into the exhaust system. In some examples, an exhaust gas sensor may be used to determine ambient humidity during non-fueling conditions of the engine. Due to the closing of the intake throttle during the fuel-unconditioned condition of the engine, a large intake manifold vacuum is created that can draw in the crankcase ventilation (PCV) hydrocarbons. Even if a PCV port is closed during DFSO, the negative pressure per se may be sufficiently strong to suck in PCV hydrocarbons through the piston rings. The aspirated PCV flow may be exacerbated in an aging engine due to the leakage of the PCV gases past the piston rings and the valves. The ingested hydrocarbons affect the output of the exhaust gas sensor and can confound the humidity measurements. In particular, the effect of the hydrocarbons results in a sensor output that overestimates the ambient humidity.

Die Erfinder haben hier das obige Problem erkannt und haben eine Herangehensweise entwickelt, um es wenigstens teilweise zu behandeln. Folglich wird ein Verfahren für ein Kraftmaschinensystem, das einen Abgassensor enthält, offenbart. In einem Beispiel enthält das Verfahren während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine, wenn wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil arbeiten, das Modulieren einer Bezugsspannung eines Abgassensors bei einer offenen und einer geschlossenen Einlassdrosselklappe; und das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschine basierend auf der PCV-Strömung, wobei die Kurbelgehäuseentlüftungs-Strömung (PCV-Strömung) auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens basiert. Das Verfahren kann ferner das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf einer Ausgabe des Abgassensors, wenn die Einlassdrosselklappe geschlossen ist, und der geschätzten PCV-Strömung umfassen. Auf diese Weise kann eine genauere Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit erreicht werden und kann die PCV-Strömung besser geschätzt werden und kann der PCV-Strömung besser Rechnung getragen werden.The inventors here have recognized the above problem and have developed an approach to at least partially treat it. Thus, a method for an engine system including an exhaust gas sensor is disclosed. In one example, during non-fueling conditions of the engine when at least one intake valve and one exhaust valve are operating, the method includes modulating a reference voltage of an exhaust gas sensor with an open and closed intake throttle; and indicating engine wear based on the PCV flow, wherein the crankcase ventilation (PCV) flow is based on the outputs of the sensor during modulating. The method may further include generating an indication of ambient humidity based on an output of the exhaust gas sensor when the intake throttle is closed and the estimated PCV flow. In this way, a more accurate estimate of ambient humidity can be obtained and the PCV flow can be better estimated and the PCV flow better accommodated.

Während ausgewählter Ereignisse der Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO-Ereignisse) kann ein Kraftmaschinen-Controller die Bezugsspannung eines Einlass-Sauerstoffsensors modulieren, um sowohl eine Umgebungsfeuchtigkeit als auch eine PCV-Strömung zu schätzen. Der Controller kann zuerst die Bezugsspannung bei offener Einlassdrosselklappe modulieren und die Spannung bei geschlossener Einlassdrosselklappe erneut modulieren. Bei offener Einlassdrosselklappe wird der Krümmerdruck erhöht und wird die PCV-Strömung zum Einlass verringert. Während derartiger Bedingungen gibt eine Änderung des an dem Sensor angezeigten Pumpstroms während des Modulierens eine Umgebungsfeuchtigkeit an. Bei geschlossener Einlassdrosselklappe wird der Krümmerdruck verringert und wird die PCV-Strömung zum Einlass vergrößert. Während derartiger Bedingungen gibt während des Modulierens eine Änderung des an dem Sensor angezeigten Pumpstroms sowohl die Umgebungsfeuchtigkeit als auch eine Wirkung der PCV-Kohlenwasserstoffe an. Durch das Vergleichen der Änderung der Pumpströme, die bei offener und geschlossener Einlassdrosselklappe geschätzt werden, kann eine Menge der während der Bedingungen einer geschlossenen Drosselklappe in der Kraftmaschine empfangenen PCV-Strömung identifiziert werden. Falls die PCV-Öffnung während des Modulierens außerdem geschlossen war, kann die PCV-Strömung mit einem Schwellenwert verglichen werden, um die Undichtigkeit der PCV-Strömung an den Kolbenringen vorbei zu identifizieren, wobei eine Angabe der Kraftmaschinenalterung und der Komponentenverschleiß signalisiert werden kann. Die Umgebungsfeuchtigkeit kann außerdem ferner basierend auf der in Erfahrung gebrachten PCV-Strömung modifiziert werden. Die zuverlässigere Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit ohne die Wirkungen der Kohlenwasserstoffe von der PCV kann dann verwendet werden, um die Betriebsparameter der Kraftmaschine einzustellen, ohne Kraftmaschinen-Steuerprobleme zu erleiden.During selected fuel cutoff (DFSO) events, an engine controller may modulate the reference voltage of an inlet oxygen sensor to estimate both ambient humidity and PCV flow. The controller may first modulate the reference voltage with the intake throttle open and re-modulate the voltage with the intake throttle closed. With the intake throttle open, the manifold pressure is increased and the PCV flow to the inlet is reduced. During such conditions, a change in the pumping current displayed on the sensor during modulating indicates ambient humidity. With the inlet throttle closed, the manifold pressure is reduced and the PCV flow to the inlet is increased. During such conditions, during modulating, a change in the pumping current displayed on the sensor indicates both the ambient humidity and an effect of the PCV hydrocarbons. By comparing the change in pumping currents estimated with the intake throttle open and closed, an amount of PCV flow received during closed throttle conditions in the engine may be identified. In addition, if the PCV port was closed during modulating, the PCV flow may be compared to a threshold to identify PCV flow leakage past the piston rings, where an indication of engine aging and component wear may be signaled. The ambient humidity may also be modified based on the PCV flow experienced. The more reliable estimate of the ambient humidity without the effects of the hydrocarbons from the PCV can then be used to adjust the operating parameters of the engine without suffering engine control problems.

Auf diese Weise wird die Auswirkung der PCV auf die Feuchtigkeitsmessung durch einen Abgas-Sauerstoffsensor verringert. Durch das selektive Öffnen der Einlassdrosselklappe während einer DFSO, wenn eine Feuchtigkeitsmessung erforderlich ist, wird der Einlasskrümmer-Unterdruck verringert, was die Menge der PCV-Kohlenwasserstoffe verringert, die in die Kraftmaschine gesaugt wird. Außerdem verringert selbst dann, wenn irgendwelche PCV-Kohlenwasserstoffe aufgenommen werden, die erhöhte Luftströmung die während der DFSO durch den Abgassensor abgetastete PCV-Konzentration. Die Umgebungsfeuchtigkeit als solche kann genauer und zuverlässiger bestimmt werden.In this way, the effect of PCV on moisture measurement by an exhaust gas oxygen sensor is reduced. By selectively opening the intake throttle during a DFSO when moisture measurement is required, the intake manifold vacuum is reduced, which reduces the amount of PCV hydrocarbons being drawn into the engine. In addition, even if any PCV hydrocarbons are taken in, the increased airflow reduces the PCV concentration sensed by the exhaust gas sensor during DFSO. As such, the ambient humidity can be determined more accurately and reliably.

Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.It should be understood that the summary above is provided to provide a selection of concepts in a simplified form which are further described in the detailed description. It is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, the scope of which is clearly defined by the claims which follow the detailed description. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to implementations that eliminate all disadvantages noted above or in any part of this disclosure.

Die Figuren zeigen:The figures show:

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbrennungskammer in einem Kraftmaschinensystem, das ein Auslasssystem und ein Abgasrückführungssystem enthält. 1 FIG. 10 shows an example embodiment of a combustion chamber in an engine system including an exhaust system and an exhaust gas recirculation system. FIG.

2 zeigt eine schematische graphische Darstellung eines beispielhaften Abgassensors. 2 shows a schematic diagram of an exemplary exhaust gas sensor.

3 ist ein Ablaufplan, der eine Routine zum Bestimmen eines Messmodus eines Abgassensors veranschaulicht. 3 FIG. 10 is a flowchart illustrating a routine for determining a measurement mode of an exhaust gas sensor. FIG.

4 ist ein Ablaufplan, der eine Routine zum Bestimmen der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf einem Abgassensor veranschaulicht. 4 FIG. 10 is a flowchart illustrating a routine for determining ambient humidity based on an exhaust gas sensor. FIG.

5 zeigt eine graphische Darstellung, die die Wirkung der PCV-Kohlenwasserstoffe auf die Feuchtigkeitsschätzung veranschaulicht. 5 Figure 9 is a graph illustrating the effect of PCV hydrocarbons on moisture estimation.

6 ist ein Ablaufplan, der eine Routine zum Einstellen der Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf einer durch einen Abgassensor erzeugten Umgebungsfeuchtigkeit veranschaulicht. 6 FIG. 10 is a flowchart illustrating a routine for adjusting engine operating parameters based on ambient humidity generated by an exhaust gas sensor.

7 zeigt die beispielhafte Auswirkung der PCV-Strömung auf die Feuchtigkeitsbestimmung. 7 shows the exemplary effect of PCV flow on moisture determination.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Verfahren und Systeme für ein Kraftmaschinensystem mit einem Abgas-Sauerstoffsensor, wie z. B. das Kraftmaschinensystem nach 1 und den Abgas-Sauerstoffsensor nach 2. Während ausgewählter Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine kann der Abgas-Sauerstoffsensor für die Feuchtigkeitsschätzung und/oder die Schätzung der PCV-Strömung verwendet werden. Ein Controller des Kraftmaschinensystems kann mit Code konfiguriert sein, um eine Steuerroutine auszuführen, wie z. B. die Routinen nach den 34, um während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine bei einer offenen Einlassdrosselklappe und dann abermals bei geschlossener Einlassdrosselklappe eine an den Abgas-Sauerstoffsensor angelegte Bezugsspannung zu modulieren. Durch das Vergleichen der Ausgaben des Sensors während des Modulierens kann der Controller sowohl die Umgebungsfeuchtigkeit als auch eine PCV-Durchflussmenge in Erfahrung bringen. Das In-Erfahrung-Bringen kann auf der linearen Beziehung zwischen dem Abgas-Wassergehalt und einem durch den Sensor ausgegebenen Pumpstrom basieren (6). Der Controller kann dann basierend auf der in Erfahrung gebrachten Feuchtigkeit und der in Erfahrung gebrachten PCV-Strömung einen oder mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine einstellen (5). Außerdem kann der Controller basierend auf der in Erfahrung gebrachten PCV-Strömung den Verschleiß der Kraftmaschinenkomponenten identifizieren, die zu der PCV-Undichtigkeit führt. Eine beispielhafte Einstellung ist bezüglich 7 gezeigt.The following description relates to methods and systems for an engine system having an exhaust gas oxygen sensor, such as an exhaust gas sensor. B. the engine system after 1 and the exhaust gas oxygen sensor 2 , During selected non-fueling conditions of the engine, the exhaust gas oxygen sensor may be used for moisture estimation and / or PCV flow estimation. A controller of the engine system may be configured with code to execute a control routine, such as a control routine. B. the routines after the 3 - 4 to modulate a reference voltage applied to the exhaust gas oxygen sensor during non-fueling conditions of the engine at an open intake throttle and then again with the intake throttle closed. By comparing the outputs of the sensor during modulating, the controller can learn both ambient humidity and PCV flow rate. The in-service may be based on the linear relationship between the exhaust water content and a pumping current output by the sensor ( 6 ). The controller may then set one or more engine operating parameters based on the humidity experienced and the PCV flow experienced ( 5 ). Additionally, based on the sensed PCV flow, the controller may identify the degradation of the engine components resulting in PCV leakage. An exemplary setting is with respect to 7 shown.

1 ist eine schematische graphische Darstellung, die einen Zylinder einer Mehrzylinder-Kraftmaschine 10 in einem Kraftmaschinensystem 100 zeigt, die in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 132 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert sein. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Verbrennungskammer (d. h. ein Zylinder) 30 der Kraftmaschine 10 kann Verbrennungskammerwände 32 enthalten, in denen ein Kolben 36 positioniert ist. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen. 1 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a cylinder of a multi-cylinder engine. FIG 10 in an engine system 100 shows, which may be included in a drive system of a motor vehicle. The engine 10 can be at least partially controlled by a control system that has a controller 12 contains, and by an input from an operator 132 of the vehicle via an input device 130 be controlled. In this example, the input device contains 130 an accelerator pedal and a pedal position sensor 134 for generating a proportional pedal position signal PP. A combustion chamber (ie a cylinder) 30 the engine 10 can combustion chamber walls 32 contain, in which a piston 36 is positioned. The piston 36 can be connected to a crankshaft 40 be coupled, so that a reciprocating motion of the piston is converted into a rotational movement of the crankshaft. The crankshaft 40 may be coupled via an intermediate gear system to at least one drive wheel of a vehicle. Further, a starter motor via a flywheel to the crankshaft 40 be coupled to a starting operation of the engine 10 to enable.

Die Verbrennungskammer 30 kann die Einlassluft über einen Einlasskanal 42 von einem Einlasskrümmer 44 empfangen und kann die Verbrennungsgase über einen Auslasskanal 48 ablassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können wahlweise über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.The combustion chamber 30 can intake air through an inlet channel 42 from an intake manifold 44 receive and can the combustion gases through an exhaust duct 48 Drain. The intake manifold 44 and the outlet channel 48 can optionally have an inlet valve 52 or an outlet valve 54 with the combustion chamber 30 keep in touch. In some embodiments, the combustion chamber 30 include two or more intake valves and / or two or more exhaust valves.

In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert sein. Jedes der Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Positionen des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch die Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Der Zylinder 30 kann z. B. alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert ist, und ein Auslassventil, das über eine Nockenbetätigung, die CPS- und/oder VCT-Systeme enthält, gesteuert ist, enthalten.In this example, the inlet valve 52 and the exhaust valve 54 by cam actuation via respective cam actuation systems 51 and 53 be controlled. Each of the cam actuation systems 51 and 53 may include one or more cams, and may include a cam curve switching (CPS) system and / or a variable cam timing (VCT) system and / or a variable rate system Valve Timing Control (VVT) and / or a variable valve lift (VVL) system used by the controller 12 can be operated to vary the valve operation. The positions of the inlet valve 52 and the exhaust valve 54 can through the position sensors 55 respectively. 57 be determined. In alternative embodiments, the inlet valve 52 and / or the exhaust valve 54 be controlled by an electric valve actuation. The cylinder 30 can z. Alternatively, an intake valve controlled by an electric valve actuation and an exhaust valve controlled via a cam operation including CPS and / or VCT systems may be included.

Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW, das über einen elektronischen Treiber 68 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in sie einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das bereit, was als Direkteinspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann z. B. an der Seite der Verbrennungskammer oder im Oberteil der Verbrennungskammer angebracht sein (wie gezeigt ist). Der Kraftstoff kann durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffzufuhrsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler enthält, der Kraftstoffeinspritzdüse 66 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als die Kanaleinspritzung des Kraftstoffs in die Einlassöffnung stromaufwärts der Verbrennungskammer 30 bekannt ist, im Einlasskrümmer 44 angeordnet ist.It is shown that a fuel injector 66 directly to the combustion chamber 30 is coupled to the fuel proportional to the pulse width of a signal FPW, via an electronic driver 68 from the controller 12 is received, to inject directly into it. In this way, the fuel injector 66 that's what's ready as a direct injection of the fuel into the combustion chamber 30 is known. The fuel injector may, for. B. on the side of the combustion chamber or in the upper part of the combustion chamber (as shown). The fuel may flow through a fuel delivery system (not shown) including a fuel tank, a fuel pump, and a fuel rail 66 be supplied. In some embodiments, the combustion chamber 30 alternatively or additionally, include a fuel injector configured in a configuration that provides what is referred to as the port injection of the fuel into the intake port upstream of the combustion chamber 30 is known in the intake manifold 44 is arranged.

Der Einlasskanal 42 kann eine Drosselklappe 62 enthalten, die eine Drosselklappen-Platte 64 aufweist. In diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappen-Platte 64 durch den Controller 12 über ein Signal verändert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktuator, der in der Drosselklappe 62 enthalten ist, bereitgestellt wird, eine Konfiguration, die üblicherweise als eine elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drosselklappe 62 betrieben werden, um die der Verbrennungskammer 30 unter den anderen Kraftmaschinenzylindern bereitgestellte Einlassluft zu variieren. Die Position der Drosselklappen-Platte 64 kann dem Controller 12 durch ein Drosselklappen-Positionssignal TP bereitgestellt werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassendurchflusssensor 120 und einen Krümmerluftdrucksensor 122 enthalten, um die jeweiligen Signale MAF und MAP dem Controller 12 bereitzustellen.The inlet channel 42 can a throttle 62 Contain a throttle plate 64 having. In this particular example, the position of the throttle plate 64 through the controller 12 Be changed via a signal that is an electric motor or an actuator operating in the throttle 62 is provided, a configuration commonly referred to as an electronic throttle control (ETC). That way the throttle can work 62 be operated to that of the combustion chamber 30 to vary intake air provided under the other engine cylinders. The position of the throttle plate 64 can the controller 12 be provided by a throttle position signal TP. The inlet channel 42 can be an air mass flow sensor 120 and a manifold air pressure sensor 122 included to the respective signals MAF and MAP the controller 12 provide.

Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Auslasskanal 48 gekoppelt ist. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor sein, um eine Angabe des Luft-/Kraftstoffverhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO- (ein universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO- (ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Es ist gezeigt, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 70 stromabwärts des Abgassensors 126 entlang dem Auslasskanal 48 angeordnet ist. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. In einigen Ausführungsformen kann während des Betriebs der Kraftmaschine 10 die Abgasreinigungsvorrichtung 70 durch das Betreiben wenigstens eines Zylinders der Kraftmaschine mit einem speziellen Luft-/Kraftstoffverhältnis periodisch zurückgesetzt werden.It is shown that an exhaust gas sensor 126 upstream of an exhaust gas purification device 70 to the outlet channel 48 is coupled. The sensor 126 may be any suitable sensor to provide an indication of the air / fuel ratio of the exhaust gases, such as. B. a linear oxygen sensor or UEGO (a universal or wide-range exhaust gas oxygen), a two-state oxygen sensor or EGO, a HEGO (a heated EGO), a NO x , HC or CO sensor. It is shown that the emission control device 70 downstream of the exhaust gas sensor 126 along the outlet channel 48 is arranged. The device 70 it may be a three way catalyst (TWC), a NOx trap, various other emission control devices or combinations thereof. In some embodiments, during operation of the engine 10 the exhaust gas purification device 70 be periodically reset by operating at least one cylinder of the engine with a specific air / fuel ratio.

Ferner kann in den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) 140 einen Sollanteil des Abgases von dem Auslasskanal 48 über einen AGR-Kanal 142 zu dem Einlasskrümmer 44 leiten. Eine AGR-Menge, die dem Einlasskrümmer 44 bereitgestellt wird, kann durch den Controller 12 über ein AGR-Ventil 144 variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor 146 innerhalb des AGR-Kanals 142 angeordnet sein, wobei er eine Angabe des Drucks und/oder der Temperatur und/oder der Konzentration der Bestandteile des Abgases bereitstellen kann. Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System 140 verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Verbrennungskammer zu regeln und folglich ein Verfahren zum Steuern der Zeitsteuerung der Zündung während einiger Verbrennungsmodi bereitstellen. Ferner kann während einiger Bedingungen ein Anteil der Verbrennungsgase durch das Steuern der Zeitsteuerung des Auslassventils, wie z. B. das Steuern eines Mechanismus der variablen Ventilzeitsteuerung, in der Verbrennungskammer gehalten oder aufgefangen werden.Further, in the disclosed embodiments, an exhaust gas recirculation (EGR) system may be provided. 140 a target portion of the exhaust gas from the exhaust passage 48 via an EGR channel 142 to the intake manifold 44 conduct. An EGR amount corresponding to the intake manifold 44 can be provided by the controller 12 via an EGR valve 144 be varied. Furthermore, an EGR sensor 146 within the EGR channel 142 may be arranged, wherein it can provide an indication of the pressure and / or the temperature and / or the concentration of the constituents of the exhaust gas. Under some conditions, the EGR system may 140 may be used to control the temperature of the air-fuel mixture within the combustion chamber, and thus provide a method of controlling ignition timing during some combustion modes. Further, during some conditions, a portion of the combustion gases may be controlled by controlling the timing of the exhaust valve, such as exhaust valve timing. For example, controlling a variable valve timing mechanism may be held or captured in the combustion chamber.

Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, die Eingabe-/Ausgabe-Ports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 106 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von dem Luftmassendurchflusssensor 120; einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und eines Krümmer-Absolutdrucksignals MAP von dem Sensor 122. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen. Es wird angegeben, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie z. B. ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Kraftmaschinendrehmoments angeben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich der Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der außerdem als ein Kraftmaschinen-Drehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse erzeugen.The controller 12 is in 1 shown as a microcomputer, which is a microprocessor unit 102 , the input / output ports 104 , an electronic storage medium for executable programs and calibration values, which in this particular example is a read-only memory chip 106 shown is a read-write memory 108 , a hold 110 and a data bus. The controller 12 For example, in addition to those signals previously discussed, various signals may be sent to the engine 10 Receive coupled sensors, including the measurement of the inducted mass air flow (MAF) from the mass air flow sensor 120 ; one Engine coolant temperature (ECT) from a temperature sensor 112 which is connected to a cooling sleeve 114 is coupled; a Profile Ignition Pickup (PIP) signal from a Hall effect sensor 118 (or another type) attached to the crankshaft 40 is coupled; a throttle position (TP) from a throttle position sensor; and a manifold absolute pressure signal MAP from the sensor 122 , The engine speed signal, RPM, can be controlled by the controller 12 be generated from the signal PIP. The manifold pressure signal MAP from a manifold pressure sensor may be used to provide an indication of the vacuum or pressure in the intake manifold. It is stated that various combinations of the above sensors may be used, such as: B. a MAF sensor without a MAP sensor or vice versa. During stoichiometric operation, the MAP sensor may indicate an indication of engine torque. Further, this sensor may provide an estimate of the charge introduced into the cylinder (including the air) along with the detected engine speed. In one example, the sensor 118 Also used as an engine speed sensor, each time the crankshaft rotates, it generates a predetermined number of equally spaced pulses.

Der Festwertspeicher 106 des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die nichtflüchtige Anweisungen repräsentieren, die durch den Prozessor 102 ausführbar sind, um sowohl die im Folgenden beschriebenen Verfahren als auch andere Varianten, die vorausgesehen werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, auszuführen.The read-only memory 106 The storage medium may be programmed with computer readable data representing nonvolatile instructions issued by the processor 102 are executable to perform both the methods described below and other variants that are foreseen but not specifically listed.

Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinder-Kraftmaschine, wobei jeder Zylinder ähnlich seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, einer Kraftstoffeinspritzdüse, einer Zündkerze usw. enthalten kann.As described above, shows 1 only one cylinder of a multi-cylinder engine, wherein each cylinder similarly may include its own set of intake / exhaust valves, a fuel injector, a spark plug, and so forth.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Abgassensors, wie z. B. eines UEGO-Sensors 200, der konfiguriert ist, um eine Konzentration des Sauerstoffs (O2) in einem Abgasstrom messen. Der Sensor 200 kann z. B. als der Abgassensor 126 arbeiten, wie oben bezüglich 1 beschrieben worden ist. Der Sensor 200 umfasst mehrere Schichten aus einem oder mehreren Keramikmaterialien, die in einer gestapelten Konfiguration angeordnet sind. In der Ausführungsform nach 2 sind fünf Keramikschichten als die Schichten 201, 202, 203, 204 und 205 dargestellt. Diese Schichten enthalten eine oder mehrere Schichten eines festen Elektrolyts, der ionischen Sauerstoff leiten kann. Beispiele geeigneter fester Elektrolyte enthalten Materialien auf Zirkonoxid-Basis, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Ferner kann in einigen Ausführungsformen, wie z. B. jener, die in 2 gezeigt ist, eine Heizvorrichtung 207 in thermischer Verbindung mit den Schichten angeordnet sein, um die ionische Leitfähigkeit der Schichten zu vergrößern. Während der dargestellte UEGO-Sensor 200 aus fünf Keramikschichten ausgebildet ist, wird erkannt, dass der UEGO-Sensor andere geeignete Anzahlen von Keramikschichten enthalten kann. 2 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an exhaust gas sensor, such. B. a UEGO sensor 200 which is configured to measure a concentration of oxygen (O 2 ) in an exhaust gas stream. The sensor 200 can z. As the exhaust gas sensor 126 work as above re 1 has been described. The sensor 200 includes multiple layers of one or more ceramic materials arranged in a stacked configuration. In the embodiment according to 2 There are five ceramic layers as the layers 201 . 202 . 203 . 204 and 205 shown. These layers contain one or more layers of a solid electrolyte that can conduct ionic oxygen. Examples of suitable solid electrolytes include, but are not limited to, zirconia-based materials. Furthermore, in some embodiments, such as. B. those in 2 shown is a heater 207 be arranged in thermal communication with the layers to increase the ionic conductivity of the layers. While the illustrated UEGO sensor 200 is formed of five ceramic layers, it is recognized that the UEGO sensor may contain other suitable numbers of ceramic layers.

Die Schicht 202 enthält ein Material oder Materialien, die einen Diffusionsweg 210 erzeugen. Der Diffusionsweg 210 ist konfiguriert, um Abgase über Diffusion in einen ersten inneren Hohlraum 222 einzuleiten. Der Diffusionsweg 210 kann konfiguriert sein, um es einer oder mehreren Komponenten der Abgase einschließlich eines erwünschten Analyts (z. B. O2), aber nicht eingeschränkt darauf, zu ermöglichen, mit einer einschränkenderen Rate in den inneren Hohlraum 222 zu diffundieren, als das Analyt durch ein Pumpelektrodenpaar 212 und 214 herein- oder herausgepumpt werden kann. Auf diese Weise kann ein stöchiometrischer Pegel des O2 in dem ersten internen Hohlraum 222 erhalten werden.The layer 202 Contains a material or materials that have a diffusion path 210 produce. The diffusion path 210 is configured to transfer exhaust gases via diffusion into a first internal cavity 222 initiate. The diffusion path 210 may be configured to allow one or more components of the exhaust gases including, but not limited to, a desired analyte (eg, O 2 ) at a more restrictive rate into the interior cavity 222 to diffuse, as the analyte through a pair of pump electrodes 212 and 214 can be pumped in or out. In this way, a stoichiometric level of O 2 in the first internal cavity 222 to be obtained.

Der Sensor 200 enthält ferner einen zweiten inneren Hohlraum 224 innerhalb der Schicht 204, der von dem ersten inneren Hohlraum 222 durch die Schicht 203 getrennt ist. Der zweite innere Hohlraum 224 ist konfiguriert, um einen konstanten Sauerstoff-Partialdruck aufrechtzuerhalten, der zu einer stöchiometrischen Bedingung äquivalent ist, ein in dem zweiten inneren Hohlraum 224 vorhandener Sauerstoffpegel ist z. B. zu dem gleich, den das Abgas aufweisen würde, falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch war. Die Sauerstoffkonzentration in dem zweiten inneren Hohlraum 224 wird durch den Pumpstrom Icp konstant gehalten. Hier kann der zweite innere Hohlraum 224 als eine Bezugszelle bezeichnet werden.The sensor 200 also includes a second internal cavity 224 within the shift 204 coming from the first inner cavity 222 through the layer 203 is disconnected. The second inner cavity 224 is configured to maintain a constant oxygen partial pressure equivalent to a stoichiometric condition, one in the second internal cavity 224 existing oxygen level is z. B. equal to that which the exhaust gas would have if the air-fuel ratio was stoichiometric. The oxygen concentration in the second internal cavity 224 is kept constant by the pumping current I cp . Here is the second inner cavity 224 be referred to as a reference cell.

Ein Paar von Abtastelektroden 216 und 218 ist mit dem ersten inneren Hohlraum 222 und der Bezugszelle 224 in Verbindung angeordnet. Das Abtastelektrodenpaar 216 und 218 detektiert einen Konzentrationsgradienten, der sich zwischen dem ersten inneren Hohlraum 222 und der Bezugszelle 224 aufgrund einer Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, die höher oder niedriger als das stöchiometrische Niveau ist, entwickeln kann. Eine hohe Sauerstoffkonzentration kann z. B. durch ein mageres Abgasgemisch verursacht werden, während eine niedrige Sauerstoffkonzentration durch ein fettes Gemisch verursacht werden kann.A pair of scanning electrodes 216 and 218 is with the first inner cavity 222 and the reference cell 224 arranged in connection. The scanning electrode pair 216 and 218 detects a concentration gradient extending between the first internal cavity 222 and the reference cell 224 due to an oxygen concentration in the exhaust gas that is higher or lower than the stoichiometric level. A high oxygen concentration can, for. B. caused by a lean exhaust gas mixture, while a low oxygen concentration can be caused by a rich mixture.

Das Paar von Pumpelektroden 212 und 214 ist in Verbindung mit dem inneren Hohlraum 222 angeordnet und ist konfiguriert, um einen ausgewählten Gasbestandteil (z. B. O2) aus dem inneren Hohlraum 222 durch die Schicht 201 und aus dem Sensor 200 elektrochemisch zu pumpen. Alternativ kann das Paar von Pumpelektroden 212 und 214 konfiguriert sein, um ein ausgewähltes Gas durch die Schicht 201 und in den inneren Hohlraum 222 elektrochemisch zu pumpen. Hier kann das Pumpelektrodenpaar 212 und 214 als eine O2-Pumpzelle bezeichnet werden.The pair of pumping electrodes 212 and 214 is in connection with the inner cavity 222 and is configured to receive a selected gas constituent (eg, O 2 ) from the interior cavity 222 through the layer 201 and from the sensor 200 to pump electrochemically. Alternatively, the pair of pumping electrodes 212 and 214 configured be to put a selected gas through the layer 201 and in the inner cavity 222 to pump electrochemically. Here can the pump electrode pair 212 and 214 be referred to as an O 2 pump cell.

Die Elektroden 212, 214, 216 und 218 können aus verschiedenen geeigneten Materialien hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen können die Elektroden 212, 214, 216 und 218 wenigstens teilweise aus einem Material hergestellt sein, das die Dissoziation molekularen Sauerstoffs katalysiert. Beispiele derartiger Materialien enthalten Elektroden, die Platin und/oder Gold enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt.The electrodes 212 . 214 . 216 and 218 can be made of various suitable materials. In some embodiments, the electrodes 212 . 214 . 216 and 218 be at least partially made of a material that catalyzes the dissociation of molecular oxygen. Examples of such materials include, but are not limited to, electrodes containing platinum and / or gold.

Der Prozess des elektrochemischen Pumpens des Sauerstoffs aus dem oder in den inneren Hohlraum 222 enthält das Anlegen eines elektrischen Stroms Ip über dem Pumpenelektrodenpaar 212 und 214. Der an die O2-Pumpzelle angelegte Pumpstrom Ip pumpt Sauerstoff in den oder aus dem ersten inneren Hohlraum 222, um einen stöchiometrischen Pegel des Sauerstoffs in der Hohlraum-Pumpzelle aufrechtzuerhalten. Der Pumpstrom Ip ist zur Konzentration des Sauerstoffs im Abgas proportional. Folglich verursacht ein mageres Gemisch, das Sauerstoff aus dem inneren Hohlraum 222 gepumpt wird, während ein fettes Gemisch verursacht, das Sauerstoff in den inneren Hohlraum 222 gepumpt wird.The process of electrochemical pumping of oxygen from or into the internal cavity 222 includes the application of an electrical current I p across the pump electrode pair 212 and 214 , The pumping current I p applied to the O 2 pumping cell pumps oxygen into or out of the first internal cavity 222 to maintain a stoichiometric level of oxygen in the void pumping cell. The pumping current I p is proportional to the concentration of oxygen in the exhaust gas. Consequently, a lean mixture causes oxygen from the internal cavity 222 Pumping while a rich mixture causes the oxygen in the inner cavity 222 is pumped.

Ein Steuersystem (das in 2 nicht gezeigt ist) erzeugt ein Pumpspannungssignal Vp als eine Funktion der Intensität des Pumpstroms Ip, die erforderlich ist, um ein stöchiometrisches Niveau innerhalb des ersten inneren Hohlraums 222 aufrechtzuerhalten.A control system (which in 2 not shown) generates a pump voltage signal V p as a function of the intensity of the pump current I p required to reach a stoichiometric level within the first internal cavity 222 maintain.

Der Abgas-Sauerstoffsensor als solcher wird bei einer ersten, niedrigeren Bezugsspannung (Vs), wie z. B. 450 mV, betrieben. Wenn die Spannung zu einer zweiten, höheren Bezugsspannung, wie z. B. höher als 800 mV (z. B. 1080 mV), geändert wird, dissoziiert der Sensor das Wasser im Abgas und misst den zusätzlichen Sauerstoff von dem Wasser. Dieses Phänomen kann dann vorteilhaft verwendet werden, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu messen. Wenn spezifisch bei der niedrigeren Bezugsspannung (450 mV) gearbeitet wird, ist der Pumpstrom proportional zur Sauerstoffkonzentration [O2]. Wenn dann der Sensor bei der höheren Bezugsspannung (1080 mV) betrieben wird, wird zusätzlicher Sauerstoff aufgrund der Dissoziation des Wassers (H2O -> H2 + 1/2O2) freigesetzt, wobei die Änderung des Pumpstroms, die dem Überschusssauerstoff entspricht, gemessen wird, um die Wasserkonzentration [H2O] zu bestimmen. Wie in der graphischen Darstellung 600 nach 6 gezeigt ist, variiert der Pumpstrom (Ip, entlang der y-Achse) linear mit der Wasserkonzentration ([H2O], entlang der x-Achse). Die Beziehung kann durch die folgende Gleichung definiert werden: Ip = 0,114[H2O]mA – 0,00011mA. The exhaust gas oxygen sensor as such is at a first, lower reference voltage (Vs), such. B. 450 mV, operated. When the voltage to a second, higher reference voltage, such. For example, if the temperature is changed above 800 mV (eg 1080 mV), the sensor dissociates the water in the exhaust gas and measures the additional oxygen from the water. This phenomenon can then be used to advantage to measure ambient humidity. When operating specifically at the lower reference voltage (450 mV), the pumping current is proportional to the oxygen concentration [O 2 ]. When the sensor is then operated at the higher reference voltage (1080 mV), additional oxygen is released due to dissociation of the water (H 2 O -> H 2 + 1 / 2O 2 ), the change in the pump current corresponding to the excess oxygen, is measured to determine the water concentration [H 2 O]. As in the graph 600 to 6 is shown, the pumping current (Ip, along the y-axis) varies linearly with the water concentration ([H 2 O], along the x-axis). The relationship can be defined by the following equation: Ip = 0.114 [H 2 O] mA - 0.00011mA.

Eine Anpassung durch lineare Regression der graphischen Darstellung nach 6 stellt einen Regressionskoeffizienten R2 von 0,999 bereit. Bei der höheren Bezugsspannung von 1080 mV liegt die Sensorauflösung in der Größenordnung von 2 µA.An adaptation by linear regression of the graphic representation 6 provides a regression coefficient R 2 of 0.999. At the higher reference voltage of 1080 mV, the sensor resolution is on the order of 2 μA.

Es sollte erkannt werden, dass der hier beschriebene UEGO-Sensor lediglich eine beispielhafte Ausführungsform eines UEGO-Sensors ist und dass andere Ausführungsformen von UEGO-Sensoren zusätzliche und/oder alternative Merkmale und/oder Konstruktionen aufweisen können.It should be appreciated that the UEGO sensor described herein is merely one example embodiment of a UEGO sensor and that other embodiments of UEGO sensors may include additional and / or alternative features and / or designs.

Der Abgas-Sauerstoffsensor wird jedoch durch das Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen in der Abluft beeinflusst. Spezifisch können die Abgas-Kohlenwasserstoffe an dem Sensor in Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden, was verursacht, dass das Abtastelement des Abgas-Sauerstoffsensors eine niedrigere Menge Sauerstoff anzeigt, als tatsächlich vorhanden ist. Dies verursacht als solches, dass die basierend auf der Ausgabe des UEGO geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit falsch ist (z. B. die Umgebungsfeuchtigkeit überschätzt wird). Während dieses Problem durch das Messen des Wassergehalts in der Luft während der DFSO-Bedingungen, wenn die Kraftmaschine nicht mit Kraftstoff beaufschlagt wird, etwas behandelt werden kann, kann die Messung trotzdem durch das Vorhandensein der von der PCV-Öffnung aufgenommenen Kohlenwasserstoffe beeinflusst werden. Diese enthalten die Kurbelgehäusegase und die Kurbelgehäuseentlüftungs-Kohlenwasserstoffe (PCV-Kohlenwasserstoffe). Selbst wenn die PCV-Öffnung gesperrt ist (z. B. durch das Schließen eines PCV-Ventils), können PCV-Kohlenwasserstoffe durch die Kolbenringe aufgenommen werden. Während z. B. eine Einlassdrosselklappe während der DFSO-Bedingung offen ist, kann der Einlass-MAP niedrig genug sein, um PCV-Kohlenwasserstoffe einzusaugen. Das Problem kann bei alternden Kraftmaschinen verschlimmert werden, wo es eine zusätzliche PCV-Undichtigkeit aufgrund des Verschleißes der Kolbenringe und -ventile geben kann. Die vergrößerte PCV vergrößert den Ölverbrauch der Kraftmaschine, den Verlust von Spitzendrehmoment und beeinflusst die Ausgabe des Feuchtigkeitssensors. Um die PCV-Strömung zu steuern und irgendeinen größeren Verschleiß der Kraftmaschinenkomponenten zu identifizieren, ist es erforderlich, die PCV-Strömung als solche zu überwachen. Es ist jedoch gegenwärtig kein robuster Mechanismus verfügbar, um die PCV-Strömung zu bestimmen und/oder den PCV-Gehalt zu bestimmen.However, the exhaust gas oxygen sensor is affected by the presence of hydrocarbons in the exhaust air. Specifically, the exhaust gas hydrocarbons at the sensor may be oxidized into carbon dioxide and water, causing the sensing element of the exhaust gas oxygen sensor to indicate a lower amount of oxygen than is actually present. As such, this causes the ambient humidity estimated based on the output of the UEGO to be incorrect (eg, the ambient humidity is overestimated). While this problem can be dealt with by measuring the water content in the air during DFSO conditions when the engine is not fueled, the measurement may still be affected by the presence of the hydrocarbons taken up by the PCV port. These include the crankcase gases and the crankcase ventilation hydrocarbons (PCV hydrocarbons). Even if the PCV port is blocked (eg by closing a PCV valve), PCV hydrocarbons can be absorbed by the piston rings. While z. For example, if an intake throttle is open during the DFSO condition, the intake MAP may be low enough to aspirate PCV hydrocarbons. The problem can be exacerbated with aging engines where there may be additional PCV leakage due to wear of the piston rings and valves. The increased PCV increases the engine's oil consumption, the loss of peak torque and affects the output of the humidity sensor. To control PCV flow and identify any major engine component wear, it is necessary to monitor the PCV flow as such. However, no robust mechanism is currently available to determine PCV flow and / or determine PCV content.

Wie bezüglich der 35 ausgearbeitet ist, haben die Erfinder hier erkannt, dass die Auswirkung der PCV-Kohlenwasserstoffe durch das Öffnen der Einlassdrosselklappe während der DFSO-Ereignisse, während die Feuchtigkeit durch den Abgas-Sauerstoffsensor geschätzt wird, minimiert oder sogar eliminiert werden kann. Durch das Öffnen der Einlassdrosselklappe kann der Krümmerdruck erhöht werden. Dies verringert den Delta-Druck über der PCV-Öffnung und verringert dadurch die Menge der in den Einlasskrümmer gesaugten PCV-Strömung. Der erhöhte MAP erhöht außerdem den Druck in dem Zylinder, was die Kohlenwasserstoff-(oder Öl-)Strömung über die Kolbenringe in die Zylinderluft verringert. Ferner vergrößert der erhöhte MAP die Luftströmung während des DFSO-Ereignisses, was die Öl- oder Kohlenwasserstoff-Dampfkonzentration verringert. Die kombinierte Wirkung verringert die Gesamtauswirkung der PCV-Strömung auf die Messung des Sauerstoffs aus dem dissoziierten Wasser der Umgebungsfeuchtigkeit des Abgassensors.As for the 3 - 5 the inventors have recognized here that the effect of the PCV hydrocarbons by opening the intake throttle during the DFSO Events while the humidity is estimated by the exhaust gas oxygen sensor can be minimized or even eliminated. By opening the intake throttle, the manifold pressure can be increased. This reduces delta pressure above the PCV port, thereby reducing the amount of PCV flow drawn into the intake manifold. The increased MAP also increases the pressure in the cylinder, which reduces the hydrocarbon (or oil) flow through the piston rings into the cylinder air. Further, the increased MAP increases the airflow during the DFSO event, which reduces the oil or hydrocarbon vapor concentration. The combined effect reduces the overall impact of the PCV flow on the measurement of oxygen from the dissociated water of the ambient humidity of the exhaust gas sensor.

Außerdem kann, während die Umgebungsfeuchtigkeit geschätzt wird, derselbe Abgassensor vorteilhaft verwendet werden, um die PCV-Strömung der Kraftmaschine zu schätzen und den Verschleiß der Kraftmaschinenkomponenten zu identifizieren, die zu der Undichtigkeit der PCV-Strömung führen. Spezifisch kann die Bezugsspannung des Abgas-Sauerstoffsensors während der DFSO-Ereignisse bei offenem Einlassventil und dann bei geschlossenem Einlassventil moduliert werden, wobei der Delta-Ip bei beiden Bedingungen verglichen werden kann, um die Menge der PCV-Strömung zu schätzen. In addition, while estimating ambient humidity, the same exhaust gas sensor may be advantageously used to estimate the PCV flow of the engine and to identify the wear of the engine components resulting in PCV flow leakage. Specifically, the reference voltage of the exhaust gas oxygen sensor may be modulated during DFSO open intake valve and then intake valve closed events, where the delta Ip may be compared at both conditions to estimate the amount of PCV flow.

Dann können die Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der genaueren Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit und der PCV-Strömung eingestellt werden.Then, engine operating parameters may be adjusted based on the more accurate estimate of ambient humidity and PCV flow.

Die 35 zeigen Ablaufpläne, die Routinen für einen Abgassensor bzw. ein Kraftmaschinensystem veranschaulichen. Die in 3 gezeigte Routine bestimmt z. B. basierend auf den Bedingungen der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine, ob der Sensor betrieben werden sollte, um die Abgas-Sauerstoffkonzentration oder die Umgebungsfeuchtigkeit oder die PCV-Strömung zu messen. Die in 4 gezeigte Routine bestimmt die Umgebungsfeuchtigkeit und die Menge der PCV-Strömung basierend auf dem Abgassensor 200, der bezüglich 2 beschrieben worden ist. 5 zeigt eine Routine zum Einstellen der Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der Umgebungsfeuchtigkeit und der PCV-Strömung, die über die in 3 gezeigte Routine bestimmt werden. Außerdem ermöglicht die Routine nach 5, dass der Verschleiß von Kraftmaschinenkomponenten basierend auf der Menge der PCV-Strömung bezüglich eines Schwellenwerts identifiziert wird.The 3 - 5 show flowcharts illustrating routines for an exhaust gas sensor and an engine system, respectively. In the 3 shown routine determines z. Based on the fueling conditions of the engine, whether the sensor should be operated to measure the exhaust gas oxygen concentration or the ambient humidity or the PCV flow. In the 4 The routine shown determines ambient humidity and the amount of PCV flow based on the exhaust gas sensor 200 that concerning 2 has been described. 5 FIG. 12 shows a routine for adjusting the operating parameters of the engine based on ambient humidity and PCV flow in excess of those in FIG 3 shown routine can be determined. In addition, the routine allows for 5 in that the wear of engine components is identified based on the amount of PCV flow relative to a threshold.

In 3 ist ein Ablaufplan, der eine Routine 300 zum Steuern eines Abgassensors, wie z. B. des Abgas-Sauerstoffsensors, der oben bezüglich 2 beschrieben worden ist und der positioniert ist, wie in 1 gezeigt ist, veranschaulicht, gezeigt. Der Betriebsmodus des Sensors wird wenigstens basierend auf den Bedingungen der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine gesteuert. Spezifisch bestimmt die Routine, ob das Kraftmaschinensystem unter den Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung arbeitet, wobei sie einen Messmodus des Sensors dementsprechend einstellt. Während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung wird der Sensor z. B. in einem Modus betrieben, um die Umgebungsfeuchtigkeit und/oder die PCV-Strömung zu bestimmen, während während der Bedingungen mit Kraftstoffbeaufschlagung der Sensor in einem Modus betrieben wird, um die Abgas-Sauerstoffkonzentration zu messen, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bestimmen.In 3 is a flowchart that is a routine 300 for controlling an exhaust gas sensor, such. B. the exhaust gas oxygen sensor, the above with respect 2 has been described and which is positioned as in 1 is shown, shown, shown. The operating mode of the sensor is controlled based at least on the fueling conditions of the engine. Specifically, the routine determines whether the engine system is operating under fuel-leaning conditions, setting a sensing mode of the sensor accordingly. During conditions without Kraftstoffbeaufschlagung the sensor z. B. operated in a mode to determine the ambient humidity and / or the PCV flow, while operated during the conditions with fueling the sensor in a mode to measure the exhaust gas oxygen concentration to the air-fuel ratio determine.

Bei 302 der Routine 300 nach 3 werden die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine bestimmt. Als nicht einschränkende Beispiele können die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine die tatsächliche/Sollmenge der AGR, die Zündung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die Kraftmaschinendrehzahl, den Atmosphärendruck, die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur usw. enthalten.at 302 the routine 300 to 3 The operating conditions of the engine are determined. As non-limiting examples, the engine operating conditions may include the actual / desired EGR, ignition, air-fuel ratio, engine speed, atmospheric pressure, engine coolant temperature, and so on.

Sobald die Betriebsbedingungen bestimmt worden sind, wird bei 304 der Routine 300 bestimmt, ob sich die Kraftmaschine unter den Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung befindet. Die Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung enthalten die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, bei denen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, aber sich die Kraftmaschine weiterhin dreht und wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil arbeiten; folglich strömt Luft durch einen oder mehrere der Zylinder, wobei aber kein Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt wird. Unter den Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung wird keine Verbrennung ausgeführt, wobei sich die Umgebungsluft vom Einlasskanal durch den Zylinder zu dem Auslasskanal bewegen kann. Auf diese Weise kann ein Sensor, wie z. B. ein Abgas-Sauerstoffsensor, Umgebungsluft empfangen, an der Messungen, wie z. B. die Detektion der Umgebungsfeuchtigkeit, ausgeführt werden können.Once the operating conditions have been determined, at 304 the routine 300 determines if the engine is under fuel-free conditions. The fuel-less conditions include the engine operating conditions where the fuel supply is interrupted but the engine continues to rotate and at least one intake valve and one exhaust valve are operating; consequently, air flows through one or more of the cylinders, but no fuel is injected into the cylinders. Under the non-fueling conditions, no combustion is performed whereby the ambient air may move from the intake passage through the cylinder to the exhaust passage. In this way, a sensor, such. B. an exhaust gas oxygen sensor, ambient air received on the measurements, such. As the detection of ambient humidity can be performed.

Die Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung können z. B. die Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO) enthalten. Die DFSO erfolgt in Reaktion auf das Bedienungsperson-Pedal (z. B. in Reaktion auf eine Pedalfreigabe des Fahrers und wo das Fahrzeug größer als ein Schwellenbetrag beschleunigt). Die DAFOE-Bedingungen können während eines Fahrzyklus wiederholt auftreten, wobei folglich zahlreiche Angaben der Umgebungsfeuchtigkeit überall in dem Fahrzyklus, wie z. B. während jedes DFSO-Ereignisses, erzeugt werden können. Der Gesamtwirkungsgrad der Kraftmaschine als solcher kann während der Fahrzyklen, in denen die Umgebungsfeuchtigkeit fluktuiert, aufrechterhalten werden. Die Umgebungsfeuchtigkeit kann z. B. aufgrund einer Änderung der Höhe oder der Temperatur oder dann, wenn das Fahrzeug in Nebel oder Regen eintritt/Nebel oder Regen verlässt, fluktuieren.The conditions without Kraftstoffbeaufschlagung z. As the fuel cut-off (DFSO) included. The DFSO is in response to the operator pedal (eg, in response to a driver's pedal release and where the vehicle accelerates greater than a threshold amount). The DAFOE conditions may occur repeatedly during a drive cycle, thus providing numerous indications of ambient humidity throughout the drive cycle, such as driving conditions. During each DFSO event. As such, the overall efficiency of the engine may be maintained during the driving cycles in which ambient humidity fluctuates. The Ambient moisture can z. B. due to a change in altitude or temperature or when the vehicle enters fog or rain / fog or rain leaves, fluctuate.

Falls bestimmt wird, dass die Kraftmaschine nicht unter den Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung arbeitet, z. B. Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine eingespritzt wird, geht die Routine 300 zu 308. Bei 308 wird der Abgassensor als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor betrieben. In diesen Betriebsmodus kann der Sensor z. B. als ein Lambda-Sensor betrieben werden. Als ein Lambda-Sensor kann die Ausgangsspannung bestimmen, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager oder fett ist. Alternativ kann der Sensor als ein universeller Abgas-Sauerstoffsensor (UEGO) arbeiten, wobei ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z. B. ein Grad der Abweichung von einem stöchiometrischen Verhältnis) aus dem Pumpstrom der Pumpzelle des Sensors erhalten werden kann.If it is determined that the engine is not operating under the non-fueling conditions, e.g. For example, when fuel is injected into one or more cylinders of the engine, the routine passes 300 to 308 , at 308 For example, the exhaust gas sensor is operated as an air-fuel ratio sensor. In this mode of operation, the sensor z. B. operated as a lambda sensor. As a lambda sensor, the output voltage may determine whether the exhaust air-fuel ratio is lean or rich. Alternatively, the sensor may operate as a universal exhaust gas oxygen (UEGO) sensor, wherein an air-fuel ratio (eg, a degree of deviation from a stoichiometric ratio) may be obtained from the pumping current of the pumping cell of the sensor.

Bei 310 der Routine 300 wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (FAR) in Reaktion auf den Abgas-Sauerstoffsensor gesteuert. Folglich kann ein Soll-FAR der Abgase basierend auf der Rückkopplung von dem Sensor während der Bedingungen mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine aufrechterhalten werden. Falls z. B. ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis das stöchiometrische Verhältnis ist und der Sensor bestimmt, dass das Abgas mager ist (d. h., das Abgas Überschusssauerstoff umfasst und das FAR kleiner als stöchiometrisch ist), kann während des anschließenden Betriebs mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt werden. Als ein weiteres Beispiel kann, falls ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis das stöchiometrische Verhältnis ist und der Sensor bestimmt, dass das Abgas fett ist (d. h., das Abgas Überschusskraftstoff umfasst und das FAR größer als stöchiometrisch ist), die Kraftstoffeinspritzung während des anschließenden Betriebs mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine verringert werden.at 310 the routine 300 the air-fuel ratio (FAR) is controlled in response to the exhaust gas oxygen sensor. Thus, a desired FAR of the exhaust gases may be maintained based on the feedback from the sensor during engine fueling conditions. If z. For example, if a desired air-fuel ratio is the stoichiometric ratio and the sensor determines that the exhaust gas is lean (ie, the exhaust gas includes excess oxygen and the FAR is less than stoichiometric), additional fuel may be injected during subsequent fueling of the engine become. As another example, if a desired air-fuel ratio is the stoichiometric ratio and the sensor determines that the exhaust gas is rich (ie, the exhaust gas includes excess fuel and the FAR is greater than stoichiometric), then fuel injection may be reported during subsequent operation Fueling the engine are reduced.

Falls andererseits bestimmt wird, dass sich die Kraftmaschine unter den Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung befindet, geht die Routine zu 306 weiter, wobei der Sensor betrieben wird, um die Umgebungsfeuchtigkeit und/oder die PCV-Strömung zur Kraftmaschine zu bestimmen. Die Umgebungsfeuchtigkeit und die PCV-Strömung können basierend auf der Sensorausgabe bestimmt werden, wie im Folgenden bezüglich 4 ausführlicher beschrieben wird. Eine Bezugsspannung des Sensors kann z. B. zwischen einer minimalen Spannung, bei der Sauerstoff detektiert wird, und einer Spannung, bei der Wassermoleküle dissoziiert werden können, so dass die Umgebungsfeuchtigkeit bestimmt werden kann, moduliert werden. Der Prozess kann sowohl mit offener Einlassdrosselklappe (wo die PCV-Strömung verringert oder eliminiert ist) als auch mit geschlossener Einlassdrosselklappe (wo die PCV-Strömung freigegeben ist) wiederholt werden, wobei der Unterschied der Sensorausgaben bei den beiden Drosselklappenbedingungen verwendet werden kann, um die PCV-Strömung abzuleiten. Es sollte erkannt werden, dass die Umgebungsfeuchtigkeit, wie sie bestimmt wird (was im Folgenden bezüglich 4 beschrieben wird), die absolute Umgebungsfeuchtigkeit ist. Außerdem kann die relative Feuchtigkeit erhalten werden, indem ferner eine Temperaturdetektionsvorrichtung, wie z. B. ein Temperatursensor, verwendet wird.On the other hand, if it is determined that the engine is under the non-fueling conditions, the routine will increase 306 further, wherein the sensor is operated to determine the ambient humidity and / or the PCV flow to the engine. The ambient humidity and PCV flow may be determined based on the sensor output, as discussed below 4 will be described in more detail. A reference voltage of the sensor may, for. B. between a minimum voltage at which oxygen is detected, and a voltage at which water molecules can be dissociated, so that the ambient humidity can be determined modulated. The process can be repeated with both the intake throttle open (where the PCV flow is reduced or eliminated) and the intake throttle closed (where the PCV flow is enabled), and the difference in sensor outputs at the two throttle conditions can be used to determine the Derive PCV flow. It should be appreciated that the ambient humidity as determined (which is referred to below 4 described), which is absolute ambient humidity. In addition, the relative humidity can be obtained by further comprising a temperature detection device, such. As a temperature sensor is used.

4 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine 400 zum Bestimmen der Umgebungsfeuchtigkeit und der PCV-Strömung z. B. über einen Abgassensor, wie z. B. den Sauerstoffsensor, der oben bezüglich 2 beschrieben worden ist und der positioniert ist, wie in 1 gezeigt ist, veranschaulicht. 4 shows a flowchart that is a routine 400 for determining ambient humidity and PCV flow e.g. B. via an exhaust gas sensor, such. B. the oxygen sensor, the above with respect 2 has been described and which is positioned as in 1 shown is illustrated.

Bei 401 enthält die Routine das Schließen einer PCV-Öffnung. Falls z. B. ein PCV-Ventil, das das Kurbelgehäuse der Kraftmaschine an den Einlasskrümmer koppelt, vorhanden ist, kann das Ventil geschlossen werden. Durch das Schließen des Ventils wird die Aufnahme von PCV-Kohlenwasserstoffen verringert, wobei deren Wirkung auf die Ausgabe des Abgas-Sauerstoffsensors minimiert wird.at 401 The routine includes closing a PCV opening. If z. For example, if a PCV valve coupling the engine crankcase to the intake manifold is present, the valve may be closed. Closing the valve reduces the uptake of PCV hydrocarbons, minimizing their effect on the output of the exhaust gas oxygen sensor.

Bei 402 enthält die Routine das Öffnen einer Einlassdrosselklappe, um den Krümmerdruck (MAP) zu erhöhen und dadurch das Einsaugen von PCV-Strömung an den Kolbenringen vorbei zu verringern. Das Öffnen der Einlassdrosselklappe enthält in einem Beispiel das vollständige Öffnen der Einlassdrosselklappe. In einem weiteren Beispiel kann die Einlassdrosselklappe um wenigstens 15 Grad geöffnet werden. Wie vorher erörtert worden ist, wird durch das Öffnen der Einlassdrosselklappe die Auswirkung der PCV-Strömung (wie z. B. irgendeiner PCV-Strömung, die an den Kolbenringen vorbei austritt) verringert. Dies erfolgt aufgrund der Zunahme des MAP, die einen Abfall des Delta-Drucks über der PCV-Öffnung verursacht, was die Menge der PCV-Strömung in den Einlasskrümmer verringert. Der erhöhte MAP erhöht außerdem den Zylinderdruck, der die Strömung der PCV-Kohlenwasserstoffe durch die Kolbenringe in die Zylinderluft verringert. Schließlich vergrößert der erhöhte MAP außerdem die Gesamtluftströmung während des DFSO-Ereignisses, was die effektive Konzentration von Kohlenwasserstoffdämpfen verringert.at 402 The routine includes opening an intake throttle to increase manifold pressure (MAP), thereby reducing intake of PCV flow past the piston rings. The opening of the intake throttle includes, in one example, the full opening of the intake throttle. In another example, the intake throttle may be opened by at least 15 degrees. As previously discussed, opening the intake throttle will reduce the impact of the PCV flow (such as any PCV flow exiting past the piston rings). This is due to the increase in MAP causing a drop in delta pressure over the PCV port, which reduces the amount of PCV flow into the intake manifold. The increased MAP also increases the cylinder pressure which reduces the flow of PCV hydrocarbons through the piston rings into the cylinder air. Finally, the increased MAP also increases the total airflow during the DFSO event, which reduces the effective concentration of hydrocarbon vapors.

Bei 404 enthält die Routine bei offener Einlassdrosselklappe das Modulieren einer Bezugsspannung des Abgassensors. Hier ist der Abgassensor ein Abgas-Sauerstoffsensor. Das Modulieren der Bezugsspannung enthält das Umschalten der Bezugsspannung zwischen einer ersten, niedrigeren Bezugsspannung und einer zweiten, höheren Bezugsspannung. Spezifisch wird der Sensor bei 406 bei der niedrigeren Bezugsspannung betrieben, wobei ein erster durch den Sensor (IP1) ausgegebener Pumpstrom angezeigt wird. Dann wird bei 408 die Bezugsspannung erhöht, bis der Sensor bei der höheren Bezugsspannung betrieben wird und ein zweiter durch den Sensor (IP2) ausgegebener Pumpstrom angezeigt wird. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Spannung 450 mV betragen und kann die zweite Spannung 1080 mV betragen. Bei offener Einlassdrosselklappe bei 450 mV kann der erste Pumpstrom (IP1 = Ip_450_np_pcv) eine Menge des Sauerstoffs im Abgas angeben. Bei 1080 mV können Wassermoleküle dissoziiert werden, so dass der zweite Pumpstrom die Menge des Sauerstoffs im Abgas plus eine Menge des Sauerstoffs von den dissoziierten Wassermolekülen angibt (IP2 = Ip_1080_no_pcv). Die erste Spannung kann z. B. eine Spannung sein, bei der eine Konzentration des Sauerstoffs im Abgas bestimmt werden kann, während die zweite Spannung eine Spannung sein kann, bei der Wassermoleküle dissoziiert werden können.at 404 For example, when the intake throttle valve is open, the routine includes modulating a reference voltage of the exhaust gas sensor. Here, the exhaust gas sensor is an exhaust gas oxygen sensor. Modulating the reference voltage includes switching the reference voltage between a first, lower one Reference voltage and a second, higher reference voltage. Specifically, the sensor is included 406 operated at the lower reference voltage, wherein a first output by the sensor (IP1) pumping current is displayed. Then at 408 the reference voltage is increased until the sensor operates at the higher reference voltage and a second pump current output by the sensor (IP2) is displayed. As a non-limiting example, the first voltage may be 450 mV and the second voltage may be 1080 mV. With the inlet throttle open at 450 mV, the first pumping current (IP1 = Ip_450_np_pcv) can indicate an amount of oxygen in the exhaust gas. At 1080 mV, water molecules can be dissociated so that the second pumping current indicates the amount of oxygen in the exhaust gas plus an amount of oxygen from the dissociated water molecules (IP2 = Ip_1080_no_pcv). The first voltage can z. Example, be a voltage at which a concentration of oxygen in the exhaust gas can be determined, while the second voltage may be a voltage at which water molecules can be dissociated.

Bei 1080 mV können Kohlendioxid-Moleküle (CO2-Moleküle) als solche zusätzlich zu den Wassermolekülen dissoziiert werden. Während der Bedingungen, wenn die Einlassdrosselklappe offen ist und die Kraftmaschine nicht mit Kraftstoff beaufschlagt wird, kann jedoch kein Kohlendioxid aus der Oxidation der Kohlenwasserstoffe (z. B. des Kraftstoff oder Öls) erzeugt werden, wobei es dadurch die Feuchtigkeitsschätzung nicht beeinflussen kann.At 1080 mV, carbon dioxide (CO 2 ) molecules can be dissociated as such in addition to the water molecules. However, during conditions when the intake throttle is open and the engine is not fueled, carbon dioxide may not be generated from the oxidation of the hydrocarbons (eg, the fuel or oil) and thereby may not affect the moisture estimate.

Bei 408 enthält die Routine das Bestimmen einer Änderung des Pumpstroms (Delta-Ip) während der Modulation. Bei 410 kann eine durchschnittliche Änderung des Pumpstroms bestimmt werden. Während eines DFSO-Ereignisses bei offener Drosselklappe kann z. B. das Modulieren während einer Dauer ausgeführt werden, wobei eine Änderung des Pumpstroms bei jeder Modulation in Erfahrung gebracht werden kann. Dann können die in Erfahrung gebrachten Werte gemittelt werden. Weil dieses Delta-Ip als solches auf der Sensorausgabe basiert, die bei offener Einlassdrosselklappe angezeigt wird, repräsentiert das Delta-Ip die Änderung des Pumpstroms nur von der Umgebungsfeuchtigkeit (ohne irgendeinen Beitrag von der PCV-Strömung). Folglich kann diese erste Änderung des Pumpstroms als Delta_ip_no_pcv gespeichert werden und kann als: Delta_ip_no_pcv = Ip_1080_no_pcv – Ip_450_no_pcv = IP2 – IP1 in Erfahrung gebracht werden.at 408 The routine includes determining a change in pumping current (delta-Ip) during modulation. at 410 An average change in pumping current can be determined. During a DFSO event with the throttle open, for example: For example, the modulating may be performed for a duration, wherein a change in the pumping current may be learned at each modulation. Then the values learned can be averaged. As such, because this delta Ip is based on the sensor output displayed with the inlet throttle open, the delta Ip represents the change in pumping current only from the ambient humidity (without any contribution from the PCV flow). Consequently, this first change in pumping current can be stored as Delta_ip_no_pcv and can be considered: Delta_ip_no_pcv = Ip_1080_no_pcv - Ip_450_no_pcv = IP2 - IP1 be learned.

Durch das Modulieren der Bezugsspannung und das Bestimmen einer durchschnittlichen Änderung des Pumpstroms kann z. B. die Wirkung eines sich ändernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses am Anfang einer Dauer bei abgestelltem Kraftstoff, wenn restliche Verbreitungsgase im Abgas vorhanden sein können, aufgehoben werden. Eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit als solche kann relativ schnell erzeugt werden, nachdem die Kraftstoffeinspritzung ausgesetzt worden ist, selbst wenn das Abgas nicht frei von restlichen Verbrennungsgasen ist.By modulating the reference voltage and determining an average change in the pump current, z. For example, the effect of a changing air-fuel ratio at the beginning of a fuel cut-off period when residual spread gases may be present in the exhaust gas may be canceled. As such, an indication of the ambient humidity can be generated relatively quickly after the fuel injection has been suspended, even if the exhaust gas is not free of residual combustion gases.

Bei 412 kann die Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der ersten Änderung des Pumpstroms (Delta_ip_no_pcv) geschätzt werden. Weil der durch den Sensor bei der zweiten Spannung (bei der Wassermoleküle dissoziiert werden) ausgegebene Pumpstrom spezifisch die Menge des Sauerstoffs im Abgas plus eine Menge des Sauerstoffs von den dissoziierten Wassermolekülen angibt, während der durch den Sensor bei der ersten Spannung (bei der keine Wassermoleküle dissoziiert werden) ausgegebene erste Pumpstrom die Menge des Sauerstoffs im Abgas angibt, gibt die erste Änderung des Pumpstroms (der Unterschied zwischen dem ersten Pumpstrom und dem zweiten Pumpstrom bei offener Einlassdrosselklappe), die während der Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine geschätzt worden ist, wobei wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil arbeiten, die Umgebungsfeuchtigkeit an.at 412 For example, the ambient humidity may be estimated based on the first change in pumping current (Delta_ip_no_pcv). Because the pumping current output by the sensor at the second voltage (dissociated at the water molecules) specifically indicates the amount of oxygen in the exhaust gas plus an amount of oxygen from the dissociated water molecules, while that through the sensor at the first voltage (at which no water molecules The first pumping current indicative of the amount of oxygen in the exhaust gas indicates the first change in pumping current (the difference between the first pumping current and the second open-throttle valve pumping current) estimated during the fuel-free condition of the engine, wherein at least an inlet valve and an outlet valve operate to ambient humidity.

Es wird erkannt, dass in einigen Beispielen das Modulieren der Bezugsspannung für die Bestimmung der Umgebungsfeuchtigkeit auf der Dauer des Abstellens des Kraftstoffs basieren kann. Die Routine kann z. B. optional eine Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs bestimmen. Falls die Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs kleiner als eine Schwellendauer ist, wird die Bezugsspannung des Sensors zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung moduliert, um die Umgebungsfeuchtigkeit zu bestimmen. Wenn die Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs größer als die Schwellendauer ist, wird die Bezugsspannung nicht moduliert. In einigen Beispielen kann die Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs ein Zeitraum seit dem Abstellen des Kraftstoffs sein. In anderen Beispielen kann die Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen seit dem Abstellen des Kraftstoffs sein. Die Schwellendauer als solche kann ein Zeitraum sein, bis das Abgas im Wesentlichen ohne Kohlenwasserstoffe von der Verbrennung in der Kraftmaschine ist. Die Restgase von einem oder mehreren vorhergehenden Verbrennungszyklen können z. B. während mehrerer Zyklen, nachdem der Kraftstoff abgestellt worden ist, im Abgas bleiben, wobei das Gas, das aus der Kammer entleert wird, während einer Dauer, nachdem die Kraftstoffeinspritzung gestoppt worden ist, mehr als die Umgebungsluft enthalten kann. Ferner kann die Zeitdauer, in der der Kraftstoff abgestellt ist, variieren. Eine Bedienungsperson des Fahrzeugs kann z. B. ein Fahrpedal freigeben und zu einem Stopp im Leerlauf fahren, was zu einer langen DFSO-Zeitdauer führt. In einigen Situationen kann die Zeitdauer des Abstellens des Kraftstoffs (z. B. der Zeitraum von der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bis zum Neustart der Kraftstoffzufuhr) nicht lang genug sein, damit die Umgebungsluft in dem Abgassystem einen Gleichgewichtszustand herstellt. Eine Bedienungsperson des Fahrzeugs kann z. B. kurz nach dem Freigeben des Fahrpedals einen Pedaldruck ausführen, was verursacht, dass die DFSO bald nach dem Anfang stoppt. In einer derartigen Situation kann der Controller die Bezugsspannung modulieren, wie bei 404 erörtert worden ist. Falls im Vergleich die Dauer seit dem Abstellen des Kraftstoffs größer als die Schwellendauer ist, wird die Bezugsspannung auf eine Schwellenspannung erhöht, aber nicht moduliert. Die Schwellenspannung kann eine Spannung sein, bei der ein erwünschtes Molekül dissoziiert wird, wie z. B. die zweite, höhere Bezugsspannung von 1080 mV. In einem weiteren Beispiel kann nur während der Feuchtigkeitsschätzung (nicht der Schätzung der PCV-Strömung) die verwendete zweite, höhere Bezugsspannung 950 mV betragen oder eine andere Spannung, bei der Wassermoleküle dissoziiert werden können, sein.It will be appreciated that in some examples, modulating the reference voltage for determining ambient humidity may be based on the duration of the fuel off. The routine may, for. B. optionally determine a duration since stopping the fuel. If the duration since fuel cutoff is less than a threshold duration, the reference voltage of the sensor is modulated between the first voltage and the second voltage to determine the ambient humidity. If the duration since fuel cutoff is greater than the threshold duration, the reference voltage will not be modulated. In some examples, the duration since the fuel has been shut off may be a period of time since the fuel has been shut off. In other examples, the duration since the fuel has been shut off may be a number of engine cycles since the fuel has been shut off. As such, the threshold duration may be a period of time until the exhaust gas is substantially free of hydrocarbons from combustion in the engine. The residual gases from one or more previous combustion cycles may, for. B. remain in the exhaust gas during a plurality of cycles after the fuel has been turned off, wherein the gas that is discharged from the chamber during a period after the fuel injection has been stopped may contain more than the ambient air. Further, the period of time in which the fuel is shut off may vary. An operator of the vehicle may, for. B. release an accelerator pedal and to idle, resulting in a long DFSO time. In some situations, the period of time the fuel is shut off (eg, the period from fuel cut to fuel restart) may not be long enough for the ambient air in the exhaust system to reach an equilibrium state. An operator of the vehicle may, for. B. pedaling shortly after releasing the accelerator pedal, causing the DFSO to stop soon after it starts. In such a situation, the controller may modulate the reference voltage as in 404 has been discussed. In comparison, if the duration since fuel cutoff is greater than the threshold duration, the reference voltage is increased to a threshold voltage but not modulated. The threshold voltage may be a voltage at which a desired molecule is dissociated, such as. B. the second, higher reference voltage of 1080 mV. In another example, only during the moisture estimation (not the estimation of the PCV flow) can the second, higher reference voltage used be 950 mV or another voltage at which water molecules can be dissociated.

Zurück bei der Routine 400 enthält die Routine bei 414 nach dem Schätzen der Umgebungsfeuchtigkeit das Schließen der Einlassdrosselklappe, um den Krümmerdruck (MAP) zu verringern und dadurch das Einsaugen von PCV-Strömung an den Kolbenringen vorbei in den Einlasskrümmer der Kraftmaschine zu erhöhen. Das Schließen der Einlassdrosselklappe enthält das vollständige Schließen der Einlassdrosselklappe. Durch das Schließen der Einlassdrosselklappe als solches wird die Auswirkung der PCV-Strömung vergrößert.Back at the routine 400 includes the routine at 414 after estimating ambient humidity, closing the intake throttle to reduce manifold pressure (MAP) and thereby increase the intake of PCV flow past the piston rings into the intake manifold of the engine. The closing of the intake throttle includes the complete closing of the intake throttle. As such, closing the intake throttle will increase the impact of the PCV flow.

Als Nächstes wird bei 416 bei geschlossener Einlassdrosselklappe die Bezugsspannung des Abgas-Sauerstoffsensors moduliert. Wie bezüglich 404 erörtert worden ist, enthält das Modulieren der Bezugsspannung das Umschalten der Bezugsspannung zwischen der ersten, niedrigeren Bezugsspannung (z. B. 450 mV) und der zweiten, höheren Bezugsspannung (z. B. 1080 mV). Spezifisch wird bei 418 der Sensor bei der niedrigeren Bezugsspannung betrieben und wird ein erster durch den Sensor ausgegebener Pumpstrom (IP1' = Ip_450_w_pcv) angezeigt. Dann wird bei 419 die Bezugsspannung erhöht, wird der Sensor bei der höheren Bezugsspannung betrieben und wird ein zweiter durch den Sensor ausgegebener Pumpstrom (IP2' = Ip_1080_w_pcv) angezeigt. Bei geschlossener Einlassdrosselklappe bei 450 mV kann der Pumpstrom z. B. eine Menge des Sauerstoffs im Abgas angeben. Bei geschlossener Drosselklappe bei 1080 mV können zusätzlich zu den Wassermolekülen die Kohlendioxidmoleküle (CO2-Moleküle) dissoziiert werden. Spezifisch kann während der Bedingungen, wenn die Einlassdrosselklappe geschlossen ist und die Kraftmaschine nicht mit Kraftstoff beaufschlagt wird, das Kohlendioxid von der Oxidation der Kohlenwasserstoffe (z. B. des Kraftstoffs oder Öls) erzeugt werden und kann deshalb die Feuchtigkeitsschätzung beeinflussen. Folglich können bei 1080 mV Wassermoleküle und Kohlendioxidmoleküle dissoziiert werden, so dass der Pumpstrom die Menge des Sauerstoffs im Abgas plus eine Menge des Sauerstoffs von den dissoziierten Wassermolekülen plus eine Menge des Sauerstoffs von den dissoziierten Kohlendioxidmolekülen (CO2-Molekülen) angibt. Das CO2 wird aus den PCV-Kohlenwasserstoffen erzeugt, die an dem Abtastelement des Abgas-Sauerstoffsensors mit Sauerstoff reagieren, um CO2 und Wasser zu erzeugen.It will be added next 416 With the inlet throttle closed, the reference voltage of the exhaust gas oxygen sensor is modulated. As for re 404 Modulating the reference voltage includes switching the reference voltage between the first, lower reference voltage (eg, 450 mV) and the second, higher reference voltage (eg, 1080 mV). Specifically, at 418 the sensor is operated at the lower reference voltage and a first pump current output by the sensor (IP1 '= Ip_450_w_pcv) is displayed. Then at 419 increases the reference voltage, the sensor is operated at the higher reference voltage and a second pump current output by the sensor (IP2 '= Ip_1080_w_pcv) is displayed. With closed inlet throttle at 450 mV, the pumping current z. B. indicate an amount of oxygen in the exhaust gas. With the throttle closed at 1080 mV, the carbon dioxide molecules (CO 2 molecules) can be dissociated in addition to the water molecules. Specifically, during conditions when the intake throttle is closed and the engine is not fueled, the carbon dioxide may be generated from the oxidation of the hydrocarbons (eg, the fuel or oil) and therefore may affect the humidity estimate. Thus, at 1080 mV, water molecules and carbon dioxide molecules can be dissociated such that the pumping current indicates the amount of oxygen in the exhaust gas plus an amount of oxygen from the dissociated water molecules plus an amount of oxygen from the dissociated carbon dioxide (CO 2 ) molecules. The CO 2 is generated from the PCV hydrocarbons which react with oxygen at the sensing element of the exhaust gas oxygen sensor to produce CO 2 and water.

Bei 420 enthält die Routine das Bestimmen einer Änderung des Pumpstroms (Delta-Ip) während der Modulation. Bei 422 kann eine durchschnittliche Änderung des Pumpstroms bestimmt werden. Während des DFSO-Ereignisses bei geschlossener Einlassdrosselklappe kann z. B. das Modulieren während einer Dauer ausgeführt werden, wobei eine Änderung des Pumpstroms bei jeder Modulation in Erfahrung gebracht werden kann. Dann können die in Erfahrung gebrachten Werte gemittelt werden. Weil dieses Delta-Ip als solches auf der Sensorausgabe basiert, die bei geschlossener Einlassdrosselklappe angezeigt wird, repräsentiert das Delta-Ip die Änderung des Pumpstroms von der Umgebungsfeuchtigkeit mit einem zusätzlichen Beitrag von der PCV-Strömung. Folglich kann diese zweite Änderung des Pumpstroms als Delta_ip_w_pcv gespeichert und als: Delta_ip_w_pcv = Ip_1080_w_pcv – Ip_450_w_pcv = IP2' – IP1' in Erfahrung gebracht werden.at 420 The routine includes determining a change in pumping current (delta-Ip) during modulation. at 422 An average change in pumping current can be determined. During the DFSO event when the intake throttle is closed, e.g. For example, the modulating may be performed for a duration, wherein a change in the pumping current may be learned at each modulation. Then the values learned can be averaged. As such, because this delta Ip is based on the sensor output displayed with the inlet throttle closed, the delta Ip represents the change in pumping current from ambient humidity with an additional contribution from the PCV flow. Consequently, this second change in pumping current can be stored as Delta_ip_w_pcv and as: Delta_ip_w_pcv = Ip_1080_w_pcv - Ip_450_w_pcv = IP2 '- IP1' be learned.

Bei 424 kann die PCV-Strömung basierend auf den Ausgaben des Abgas-Sauerstoffsensors während des Modulierens bei offener und geschlossener Einlassdrosselklappe geschätzt werden. Spezifisch wird eine PCV-Durchflussmenge (bei den Bedingungen einer geschlossenen Drosselklappe) basierend auf einem Unterschied (z. B. als eine Funktion eines Unterschieds) zwischen der ersten Änderung des Pumpstroms, die durch den Sensor während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe ausgegeben wird, (Delta_ip_no_pcv, wie bei 408 bestimmt wird) und der zweiten Änderung des Pumpstroms, die durch den Sensor während des Modulierens bei geschlossener Einlassdrosselklappe ausgegeben wird, (Delta_ip_w_pcv, wie bei 422 bestimmt wird) geschätzt. Mit anderen Worten, die PCV-Strömung kann gemäß der Gleichung: PCV_flow = f(Delta_ip_w_pcv – Delta_ip_no_pcv), mit f = Funktion von,
bestimmt werden.
at 424 For example, the PCV flow may be estimated based on the outputs of the exhaust gas oxygen sensor during open and closed intake throttle modulation. Specifically, a PCV flow rate (under closed throttle conditions) is determined based on a difference (eg, as a function of a difference) between the first change in pumping current output by the sensor during open-port throttle modulation (FIG. Delta_ip_no_pcv, as at 408 is determined) and the second change in the pumping current output by the sensor during modulating with the inlet throttle closed (Delta_ip_w_pcv, as in FIG 422 determined). In other words, the PCV flow can be calculated according to the equation: PCV_flow = f (Delta_ip_w_pcv - Delta_ip_no_pcv), with f = function of,
be determined.

Wie bezüglich 5 ausgearbeitet ist, kann ein Kraftmaschinen-Controller dann ein Verschleiß der Kraftmaschine (z. B. ein Verschleiß der Kraftmaschinenkomponenten) basierend auf der geschätzten PCV-Strömung angeben. Ferner kann der Controller einen Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit (wie sie bei 412 in Erfahrung gebracht wird) und der geschätzten PCV-Strömung (wie sie bei 424 in Erfahrung gebracht wird) einstellen.As for re 5 2, an engine controller may then indicate engine degradation (eg, engine component wear) based on the estimated PCV flow. Further, the controller may determine an operating parameter of the engine based on the indication of ambient humidity (as at 412 learned) and the estimated PCV flow (as with 424 learned).

Es wird erkannt, dass in einigen Ausführungsformen die Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der Ausgabe des Sensors bei offener Einlassdrosselklappe und ferner basierend auf der geschätzten PCV-Strömung erzeugt werden kann.It will be appreciated that in some embodiments, the indication of ambient humidity may be generated based on the output of the open throttle sensor and also based on the estimated PCV flow.

Auf diese Weise kann der Controller zuerst die Bezugsspannung des Abgassensors zwischen der ersten, niedrigeren Spannung und der zweiten, höheren Spannung bei offener Einlassdrosselklappe modulieren und dann die Einlassdrosselklappe schließen und die Bezugsspannung abermals zwischen der ersten und der zweiten Spannung bei geschlossener Einlassdrosselklappe modulieren. Der Controller kann dann eine Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe schätzen, während die PCV-Strömung basierend auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe bezüglich der Ausgaben des Sensors während des Modulierens bei geschlossener Einlassdrosselklappe geschätzt wird.In this way, the controller may first modulate the reference voltage of the exhaust gas sensor between the first, lower voltage and the second, higher open throttle voltage, and then close the intake throttle and again modulate the reference voltage between the first and second closed throttle voltage. The controller may then estimate ambient humidity based on the outputs of the sensor during open intake throttle modulation, while estimating the PCV flow based on the outputs of the sensor during open throttle modulation with respect to the outputs of the sensor during closed intake throttle modulation ,

Wie oben ausführlich beschrieben worden ist, kann ein Abgassensor in verschiedenen Modi betrieben werden, bei denen die Pumpspannung oder der Pumpstrom der Pumpzelle überwacht wird. Der Sensor als solcher kann verwendet werden, um sowohl die absolute Umgebungsfeuchtigkeit der das Fahrzeug umgebenden Luft, die PCV-Strömung durch die Kraftmaschine als auch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu bestimmen. Anschließend an die Detektion der Umgebungsfeuchtigkeit, der PCV-Strömung und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses können mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine für eine optimale Kraftmaschinenleistung eingestellt werden, was im Folgenden ausführlich erklärt wird. Diese Parameter enthalten eine Menge der Abgasrückführung (AGR), die Zündung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die Kraftstoffeinspritzung und die Ventilzeitsteuerung, sind aber nicht darauf eingeschränkt. In einer Ausführungsform werden einer oder mehrere dieser Betriebsparameter (z. B. die AGR, die Zündung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die Kraftstoffein-spritzung, die Ventilsteuerung usw.) während des Modulierens der Bezugsspannung des Abgassensors nicht eingestellt.As described in detail above, an exhaust gas sensor may be operated in various modes in which the pumping voltage or the pumping current of the pumping cell is monitored. As such, the sensor may be used to determine both the absolute ambient humidity of the air surrounding the vehicle, the PCV flow through the engine, and the exhaust gas air-fuel ratio. Subsequent to the detection of ambient humidity, PCV flow and air-fuel ratio, multiple engine operating parameters may be set for optimal engine performance, as will be explained in detail below. These parameters include, but are not limited to, an amount of exhaust gas recirculation (EGR), ignition, air-fuel ratio, fuel injection, and valve timing. In one embodiment, one or more of these operating parameters (eg, EGR, ignition, air-fuel ratio, fuel injection, valve timing, etc.) are not adjusted during modulating the reference voltage of the exhaust gas sensor.

5 zeigt einen Ablaufplan, der eine Routine 500 zum Einstellen z. B. der Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf einer durch einen Abgassensor erzeugten Umgebungsfeuchtigkeit, wie z. B. der Umgebungsfeuchtigkeit, die erzeugt wird, wie bezüglich 4 beschrieben worden ist, veranschaulicht. Die Betriebsparameter der Kraftmaschine können ferner basierend auf der geschätzten PCV-Strömung eingestellt werden. Eine Zunahme der Wasserkonzentration der das Fahrzeug umgebenden Luft kann z. B. ein Ladungsgemisch, das einer Verbrennungskammer der Kraftmaschine zugeführt wird, verdünnen. Falls ein oder mehrere Betriebsparameter in Reaktion auf die Zunahme der Feuchtigkeit nicht eingestellt werden, können die Kraftmaschinenleistung und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit abnehmen und können die Emissionen zunehmen; folglich kann der Gesamtwirkungsgrad der Kraftmaschine verringert sein. Als ein weiteres Beispiel kann das Vorhandensein der PCV-Strömung in die Kraftmaschine den Kraftstoffgehalt der in die Zylinder eintretenden Luft vergrößern. Falls die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder nicht in Reaktion auf die Zunahme des Kraftstoffs eingestellt wird, können die Kraftmaschinenleistung und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit abnehmen und können die Emissionen zunehmen; folglich kann der Gesamtwirkungsgrad der Kraftmaschine verringert sein. 5 shows a flowchart that is a routine 500 for setting z. B. the operating parameters of the engine based on an ambient humidity generated by an exhaust gas sensor, such. B. the ambient humidity that is generated as with respect 4 has been described. The operating parameters of the engine may also be adjusted based on the estimated PCV flow. An increase in the water concentration of the air surrounding the vehicle can, for. B. dilute a charge mixture, which is supplied to a combustion chamber of the engine. If one or more operating parameters are not adjusted in response to the increase in humidity, engine power and fuel economy may decrease and emissions may increase; consequently, the overall efficiency of the engine may be reduced. As another example, the presence of the PCV flow into the engine may increase the fuel content of the air entering the cylinders. If fuel injection into the cylinders is not adjusted in response to the increase in fuel, engine power and fuel economy may decrease and emissions may increase; consequently, the overall efficiency of the engine may be reduced.

Bei 502 werden die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine bestimmt. Die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine können unter anderem die AGR, die Zündung und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthalten, die durch die Fluktuationen der Wasserkonzentration in der Umgebungsluft beeinflusst werden können.at 502 The operating conditions of the engine are determined. The operating conditions of the engine may include, but are not limited to, the EGR, the ignition, and the air-fuel ratio, which may be affected by the fluctuations in the concentration of water in the ambient air.

Sobald die Betriebsbedingungen bestimmt worden sind, geht die Routine zu 504 weiter, wobei die geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit, die während der Routine nach 4 in Erfahrung gebracht wird, abgerufen wird. Sobald die Umgebungsfeuchtigkeit abgerufen worden ist, geht die Routine zu 506 weiter, wo die Menge der PCV-Strömung, die während der Routine nach 4 in Erfahrung gebracht wird, abgerufen wird. Bei 508 werden nach dem Abrufen sowohl der PCV-Strömung als auch der Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit ein oder mehrere Betriebsparameter basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit und der PCV-Strömung eingestellt. Derartige Betriebsparameter können unter anderem eine Menge der AGR, die Funkenzeitsteuerung und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthalten. Wie oben beschrieben worden ist, ist es in Brennkraftmaschinen erwünscht, die Betriebsparameter der Kraftmaschine, wie z. B. die Zündung, zu planen, um die Kraftmaschinenleistung zu optimieren. Außerdem werden Kraftmaschinen-Steuerfunktionen, auf die die Umgebungsfeuchtigkeit Auswirkungen besitzt, eingestellt. Diese können z. B. sowohl die Funkenkompensation (z. B. die Funkenkompensationsfaktoren), die Kondensationsmodelle (z. B. die Koeffizienten der Kondensationsmodellierung) als auch die Feuchtigkeitssensor-Diagnose (z. B. die Schwellenwerte für die OBD-Routinen des Feuchtigkeitssensors) enthalten. Die durch die PCV-Strömung beeinflussten Betriebsparameter der Kraftmaschine können z. B. die Kraftstoffeinspritzmengen enthalten. In einigen Ausführungsformen kann in Reaktion auf die Feuchtigkeit und die PCV-Strömung nur ein Parameter eingestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann irgendeine Kombination oder Unterkombination dieser Betriebsparameter in Reaktion auf die gemessenen Fluktuationen der Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden.Once the operating conditions have been determined, the routine will increase 504 Continue, taking the estimated ambient humidity during the routine 4 is retrieved. Once the ambient humidity has been retrieved, the routine will start 506 Next, where is the amount of PCV flow that occurs during the routine 4 is retrieved. at 508 For example, after retrieving both the PCV flow and the ambient humidity estimate, one or more operating parameters are set based on the estimated ambient humidity and the PCV flow. Such operating parameters may include, but are not limited to, an amount of EGR, spark timing, and air-fuel ratio. As has been described above, it is desirable in internal combustion engines to increase the operating parameters of the engine, such as the engine. As the ignition plan to optimize the engine performance. In addition, engine control functions that affect the ambient humidity are adjusted. These can be z. B. both the Spark compensation (eg spark compensation factors) including condensation models (eg, the condensation modeling coefficients) as well as humidity sensor diagnostics (eg, thresholds for the OBD routines of the humidity sensor). The operating parameters of the engine influenced by the PCV flow may be e.g. B. containing the fuel injection quantities. In some embodiments, only one parameter may be adjusted in response to moisture and PCV flow. In other embodiments, any combination or sub-combination of these operating parameters may be adjusted in response to the measured fluctuations in ambient humidity.

In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Menge der AGR basierend auf der gemessenen Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden. Unter einer Bedingung kann z. B. die Wasserkonzentration in der das Fahrzeug umgebenden Luft aufgrund einer Wetterbedingung, wie z. B. Nebel, zugenommen haben; folglich wird während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine eine höhere Feuchtigkeit durch den Abgassensor detektiert. In Reaktion auf die Messung einer erhöhten Feuchtigkeit kann während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine die AGR-Strömung in wenigstens eine Verbrennungskammer verringert werden. Im Ergebnis kann der Kraftmaschinenwirkungsgrad aufrechterhalten werden.In an exemplary embodiment, an amount of EGR may be adjusted based on the measured ambient humidity. Under one condition, for. For example, the water concentration in the air surrounding the vehicle due to a weather condition such. Fog, have increased; consequently, during the non-fueling conditions of the engine, higher humidity is detected by the exhaust gas sensor. In response to the measurement of increased humidity, during the subsequent operation of fueling the engine, the EGR flow into at least one combustion chamber may be reduced. As a result, the engine efficiency can be maintained.

In Reaktion auf eine Fluktuation der absoluten Umgebungsfeuchtigkeit kann die AGR-Strömung in wenigstens einer Verbrennungskammer vergrößert oder verkleinert werden. Die AGR-Strömung als solche kann in nur einer Verbrennungskammer, in einigen Verbrennungskammern oder in allen Verbrennungskammern vergrößert oder verkleinert werden. Außerdem kann die Größe der Änderung der AGR-Strömung für alle Zylinder die gleiche sein oder kann die Größe der Änderung der AGR-Strömung basierend auf den spezifischen Betriebsbedingungen jedes Zylinders pro Zylinder variieren.In response to a fluctuation of the absolute ambient humidity, the EGR flow in at least one combustion chamber may be increased or decreased. As such, the EGR flow may be increased or decreased in only one combustion chamber, in some combustion chambers, or in all combustion chambers. Additionally, the magnitude of the change in EGR flow may be the same for all cylinders, or may vary the magnitude of the change in EGR flow based on the specific operating conditions of each cylinder per cylinder.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Zündung in Reaktion auf die Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden. Unter wenigstens einer Bedingung kann z. B. die Zündung in einem oder mehreren Zylindern während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine in Reaktion auf eine höhere Anzeige der Feuchtigkeit nach früh verstellt werden. Die Funken-zeitsteuerung kann z. B. so geplant werden, um das Klopfen unter den Bedingungen einer geringen Feuchtigkeit zu verringern (z. B. von der Spitzendrehmoment-Zeitsteuerung nach spät verstellt werden). Wenn eine Zunahme der Feuchtigkeit durch den Abgassensor detektiert wird, kann die Zündung nach früh verstellt werden, um die Kraftmaschinenleistung aufrechtzuerhalten und näher bei der oder bei der Spitzendrehmoment-Zündung zu arbeiten.In another embodiment, the ignition may be adjusted in response to ambient humidity. Under at least one condition can z. For example, the ignition in one or more cylinders may be advanced during the subsequent operation of fueling the engine in response to a higher humidity reading. The spark timing can z. For example, to reduce knock under conditions of low humidity (eg, retard from peak torque timing). When an increase in humidity is detected by the exhaust gas sensor, the ignition may be advanced to maintain engine power and operate closer to or at peak torque ignition.

Außerdem kann die Zündung in Reaktion auf eine Abnahme der Umgebungsfeuchtigkeit nach spät verstellt werden. Eine Abnahme der Umgebungsfeuchtigkeit von einer höheren Feuchtigkeit kann z. B. Klopfen verursachen. Falls die Abnahme der Feuchtigkeit durch den Abgassensor während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung, wie z. B. der DFSO, detektiert wird, kann die Zündung während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach spät verstellt werden und kann das Klopfen verringert werden.In addition, the ignition may be retarded in response to a decrease in ambient humidity. A decrease in the ambient humidity of a higher humidity can, for. B. cause knocking. If the decrease in moisture by the exhaust gas sensor during the conditions without fuel injection, such. As the DFSO is detected, the ignition during the subsequent operation of the fueling of the engine can be retarded and the knocking can be reduced.

Es sei angegeben, dass der Funken während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine in einem oder mehreren Zylindern nach früh verstellt oder nach spät verstellt werden kann. Ferner kann die Größe der Änderung der Zündung für alle Zylinder die gleiche sein oder können einer oder mehrere Zylinder variierende Größen der Funkenfrühverstellung oder -spätverstellung aufweisen.It should be noted that the spark may be advanced or retarded during the subsequent operation of fueling the engine in one or more cylinders. Further, the magnitude of the change in ignition may be the same for all cylinders, or one or more cylinders may have varying amounts of spark advance or retard.

In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Abgase während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine in Reaktion auf die gemessene Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden. Eine Kraftmaschine kann z. B. mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeiten, das für die niedrige Feuchtigkeit optimiert ist. Im Fall einer Zunahme der Feuchtigkeit kann das Gemisch verdünnt werden, was zu einer Kraftmaschinen-Fehlzündung führt. Falls die Zunahme der Feuchtigkeit durch den Abgassensor während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung detektiert wird, kann jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden, so dass die Kraftmaschine mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das weniger mager ist, während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung arbeitet. Gleichermaßen kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Reaktion auf eine gemessene Abnahme der Umgebungsfeuchtigkeit eingestellt werden, damit es während des anschließenden Betriebs der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magererer ist, ist. Auf diese Weise können die Bedingungen, wie z. B. eine Kraftmaschinen-Fehlzündung, während der Fähigkeitsfluktuationen verringert werden.In yet another exemplary embodiment, the exhaust gas air-fuel ratio may be adjusted during the subsequent operation of fueling the engine in response to the measured ambient humidity. An engine can z. B. work with a lean air-fuel ratio, which is optimized for the low humidity. In the case of an increase in humidity, the mixture may be diluted, resulting in engine misfire. However, if the increase in humidity by the exhaust gas sensor is detected during the non-fueling conditions, the air-fuel ratio may be adjusted so that the engine having a leaner air-fuel ratio that is less lean during the subsequent operation of the engine Fueling works. Likewise, an air-fuel ratio may be adjusted in response to a measured decrease in ambient humidity to be leaner in air-fuel ratio during the subsequent fueling operation of the engine. In this way, the conditions such. For example, an engine misfire can be reduced while the capability fluctuations are reduced.

In einigen Beispielen kann eine Kraftmaschine mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeiten. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis als solches kann von der Umgebungsfeuchtigkeit unabhängig sein, wobei die gemessenen Fluktuationen der Feuchtigkeit nicht zu einer Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses führen können.In some examples, an engine may operate with a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. As such, the air-fuel ratio may be independent of ambient humidity with the measured fluctuations of the ambient humidity Moisture can not lead to an adjustment of the air-fuel ratio.

In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Kraftstoffeinspritzung in Reaktion auf die PCV-Strömung eingestellt werden, wobei die Kraftstoffeinspritzung während anschließender Bedingungen der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine (d. h., der Bedingungen der Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach dem DFSO-Ereignis, bei dem die Feuchtigkeit und die PCV-Strömung in Erfahrung gebracht worden sind) abnimmt, wie die PCV-Strömung vergrößert wird.In yet another embodiment, the fuel injection may be adjusted in response to the PCV flow, wherein the fuel injection during subsequent fueling conditions of the engine (ie, engine fueling conditions after the DFSO event where the humidity and PCV Flow) has decreased as the PCV flow is increased.

Von 506 kann die Routine außerdem zu 510512 gehen, um den Verschleiß der Kraftmaschinenkomponenten basierend auf der geschätzten PCV-Strömung zu identifizieren. Spezifisch kann bei 510 die geschätzte PCV-Strömung mit einem Schwellenwert verglichen werden. Der Schwellenwert kann auf den Pegeln der PCV-Strömung basierend, die während des bekannten Verschleißes der Kraftmaschine gemessen werden. Alternativ kann der Schwellenwert auf einer Änderung des basierend auf der PCV-Strömung modellierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses basieren. Bei 512 enthält die Routine das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschine basierend auf der geschätzten PCV-Strömung, die höher als der Schwellenwert ist. Das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschine kann das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschinenkomponenten, wie z. B. der Kolbenringe oder -ventile, enthalten. Falls die geschätzte PCV-Strömung als solche nicht höher als der Schwellenwert ist, kann kein Verschleiß bestimmt werden und kann die Routine enden.From 506 The routine may also be too 510 - 512 go to identify the wear of the engine components based on the estimated PCV flow. Specifically, at 510 the estimated PCV flow is compared to a threshold. The threshold may be based on the levels of PCV flow measured during known engine wear. Alternatively, the threshold may be based on a change in the air-fuel ratio modeled based on the PCV flow. at 512 The routine includes specifying engine wear based on the estimated PCV flow that is higher than the threshold. Specifying the wear of the engine may include indicating the wear of the engine components, such as the engine components. As the piston rings or valves included. As such, if the estimated PCV flow is not greater than the threshold, no wear can be determined and the routine may end.

In einigen Ausführungsformen kann in Reaktion auf die Angabe des Verschleißes ein Diagnosecode gesetzt werden. Ein oder mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine können optional ferner basierend auf der Angabe eingestellt werden. Eine Menge der AGR kann z. B. basierend auf der geschätzten PCV-Strömung, die höher als der Schwellenwert ist, verringert werden.In some embodiments, a diagnostic code may be set in response to the indication of wear. Optionally, one or more operating parameters of the engine may be adjusted based on the indication. A lot of the EGR can z. B. based on the estimated PCV flow, which is higher than the threshold can be reduced.

In einem Beispiel enthält ein Kraftmaschinenverfahren während einer ersten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine das Öffnen einer Einlassdrosselklappe, das Modulieren einer Bezugsspannung eines Abgas-Sauerstoffsensors und das In-Erfahrung-Bringen einer ersten Änderung der Sensorausgabe während des Modulierens. Dann enthält das Verfahren während einer zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine das Schließen der Einlassdrosselklappe, das Modulieren der Bezugsspannung des Abgas-Sauerstoffsensors und das In-Erfahrung-Bringen einer zweiten Änderung der Sensorausgabe während des Modulierens. Das Verfahren erzeugt dann eine Angabe der PCV-Strömung basierend auf der ersten Änderung bezüglich der zweiten Änderung. Hier ist die erste Änderung der Sensorausgabe eine erste Änderung des durch den Sensor während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe ausgegebenen Pumpstroms, während die zweite Änderung der Sensorausgabe eine zweite Änderung des durch den Sensor während des Modulierens bei geschlossener Einlassdrosselklappe ausgegebenen Pumpstroms ist. Das Verfahren enthält ferner das Erzeugen eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der ersten Änderung, aber nicht der zweiten Änderung der Sensorausgabe.In one example, during a first unconditioned fuel condition of the engine, an engine method includes opening an intake throttle, modulating a reference voltage of an exhaust gas oxygen sensor, and experiencing a first change in sensor output during modulating. Then, during a second fuel-free condition of the engine, the method includes closing the intake throttle, modulating the reference voltage of the exhaust gas oxygen sensor, and experiencing a second change in sensor output during modulating. The method then generates an indication of the PCV flow based on the first change in the second change. Here, the first change in sensor output is a first change in the pumping current output by the sensor during open throttle modulation, while the second change in sensor output is a second change in the pumping current output by the sensor during closed loop intake valve modulation. The method further includes generating an indication of the ambient humidity based on the first change but not the second change in the sensor output.

Ferner kann die erste Änderung eine erste durchschnittliche Änderung sein, wobei das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der ersten Änderung während der ersten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung das Erzeugen einer Änderung des Pumpstroms für jede Modulation, das Mitteln der Änderung des Pumpstroms und das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf dem Durchschnitt der Änderung des Pumpstroms enthält.Further, the first change may be a first average change, wherein generating an indication of the ambient humidity based on the first change during the first fuel-unconditioned condition, generating a change in pumping current for each modulation, averaging the pumping current, and generating an indication ambient humidity based on the average of the change in pumping current.

Das Verfahren enthält ferner während einer Bedingung mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach der ersten und der zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine das Einstellen eines Betriebsparameters der Kraftmaschine basierend sowohl auf der Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit als auch auf der Angabe der PCV-Strömung, wobei der Betriebsparameter der Kraftmaschine eine Menge der Abgasrückführung und/oder eine Zündung und/oder eine Kraftstoff Einspritzmenge und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine enthält. Sowohl während der ersten als auch während der zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine ist eine Öffnung als solche, die ein Kurbelgehäuse der Kraftmaschine an den Einlasskrümmer koppelt, geschlossen. Außerdem wird der Verschleiß der Kolbenventile in Reaktion auf die Angabe der PCV-Strömung, die höher als ein Schwellenwert ist, angegeben.The method further includes, during a fueling condition of the engine after the first and second fuel-free conditions of the engine, adjusting an engine operating parameter based on both the ambient humidity indication and the PCV flow indication, wherein the engine operating parameter includes an amount of exhaust gas recirculation and / or an ignition and / or a fuel injection quantity and / or an air-fuel ratio of the engine. As such, during both the first and second fuel-free conditions of the engine, an opening, which couples a crankcase of the engine to the intake manifold, is closed. In addition, the wear of the piston valves is reported in response to the indication of the PCV flow being higher than a threshold.

In 7 ist die Auswirkung der PCV-Strömung auf die Feuchtigkeitsbestimmung gezeigt. Insbesondere zeigt die graphische Darstellung 700 eine beispielhafte Änderung des Pumpstroms eines Abgas-Sauerstoffsensors bei unterschiedlichen Bezugsspannungen. Die graphische Darstellung 700 stellt die DFSO-Bedingungen in der graphischen Darstellung 702, eine an den Sensor angelegte Bezugsspannung in der graphischen Darstellung 704 und einen ohne PCV-Strömung ausgegebenen Pumpstrom in der graphischen Darstellung 706 bezüglich des mit PCV-Strömung ausgegebenen Pumpstroms in der graphischen Darstellung 708 dar.In 7 the effect of PCV flow on moisture determination is shown. In particular, the graph shows 700 an exemplary change in the pumping current of an exhaust gas oxygen sensor at different reference voltages. The graphic representation 700 represents the DFSO conditions in the graph 702 , a reference voltage applied to the sensor in the graph 704 and a pump current output without PCV flow in the graph 706 with respect to the PCV flow output pumping current in the graph 708 represents.

Von t0 bis t5 kann ein DFSO-Ereignis der Kraftmaschine stattfinden (die graphische Darstellung 702). In Reaktion auf das DFSO-Ereignis bei t0 kann die an den Abgas-Sauerstoffsensor angelegte Bezugsspannung (Vref) zwischen einer höheren Spannung (wie z. B. 1080 mV) und einer niedrigeren Spannung (wie z. B. 450 mV) moduliert werden, wie in der graphischen Darstellung 704 gezeigt ist. Ein Pumpstrom (Ip), der durch den Sensor in Reaktion auf das Anlegen der Bezugsspannung ausgegeben wird, kann beobachtet werden. Die graphische Darstellung 706 (die dunklere Linie) zeigt die Änderung des Pumpstroms des Abgas-Sauerstoffsensors in Reaktion auf die Modulation der Bezugsspannung beim Fehlen irgendeiner PCV-Strömung, wie z. B. dann, wenn die Modulation bei offener Einlassdrosselklappe ausgeführt wird. Wie bei 710 gezeigt ist, wird beim Fehlen der PCV-Strömung eine kleinere Änderung des Pumpstroms (Delta-Ip 710) festgestellt, wobei Delta-Ip 710 einer Einlasssauerstoffkonzentration aufgrund der dissoziierten Wassermoleküle entspricht. Deshalb kann eine Umgebungsfeuchtigkeit während der DFSO-Bedingung aus dem Delta-Ip 710 abgeleitet werden.From t0 to t5 a DFSO event of the engine can take place (the graphical presentation 702 ). In response to the DFSO event at t0, the reference voltage (Vref) applied to the exhaust gas oxygen sensor may be modulated between a higher voltage (such as 1080 mV) and a lower voltage (such as 450 mV), as in the graph 704 is shown. A pump current (Ip) output by the sensor in response to the application of the reference voltage can be observed. The graphic representation 706 (the darker line) shows the change in the pumping current of the exhaust gas oxygen sensor in response to the modulation of the reference voltage in the absence of any PCV flow such. B. when the modulation is performed with the intake throttle open. As in 710 is shown, in the absence of PCV flow, a smaller change in pumping current (delta-ip 710 ), where delta ip 710 corresponds to an inlet oxygen concentration due to the dissociated water molecules. Therefore, ambient humidity during the DFSO condition can be obtained from the Delta Ip 710 be derived.

Die graphische Darstellung 708 (die hellere Linie) zeigt die Änderung des Pumpstroms des Abgas-Sauerstoffsensors in Reaktion auf die Modulation der Bezugsspannung beim Fehlen der PCV-Strömung, wie z. B. wenn die Modulation bei geschlossener Einlassdrosselklappe ausgeführt wird. Wie bei 712 gezeigt ist, wird beim Vorhandensein der PCV-Strömung eine größere Änderung des Pumpstroms (Delta-Ip 712) festgestellt, wobei Delta-Ip 712 einer Einlasssauerstoffkonzentration sowohl aufgrund der dissoziierten Wassermoleküle als auch aufgrund der dissoziierten CO2-Moleküle von der Oxidation der PCV-Kohlenwasserstoffe am Abgassauerstoffsensor entspricht. Wie gesehen werden kann, besitzt das Vorhandensein der PCV-Strömung eine große Auswirkung auf die Ausgabe des Sensors, wobei deshalb eine beim Vorhandensein von PCV-Strömung basierend auf dem Delta-Ip 712 ausgeführte Feuchtigkeitsschätzung falsch eine höhere Umgebungsfeuchtigkeit als eine tatsächliche Umgebungsfeuchtigkeit schätzen kann. Wie in 4 erklärt ist, kann Delta-Ip 712 verwendet werden, um die PCV-Durchflussmenge in Erfahrung zu bringen. Spezifisch kann durch das Vergleichen von Delta-Ip 712 mit Delta-Ip 710 die Auswirkung der PCV-Strömung in Erfahrung gebracht werden und kann die PCV-Strömung abgeleitet werden. Spezifisch kann die PCV-Durchflussmenge als eine Funktion des Unterschieds zwischen Delta-Ip 712 und Delta-Ip 710 während der ausgewählten DFSO-Bedingungen in Erfahrung gebracht werden.The graphic representation 708 (the lighter line) shows the change in the pumping current of the exhaust gas oxygen sensor in response to the modulation of the reference voltage in the absence of the PCV flow, such. B. when the modulation is performed with the inlet throttle closed. As in 712 is shown, in the presence of the PCV flow, a larger change in the pumping current (Delta-Ip 712 ), where delta ip 712 an intake oxygen concentration due to both the dissociated water molecules and due to the dissociated CO 2 molecules of the oxidation of the PCV hydrocarbons corresponds to the exhaust gas oxygen sensor. As can be seen, the presence of the PCV flow has a large effect on the output of the sensor, therefore one in the presence of PCV flow based on the Delta Ip 712 incorrectly estimate a higher ambient humidity than an actual ambient humidity. As in 4 explained, Delta-Ip 712 used to get the PCV flow rate. Specifically, by comparing delta ip 712 with delta ip 710 the impact of the PCV flow can be learned and the PCV flow can be deduced. Specifically, the PCV flow rate can be used as a function of the difference between Delta Ip 712 and delta ip 710 during the selected DFSO conditions.

Bei t5 kann die DFSO-Bedingung enden, kann die Kraftstoffbeaufschlagung der Zylinder wiederaufgenommen werden und kann die Ausgabe des Sensors nicht für die Feuchtigkeitsschätzung verwendet werden. Während der Bedingungen mit Kraftstoffbeaufschlagung kann die Ausgabe des Abgas-Sauerstoffsensors als solche für das Schätzen sowohl eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase (wie in 3 erörtert ist) als auch eines Äthanolgehalts des in der Kraftmaschine verbrannten Kraftstoffs verwendet werden.At t5, the DFSO condition may end, fueling of the cylinders may be resumed, and the output of the sensor may not be used for moisture estimation. As such, during fueling conditions, the output of the exhaust gas oxygen sensor may be for estimating both an air-fuel ratio of the exhaust gases (as in FIG 3 discussed) as well as an ethanol content of the fuel combusted in the engine.

In einem Beispiel umfasst ein Kraftmaschinensystem eine Kraftmaschine mit einem Einlass- und einem Auslasskrümmer, einen Abgas-Sauerstoffsensor, der in dem Auslasskrümmer stromaufwärts eines Abgaskatalysators angeordnet ist, eine Einlassdrossel-klappe, die im Auslasskrümmer angeordnet ist, eine PCV-Öffnung, die konfiguriert ist, um die Kurbelgehäusegase von einem Kurbelgehäuse der Kraftmaschine dem Einlasskrümmer zuzuführen; und ein Steuersystem, das mit dem Sensor in Verbindung steht. Das Steuersystem enthält nichtflüchtige Anweisungen, um: während einer Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO) der Kraftmaschine die PCV-Öffnung zu schließen; die Einlassdrosselklappe vollständig zu öffnen; eine Bezugsspannung des Sensors zwischen einer ersten, niedrigeren Spannung und einer zweiten, höheren Spannung zu modulieren; und eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf einer ersten Änderung des Pumpstroms in Reaktion auf das Modulieren der Bezugsspannung zu erzeugen. Der Controller enthält ferner Anweisungen, um die PCV-Öffnung geschlossen aufrechtzuerhalten; die Einlassdrosselklappe vollständig zu schließen; die Bezugsspannung des Sensors erneut zu modulieren; und eine Angabe der PCV-Strömung in den Einlasskrümmer basierend auf einer zweiten Änderung des Pumpstroms in Reaktion auf das erneute Modulieren der Bezugsspannung bezüglich der ersten Änderung des Pumpstroms zu erzeugen. Dann kann während einer Bedingung mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach der Kraftmaschinen-DFSO der Controller die Abgasrückführung und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und/oder die Zündung basierend auf der Umgebungsfeuchtigkeit einstellen.In one example, an engine system includes an engine having an intake and exhaust manifold, an exhaust gas oxygen sensor disposed in the exhaust manifold upstream of an exhaust catalyst, an intake throttle disposed in the exhaust manifold, a PCV port configured to supply the crankcase gases from a crankcase of the engine to the intake manifold; and a control system in communication with the sensor. The control system includes nonvolatile instructions to: close the PCV port during a fuel cutoff (DFSO) of the engine; to fully open the intake throttle; to modulate a reference voltage of the sensor between a first, lower voltage and a second, higher voltage; and generate an indication of ambient humidity based on a first change in pumping current in response to modulating the reference voltage. The controller further includes instructions to maintain the PCV opening closed; close the intake throttle completely; to re-modulate the reference voltage of the sensor; and generate an indication of the PCV flow into the intake manifold based on a second change in the pumping current in response to the modulating of the reference voltage with respect to the first change in the pumping current. Then, during a fueling condition of the engine after engine DFSO, the controller may adjust exhaust gas recirculation and / or engine air-fuel ratio and / or ignition based on ambient humidity.

Auf diese Weise kann eine Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit durch einen Abgas-Sauerstoffsensor während der DFSO-Bedingungen bei einer minimalen Auswirkung auf die Feuchtigkeitsschätzung von der PCV-Strömung genau erzeugt werden. Durch das Schließen der Drosselklappe während der DFSO-Bedingungen, wenn die Feuchtigkeit geschätzt wird, wird die PCV-Strömung der Kraftmaschine verringert und wird die Wirkung der Kohlenwasserstoffe der PCV-Strömung auf die Sensorausgabe verringert. Während derselben DFSO-Bedingungen kann durch das Modulieren der Bezugsspannung des Sensors sowohl bei offener Einlassdrosselklappe als auch bei geschlossener Einlassdrosselklappe die Änderung des Pumpstroms am Sensor vorteilhaft verwendet werden, um die PCV-Strömung zur Kraftmaschine in Erfahrung zu bringen. Dies ermöglicht nicht nur, dass die PCV-Strömung gemessen wird, sondern es ermöglicht außerdem eine frühe Identifikation des Verschleißes von Kraftmaschinenkomponenten und der Kraftmaschinenalterung, die zu einer Undichtigkeit der PCV-Kohlenwasserstoffe führen. Es können dann ein oder mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine in Reaktion auf die Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit und die Schätzung der PCV-Strömung eingestellt werden. Da eine DFSO während eines Fahrzyklus zahlreiche Male auftreten kann, kann im ganzen Fahrzyklus eine Messung der Umgebungsfeuchtigkeit mehrmals erzeugt werden und können ein oder mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine dementsprechend eingestellt werden, was ungeachtet der Fluktuationen der Umgebungsfeuchtigkeit zu einer optimierten Gesamtleistung der Kraftmaschine führt. Außerdem können die Betriebsparameter der Kraftmaschine in Reaktion auf die Umgebungsfeuchtigkeit ungeachtet einer Dauer der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine eingestellt werden, da eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit durch das Modulieren der Bezugsspannung in einem kurzen Zeitraum erzeugt werden kann, selbst wenn das Abgas nicht frei von restlichen Verbrennungsgasen ist.In this way, an estimate of ambient humidity by an exhaust gas oxygen sensor during DFSO conditions can be accurately generated with a minimal effect on the moisture estimate from the PCV flow. Closing the throttle during DFSO conditions, as the humidity is estimated, reduces the PCV flow of the engine and reduces the effect of hydrocarbons of the PCV flow on the sensor output. During the same DFSO conditions, by modulating the sensor reference voltage with both the inlet throttle open and the inlet throttle closed, the change in pumping current at the sensor can be used to advantage in order to know the PCV flow to the engine. Not only does this enable the PCV flow to be measured, it also allows for early identification of engine component wear and engine aging resulting in PCV hydrocarbon leakage. One or more engine operating parameters may then be adjusted in response to the ambient humidity estimate and the PCV flow estimate. Since a DFSO may occur numerous times during a drive cycle, a measurement of ambient humidity may be generated multiple times throughout the drive cycle and one or more engine operating parameters adjusted accordingly, resulting in optimized overall engine performance regardless of fluctuations in ambient humidity. In addition, the operating parameters of the engine may be adjusted in response to the ambient humidity regardless of duration of the engine fueling conditions, since an indication of ambient humidity may be generated by modulating the reference voltage in a short period of time even if the exhaust is not free of residual combustion gases is.

Claims (20)

Verfahren für ein Kraftmaschinensystem, das Folgendes umfasst: Während der Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine, wenn wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil arbeiten: Modulieren einer Bezugsspannung eines Abgassensors bei einer offenen und einer geschlossenen Einlassdrosselklappe; und Angeben des Kraftmaschinenverschleißes basierend auf der Kurbelgehäuseentlüftungs-Strömung (PCV-Strömung), wobei die PCV-Strömung auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens basiert.A method for an engine system, comprising: during non-fueling conditions of the engine when at least one intake valve and one exhaust valve are operating: Modulating a reference voltage of an exhaust gas sensor with an open and a closed intake throttle; and Indicating engine wear based on crankcase ventilation (PCV) flow, wherein the PCV flow is based on the outputs of the sensor during modulating. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Öffnen der Einlassdrosselklappe das vollständige Öffnen der Einlassdrosselklappe umfasst.The method of claim 1, wherein opening the intake throttle includes full opening of the intake throttle. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abgassensor ein Abgas-Sauerstoffsensor ist.The method of claim 1, wherein the exhaust gas sensor is an exhaust gas oxygen sensor. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modulieren der Bezugsspannung das Umschalten der Bezugsspannung zwischen einer ersten, niedrigeren Spannung und einer zweiten, höheren Spannung umfasst.The method of claim 1, wherein modulating the reference voltage comprises switching the reference voltage between a first, lower voltage and a second, higher voltage. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschine basierend auf der geschätzten PCV-Strömung das Angeben des Verschleißes der Kraftmaschine basierend auf der geschätzten PCV-Strömung umfasst, die höher als ein Schwellenwert ist.The method of claim 1, wherein indicating engine wear based on the estimated PCV flow includes indicating engine wear based on the estimated PCV flow that is greater than a threshold. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Modulieren der Bezugsspannung des Abgassensors bei geschlossener und bei offener Einlassdrosselklappe zuerst das Modulieren der Bezugsspannung zwischen der ersten und der zweiten Spannung bei offener Einlassdrosselklappe, dann das Schließen der Einlassdrosselklappe und dann das Modulieren der Bezugsspannung zwischen der ersten und der zweiten Spannung bei geschlossener Einlassdrosselklappe umfasst. The method of claim 5, wherein modulating the reference voltage of the exhaust gas sensor with the intake throttle open and first open first modulating the reference voltage between the first and second open throttle voltage, then closing the inlet throttle and then modulating the reference voltage between the first and second intake valves second voltage with the inlet throttle closed. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Schätzen der PCV-Strömung basierend auf den Ausgaben des Sensors während des Modulierens das Schätzen der PCV-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen einer ersten Änderung des Pumpstroms, der durch den Sensor während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe ausgegeben wird, und einer zweiten Änderung des Pumpstroms, der durch den Sensor während des Modulierens bei geschlossener Einlassdrosselklappe ausgegeben wird, umfasst.The method of claim 6, wherein estimating the PCV flow based on the outputs of the sensor during the modulating comprises estimating the PCV flow based on a difference between a first change in the pumping current output by the sensor during modulating with the intake throttle open , and a second change in the pumping current output by the sensor during modulating with the inlet throttle closed. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf einer Ausgabe des Abgassensors bei offener Einlassdrosselklappe umfasst.The method of claim 7, further comprising generating an indication of ambient humidity based on an exhaust port open throttle output. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Einstellen eines Betriebsparameters der Kraftmaschine basierend auf der Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit und der geschätzten PCV-Strömung umfasst.The method of claim 8, further comprising adjusting an operating parameter of the engine based on the indication of the ambient humidity and the estimated PCV flow. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Betriebsparameter der Kraftmaschine eine Menge der Abgasrückführung umfasst und wobei das Einstellen einer Menge der Abgasrückführung das Verringern der Menge der Abgasrückführung in Reaktion auf eine Angabe einer höheren Umgebungsfeuchtigkeit und/oder eine Angabe einer PCV-Strömung, die höher als ein Schwellenwert ist, umfasst.The method of claim 9, wherein the operating parameter of the engine comprises an amount of exhaust gas recirculation, and wherein adjusting an amount of exhaust gas recirculation reduces the amount of exhaust gas recirculation in response to an indication of higher ambient humidity and / or an indication of a PCV flow greater than is a threshold. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bedingungen ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine eine Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO) umfassen.The method of claim 1, wherein the non-fueling conditions of the engine include fuel cutoff (DFSO). Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: während einer ersten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine Öffnen einer Einlassdrosselklappe, Modulieren einer Bezugsspannung eines Abgas-Sauerstoffsensors und In-Erfahrung-Bringen einer ersten Änderung der Sensorausgabe während des Modulierens; während einer zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine Schließen der Einlassdrosselklappe, Modulieren der Bezugsspannung des Abgas-Sauerstoffsensors und In-Erfahrung-Bringen einer zweiten Änderung der Sensorausgabe während des Modulierens; und Erzeugen einer Angabe der PCV-Strömung basierend auf der ersten Änderung bezüglich der zweiten Änderung.A method for an engine, comprising: during a first condition without fueling the engine, opening an intake throttle, modulating a reference voltage of an exhaust gas oxygen sensor, and experiencing a first change in sensor output during modulating; during a second condition without fueling the engine closing the engine Intake throttle, modulating the reference voltage of the exhaust gas oxygen sensor, and experiencing a second change in sensor output during modulating; and generating an indication of the PCV flow based on the first change with respect to the second change. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Änderung der Sensorausgabe eine erste Änderung des durch den Sensor während des Modulierens bei offener Einlassdrosselklappe ausgegebenen Pumpstroms ist und wobei die zweite Änderung der Sensorausgabe eine zweite Änderung des durch den Sensor während des Modulierens bei geschlossener Einlassdrosselklappe ausgegebenen Pumpstroms ist.The method of claim 12, wherein the first change in sensor output is a first change in the pumping current output by the sensor during open throttle modulation, and wherein the second sensor output change is a second change in the pumping current output by the sensor during closed loop throttle modulation , Verfahren nach Anspruch 13, das ferner das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der ersten Änderung, aber nicht der zweiten Änderung der Sensorausgabe umfasst.The method of claim 13, further comprising generating an indication of ambient humidity based on the first change but not the second change in the sensor output. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Änderung eine erste durchschnittliche Änderung ist und wobei das Erzeugen einer Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf der ersten Änderung während der ersten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung Folgendes umfasst: Erzeugen einer Änderung des Pumpstroms für jede Modulation; Mitteln der Änderung des Pumpstroms; und Erzeugen eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf dem Durchschnitt der Änderung des Pumpstroms.The method of claim 14, wherein the first change is a first average change, and wherein generating an indication of the ambient humidity based on the first change during the first non-fuel condition comprises: Generating a change in pumping current for each modulation; Means for changing the pumping current; and Generate an indication of ambient humidity based on the average of the change in pumping current. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner während einer Bedingung mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach der ersten und der zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine das Einstellen eines Betriebsparameters der Kraftmaschine basierend sowohl auf der Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit als auch auf der Angabe der PCV-Strömung umfasst, wobei der Betriebsparameter der Kraftmaschine eine Menge der Abgasrückführung und/oder eine Zündung und/oder eine Kraftstoff Einspritzmenge und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine umfasst.15. The method of claim 15, further comprising, during a fueling condition of the engine after the first and second fuel-free conditions of the engine, adjusting an operating parameter of the engine based on both the ambient humidity indication and the PCV flow indication the engine operating parameters include an amount of exhaust gas recirculation and / or an ignition and / or a fuel injection quantity and / or an air-fuel ratio of the engine. Verfahren nach Anspruch 12, wobei sowohl während der ersten als auch während der zweiten Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine eine Öffnung, die ein Kurbelgehäuse der Kraftmaschine an den Einlasskrümmer koppelt, geschlossen ist. The method of claim 12, wherein both during the first and during the second condition without fueling the engine, an opening, which couples a crankcase of the engine to the intake manifold, is closed. Verfahren nach Anspruch 17, das ferner das Angeben des Verschleißes der Kolbenventile in Reaktion auf die Angabe der PCV-Strömung, die höher als ein Schwellenwert ist, umfasst.The method of claim 17, further comprising indicating the wear of the piston valves in response to the indication of PCV flow being greater than a threshold. Kraftmaschinensystem, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine mit einem Einlass- und einem Auslasskrümmer; einen Abgas-Sauerstoffsensor, der in dem Auslasskrümmer stromaufwärts eines Abgaskatalysators angeordnet ist; eine Einlassdrosselklappe, die im Auslasskrümmer angeordnet ist; eine PCV-Öffnung, die konfiguriert ist, um die Kurbelgehäusegase von einem Kurbelgehäuse der Kraftmaschine dem Einlasskrümmer zuzuführen; und ein Steuersystem, das mit dem Sensor in Verbindung steht, wobei das Steuersystem nichtflüchtige Anweisungen umfasst, um: während einer Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO) der Kraftmaschine die PCV-Öffnung zu schließen; die Einlassdrosselklappe vollständig zu öffnen; eine Bezugsspannung des Sensors zwischen einer ersten, niedrigeren Spannung und einer zweiten, höheren Spannung zu modulieren; und eine Angabe der Umgebungsfeuchtigkeit basierend auf einer ersten Änderung des Pumpstroms in Reaktion auf das Modulieren der Bezugsspannung zu erzeugen.An engine system comprising: an engine having an intake and an exhaust manifold; an exhaust gas oxygen sensor disposed in the exhaust manifold upstream of an exhaust gas catalyst; an intake throttle valve disposed in the exhaust manifold; a PCV port configured to supply the crankcase gases from a crankcase of the engine to the intake manifold; and a control system in communication with the sensor, the control system comprising nonvolatile instructions to: during a fuel cut-off (DFSO) of the engine to close the PCV port; to fully open the intake throttle; to modulate a reference voltage of the sensor between a first, lower voltage and a second, higher voltage; and generate an indication of ambient humidity based on a first change in pumping current in response to modulating the reference voltage. System nach Anspruch 19, wobei der Controller ferner Anweisungen enthält, um: die PCV-Öffnung geschlossen aufrechtzuerhalten; die Einlassdrosselklappe vollständig zu schließen; die Bezugsspannung des Sensors erneut zu modulieren; und eine Angabe der PCV-Strömung in den Einlasskrümmer basierend auf einer zweiten Änderung des Pumpstroms in Reaktion auf das erneute Modulieren der Bezugsspannung bezüglich der ersten Änderung des Pumpstroms zu erzeugen; während einer Bedingung mit Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine nach der Kraftmaschinen-DFSO die Abgasrückführung und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und/oder die Zündung basierend auf der Umgebungsfeuchtigkeit einzustellen.The system of claim 19, wherein the controller further includes instructions to: keep the PCV opening closed; close the intake throttle completely; to re-modulate the reference voltage of the sensor; and generate an indication of the PCV flow into the intake manifold based on a second change in the pumping current in response to the modulating of the reference voltage with respect to the first change in the pumping current; during a fuel-priming condition after the engine DFSO Adjusting the exhaust gas recirculation and / or the engine air-fuel ratio and / or the ignition based on the ambient humidity.
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