DE102014220039B4 - Verfahren und Systeme für einen Sauerstoffsensor - Google Patents

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Abstract

Verfahren für eine Kraftmaschine (10), umfassend:Schätzen einer Umgebungsfeuchtigkeit durch einen Einlassfeuchtigkeitssensor (173) bei Lernen eines Bezugspunkts für einen Einlasssauerstoffsensor (172) bei einem Bezugseinlassdruck, wobei der Bezugspunkt einem Messwert eines Sauerstoffsensors entspricht, wenn kein AGR vorhanden ist;Korrigieren des gelernten Bezugspunkts basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit; undAnpassen einer AGR-Ventilöffnung basierend auf der Korrektur,wobei das Lernen des Bezugspunkts Lernen einer Nennsauerstoffmenge basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors (172) beim Bezugseinlassdruck unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen oder gewählten Kraftmaschinennichtkraftstoffzufuhrbedingungen umfasst.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein einen Sensor für Gasbestandteile, der in einem Einlasssystem einer Brennkraftmaschine enthalten ist.
  • Kraftmaschinensysteme können die Rückführung von Abgas von einem Kraftmaschinenauslasssystem zu einem Kraftmaschineneinlasssystem (Einlasskanal), einen als Abgasrückführung (AGR) bezeichneten Vorgang, zur Reduzierung von regulierten Emissionen verwenden. Ein AGR-System kann verschiedene Sensoren zum Messen und/oder Steuern der AGR enthalten. Als Beispiel kann das AGR-System einen Einlassgasbestandteilsensor, wie zum Beispiel einen Sauerstoffsensor, enthalten, der zum Messen von Sauerstoff zur Bestimmung des Anteils von verbrannten Gasen in einem Einlasskanal der Kraftmaschine eingesetzt werden kann. Der Sensor kann auch unter Nicht-AGR-Bedingungen zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts von frischer Einlassluft verwendet werden. Zusätzlich dazu oder wahlweise kann das AGR-System einen Abgassauerstoffsensor enthalten, der mit dem Auslasskrümmer zum Schätzen eines Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnisses gekoppelt ist.
  • Wenn der Einlasssauerstoffsensor für AGR-Steuerung verwendet wird, wird somit AGR als eine Funktion der Änderung des Sauerstoffs aufgrund der AGR als Verdünnungsmittel gemessen. Zur Bestimmung der Änderung der Sauerstoffmenge ist ein Bezugspunkt, der einem Sauerstoffmesswert entspricht, wenn kein AGR vorliegt, erforderlich. Solcher Bezugspunkt wird als „Nullpunkt“ des Sauerstoffsensors bezeichnet. Aufgrund der Empfindlichkeit des Sauerstoffsensors auf verschiedene Bedingungen wie Druck, Alterung und Teil-zu-Teil-Variabilität kann es unter verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen Abweichungen beim „Nullpunkt“ geben. Deshalb bedarf der Sauerstoffsensor möglicherweise einer regelmäßigen Kalibrierung, und es muss ein Korrekturfaktor gelernt werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren eines Abgassauerstoffsensors wird von Ishiguro et al. in der US 8 417 413 B2 gezeigt. Darin wird ein Korrekturfaktor basierend auf einer Sauerstoffsensorausgabe unter Kraftmaschinenkraftstoffabschaltungsbedingungen gelernt. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass für Nullpunktschätzung in Abgassauerstoffsensoren verwendete Ansätze nicht auf Nullpunktschätzung von Einlasssauerstoffsensoren angewandt werden können. Dies liegt daran, dass neben der Empfindlichkeit gegenüber Druck und Teil-zu-Teil-Variabilität aufgrund von Äquilibrierung des erfassten Gases durch ein katalysierendes Erfassungselement des Sensors der Einlasssauerstoffsensor auch gegenüber Umgebungsfeuchtigkeit empfindlich ist. Insbesondere kann der Wassergehalt der Einlassluftladung Sauerstoff verdrängen. Wenn der Messwert zum Schätzen von AGR verwendet wird, kann mit Zunahme der Feuchtigkeit mehr Verdünnungsmittel geschätzt werden. Infolgedessen kann die Messung und/oder Steuerung von AGR reduziert werden.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2010 037 650 A1 bekannt, den Bezugspunkt für einen Einlasssauerstoffsensor mittels eines ermittelten Einlassdrucks zu erlernen. Die DE 10 2012 212 413 A1 offenbart ein Steuerungsverfahren, bei dem eine Abweichung eines Umgebungsparameters relativ zu einem nominellen Umgebungsparameter ermittelt wird, ein nomineller Soll-Motorbetriebsparameter basierend auf einer Motordrehzahl und einer Motorlast ermittelt wird; ein angepasster Soll-Motorbetriebsparameter basierend auf dem nominellen Soll-Motorbetriebsparameter und der Abweichung des Umgebungsparameters ermittelt wird; und der Motor basierend auf dem Motorbetriebsmodus und dem nominellen Soll-Motobetriebsparameter oder dem angepassten Soll-Motorbetriebsparameter gesteuert wird.
  • In einem Beispiel kann einigen der obigen Probleme durch ein Verfahren für eine Kraftmaschine begegnet werden, das Folgendes umfasst: Schätzen einer Umgebungsfeuchtigkeit bei Lernen eines Bezugspunkts für einen Einlasssauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck, wobei der Bezugspunkt einem Messwert eines Sauerstoffsensors entspricht, wenn kein AGR vorhanden ist; Korrigieren des gelernten Bezugspunkts basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit und Anpassen einer AGR-Ventilöffnung basierend auf der Korrektur, wobei das Lernen des Bezugspunkts Lernen einer Nennsauerstoffmenge basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors beim Bezugseinlassdruck unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen oder gewählten Kraftmaschinennichtkraftstoffzufuhrbedingungen umfasst. Auf diese Weise kann ein Nullpunktmesswert für einen Einlasssauerstoffsensor auf die Auswirkung variierender Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert werden, wodurch die Genauigkeit der AGR-Steuerung verbessert wird.
  • Zum Beispiel kann bei dem ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an jeden Kraftmaschinenstart eine Leerlaufanpassung des Einlasssauerstoffsensors durchgeführt werden. Dabei kann eine Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors überwacht werden, während auch ein Bezugseinlassdruck (basierend auf einer Einlasskrümmerdrucksensorausgabe) und eine Umgebungsfeuchtigkeit (basierend auf einer Einlasskrümmerfeuchtigkeitssensorausgabe) geschätzt wird. Die Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors wird basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit zum Lernen eines Trockenluftnennsauerstoffsensormesswerts korrigiert. Als Alternative dazu wird die Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit zum Lernen eines Sauerstoffsensormesswerts für eine kalibrierte Feuchtigkeitsmenge (zum Beispiel für eine vordefinierte Standardfeuchtigkeitshöhe) korrigiert. Eine Beziehung zwischen der korrigierten Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors beim Bezugseinlassdruck kann dann als der Bezug-„Nullpunkt“ gelernt werden. Unter anschließenden Kraftmaschinennichtleerlaufbedingungen kann eine Differenz zwischen einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors und des gelernten Nullpunkts zum Schätzen einer AGR-Konzentration und dadurch Einstellen eines AGR-Stroms verwendet werden.
  • Auf diese Weise kann die Auswirkung von Feuchtigkeit auf die Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors kompensiert werden. Durch Messen der Umgebungsfeuchtigkeit zum Zeitpunkt des Lernens des Bezugspunktes des Einlasssauerstoffsensors kann die durch die Umgebungsfeuchtigkeit verdrängte Sauerstoffmenge gelernt und zur Korrektur der Sensorausgabe verwendet werden. Durch Kalibrieren der Sensorausgabe auf eine Trockenluftbedingung, bei der die Auswirkung sämtlicher Feuchtigkeit eliminiert wird, oder auf eine Standardluftbedingung, bei der die Auswirkung einer Standardfeuchtigkeitshöhe gelernt wird, kann die Sensorausgabe auf vordefinierte Bedingungen reguliert werden. Durch Verwendung des feuchtigkeitskorrigierten Nullpunkts zur Schätzung von AGR-Strom können AGR-Berechnungsfehler durch Variationen von Umgebungsfeuchtigkeitsbedingungen reduziert werden. Insgesamt kann die Genauigkeit einer AGR-Schätzung erhöht werden, wodurch eine verbesserte AGR-Steuerung gestattet wird.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzfassung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
    • 1 - 2 sind Schemadiagramme eines Kraftmaschinensystems.
    • 3 ist ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen Einlassdruck und dem Pumpstrom eines Einlasssauerstoffsensors zeigt.
    • 4 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung einer Nullpunktschätzung für einen Einlasssauerstoffsensor unter Kraftmaschinenleerlaufbedingungen.
    • 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung einer Nullpunktschätzung für einen Einlasssauerstoffsensor unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen einer Kraftmaschine.
    • 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Identifizieren einer Beeinträchtigung eines AGR-Ventils basierend auf dem unter Verwendung von Leerlaufanpassung geschätzten Nullpunkt und dem unter Verwendung von SAS-Anpassung geschätzten Nullpunkt.
    • 7 zeigt eine beispielhafte Leerlaufanpassung.
    • 8 zeigt ein Flussdiagramm zur Korrektur eines gelernten Nullpunkts basierend auf Umgebungsfeuchtigkeit.
    • 9 zeigt ein Flussdiagramm für AGR-Steuerung unter Verwendung des gelernten Einlasssauerstoffnullpunkts.
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Lernen eines Bezugspunkts oder Nullpunkts für einen Einlasssauerstoffsensor, wie zum Beispiel den mit Kraftmaschinensystemen der 1 - 2 gekoppelten Sensor. Der Bezugspunkt kann basierend auf einer gelernten Beziehung zwischen der Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors und einer Ausgabe eines Einlassdrucksensors unter gewählten Bedingungen bestimmt werden (3). Eine Steuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie zum Beispiel die Routine der 4 - 5, zum Lernen des Nullpunkts für den Einlasssauerstoffsensor während einer Leerlaufanpassung oder während einer SAS-Anpassung durchzuführen. Der gelernte Bezugspunkt kann basierend auf Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert werden (8). Die Steuerung kann auch dazu konfiguriert sein, eine Routine (6) zum Identifizieren einer AGR-Ventilleckage basierend auf Diskrepanzen zwischen dem bei Leerlaufbedingungen geschätzten Nullpunkt und dem bei SAS-Bedingungen geschätzten Nullpunkt durchzuführen. Als Reaktion auf eine AGR-Ventilleckage kann die AGR-Steuerung dahingehend eingestellt werden (9), die Rückkopplungskomponente der AGR-Steuerung vom Sauerstoffsensor zu variieren. Eine beispielhafte Detektion wird in 7 gezeigt. Auf diese Weise kann ein Einlasssauerstoffsensormesswert bezüglich Alterung, Teil-zu-Teil-Variationen und Auswirkungen von Kraftstoff und Reduktionsmitteln korrigiert werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turboaufgeladenen Kraftmaschinensystems 100, das einen Mehrzylinderverbrennungsmotor 10 und Doppel-Turbolader 120 und 130 enthält. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Kraftmaschinensystem 100 als Teil eines Antriebssystems für einen Personenkraftwagen enthalten sein. Das Kraftmaschinensystem 100 kann Einlassluft über den Einlasskanal 140 empfangen. Der Einlasskanal 140 kann einen Luftfilter 156 und eine AGR-Drosselklappe 230 enthalten. Das Kraftmaschinensystem 100 kann ein System mit geteilter Kraftmaschine sein, bei dem der Einlasskanal 140 stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 in einen ersten und einen zweiten parallelen Einlasskanal, die jeweils einen Turboladerverdichter enthalten, verzweigt ist. Insbesondere wird mindestens ein Teil der Einlassluft über einen ersten parallelen Einlasskanal 142 zum Verdichter 122 des Turboladers 120 geleitet, und mindestens ein anderer Teil der Einlassluft wird über einen zweiten parallelen Einlasskanal 144 des Einlasskanals 140 zum Verdichter 132 des Turboladers 130 geleitet.
  • Der erste Teil der durch den Verdichter 122 verdichteten Gesamteinlassluft kann dem Einlasskrümmer 160 über den ersten parallelen verzweigten Einlasskanal 146 zugeführt werden. Auf diese Weise bilden die Einlasskanäle 142 und 146 einen ersten parallelen Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Analog dazu kann ein zweiter Teil der Gesamteinlassluft durch den Verdichter 132 verdichtet werden, wobei er dem Einlasskrümmer 160 über den zweiten parallelen verzweigten Einlasskanal 148 zugeführt werden kann. Auf diese Weise bilden die Einlasskanäle 144 und 148 einen ersten parallelen Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Wie in 1 gezeigt, kann die Einlassluft aus den Einlasskanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 wieder zusammengeführt werden, bevor sie den Einlasskrümmer 160 erreicht, wobei die Einlassluft der Kraftmaschine zugeführt werden kann.
  • Eine erste AGR-Drosselklappe 230 kann im Kraftmaschineneinlass stromaufwärts des ersten und zweiten parallelen Einlasskanals 142 und 144 positioniert sein, während eine zweite Lufteinlassdrosselklappe 158 im Kraftmaschineneinlass stromabwärts des ersten und zweiten parallelen Einlasskanals 142 und 144 und stromabwärts des ersten und des zweiten parallelen verzweigten Einlasskanals 146 und 148, zum Beispiel im gemeinsamen Einlasskanal 149, positioniert sein kann.
  • In einigen Beispielen kann der Einlasskrümmer 160 einen Einlasskrümmerdrucksensor 182 zum Schätzen eines Krümmerdrucks (MAP - manifold air pressure) und/oder einen Einlasskrümmertemperatursensor 183 zum Schätzen einer Krümmerlufttemperatur (MCT- manifold charge temperature), die jeweils mit der Steuerung 12 in Verbindung stehen, enthalten. Der Einlasskanal 149 kann einen Ladeluftkühler (CAC) 154 und/oder eine Drossel (wie zum Beispiel die zweite Drosselklappe 158) enthalten. Die Stellung der Drosselklappe 158 kann durch das Steuersystem über einen (nicht gezeigten) Drosselaktuator, der mit der Steuerung 12 kommunikativ gekoppelt ist, eingestellt werden. Es kann ein Pumpverhütungsventil 152 vorgesehen sein, um die Verdichterstufen der Turbolader 120 und 130 über den Bypass-Kanal 150 gezielt zu umgehen. Als Beispiel kann sich das Pumpverhütungsventil 152 öffnen, um einen Strom durch den Bypass-Kanal 150 zu ermöglichen, wenn der Einlassluftdruck stromabwärts der Verdichter einen Schwellenwert erreicht.
  • Der Einlasskrümmer 160 kann ferner einen Einlassgassauerstoffsensor 172 enthalten. In einem Beispiel ist der Sauerstoffsensor ein UEGO-Sensor. Wie hierin angeführt, kann der Einlassgassauerstoffsensor dazu konfiguriert sein, eine Schätzung des Sauerstoffgehalts der im Einlasskrümmer empfangenen Frischluft bereitzustellen. Wenn AGR strömt, kann darüber hinaus eine Änderung der Sauerstoffkonzentration am Sensor dazu verwendet werden, eine AGR-Menge abzuleiten, und für eine genaue AGR-Stromsteuerung verwendet werden. In dem gezeigten Beispiel ist der Sauerstoffsensor 162 stromaufwärts der Drossel 158 und stromabwärts des Ladeluftkühlers (CAC - charge air cooler) 154 positioniert. Bei anderen Ausführungsformen kann der Sauerstoffsensor jedoch stromaufwärts des CAC positioniert sein.
  • Ein Drucksensor 174 kann neben dem Sauerstoffsensor zum Schätzen eines Einlassdrucks, bei dem eine Ausgabe des Sauerstoffsensors empfangen wird, positioniert sein. Da die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch den Einlassdruck beeinflusst wird, kann bei einem Bezugseinlassdruck eine Bezugssauerstoffsensorausgabe gelernt werden. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen Drosseleinlassdruck (TIP - throttle inlet pressure), wobei der Drucksensor 174 ein TIP-Sensor ist. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen Krümmerdruck (MAP), wie durch den MAP-Sensor 182 erfasst.
  • Ein Feuchtigkeitssensor 173 kann neben dem Einlasssauerstoffsensor und dem Einlassdrucksensor positioniert sein. Wie gezeigt, können insbesondere der Feuchtigkeitssensor 173, der Einlasssauerstoffsensor 172 und der Einlassdrucksensor 174 jeweils stromaufwärts der Einlassdrossel 158 und stromabwärts des Ladeluftkühlers 154 im Kraftmaschineneinlasskrümmer positioniert sein. Der Feuchtigkeitssensor kann dazu konfiguriert sein, eine Schätzung der Umgebungsfeuchtigkeit bereitzustellen. Wie unter Bezugnahme auf 8 ausgeführt, kann eine Steuerung eine Umgebungsfeuchtigkeit schätzen, während sie einen Bezugspunkt für den Einlasssauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck lernt und den gelernten Bezugspunkt basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert. Dies gestattet Schwankungen der Sauerstoffsensorausgabe aufgrund von Schwankungen der Umgebungsfeuchtigkeit, die für eine genaue Schätzung von AGR zu lernen und zu verwenden sind.
  • Die Kraftmaschine 10 kann mehrere Zylinder 14 enthalten. In dem gezeigten Beispiel enthält die Kraftmaschine 10 sechs in einer V-Konfiguration angeordnete Zylinder. Insbesondere sind die sechs Zylinder auf zwei Bänken 13 und 15 angeordnet, wobei jede Bank drei Zylinder enthält. In anderen Beispielen kann die Kraftmaschine 10 zwei oder mehr Zylinder enthalten, wie zum Beispiel 3, 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder. Diese verschiedenen Zylinder können gleichmäßig verteilt und in anderen Konfigurationen angeordnet sein, wie zum Beispiel in einer V-, Reihen- oder Boxer-Konfiguration usw. Jeder Zylinder 14 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 konfiguriert sein. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei der Kraftstoffeinspritzdüse 166 um eine Direkt-Einspritzdüse im Zylinder. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 166 jedoch auch als eine Saugkanal-Einspritzdüse konfiguriert sein.
  • Jedem Zylinder 14 (hierin auch als Brennkammer 14 bezeichnet) über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 zugeführte Einlassluft kann für Kraftstoffverbrennung verwendet werden, und Verbrennungsprodukte können dann über bankspezifische parallele Auslasskanäle abgelassen werden. In dem gezeigten Beispiel kann eine erste Bank 13 von Zylindern der Kraftmaschine 10 Verbrennungsprodukte über einen ersten parallelen Auslasskanal 17 ablassen, und eine zweite Bank 15 von Zylindern kann Verbrennungsprodukte über einen zweiten parallelen Auslasskanal 19 ablassen. Der erste und der zweite parallele Auslasskanal 17 und 19 können ferner jeweils eine Turboladerturbine enthalten. Insbesondere können über den Auslasskanal 17 abgelassene Verbrennungsprodukte durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, wodurch dem Verdichter 122 über die Welle 126 wiederum mechanische Arbeit zugeführt werden kann, um eine Verdichtung der Einlassluft bereitzustellen. Als Alternative dazu kann ein Teil des oder sämtliches durch den Auslasskanal 17 strömenden Abgas(es) die Turbine 124 über den Turbinen-Bypasskanal 123, wie durch das Wastegate 128 gesteuert, umgehen. Ebenso können über den Auslasskanal 19 abgelassene Verbrennungsprodukte durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, wodurch dem Verdichter 132 über die Welle 136 wiederum mechanische Arbeit zugeführt werden kann, um eine Verdichtung der durch den zweiten Zweig des Kraftmaschineneinlasssystems strömenden Einlassluft bereitzustellen. Als Alternative dazu kann ein Teil des oder sämtliches durch den Auslasskanal 19 strömenden Abgas(es) die Turbine 134 über den Turbinen-Bypasskanal 133, wie durch das Wastegate 138 gesteuert, umgehen.
  • In einigen Beispielen können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbine mit verstellbarer Geometrie konfiguriert sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinenlaufradschaufeln (oder -leitschaufeln) einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das von dem Abgasstrom erhalten und mit dem ihr jeweiliger Verdichter beaufschlagt wird. Als Alternative dazu können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbine mit verstellbarer Düse konfiguriert sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinendüse einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das von dem Abgasstrom erhalten und mit dem ihr jeweiliger Verdichter beaufschlagt wird. Das Steuersystem kann zum Beispiel dazu konfiguriert sein, die Leitschaufel- oder Düsenposition der Abgasturbinen 124 und 134 über jeweilige Aktuatoren unabhängig zu variieren.
  • Abgase in dem ersten parallelen Auslasskanal 17 können über den verzweigten parallelen Abgaskanal 170 zur Atmosphäre geleitet werden, während Abgase in dem zweiten parallelen Auslasskanal 19 über den verzweigten parallelen Auslasskanal 180 zur Atmosphäre geleitet werden können. Die Auslasskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie zum Beispiel einen Katalysator und einen oder mehrere Abgassensoren, enthalten.
  • Ferner kann die Kraftmaschine 10 einen oder mehrere Abgasrückführungs(AGR-)Kanäle oder -Kreisläufe zum Zurückführen mindestens eines Teils des Abgases von dem Auslasskrümmer zum Einlasskrümmer enthalten. Dazu können Hochdruck-AGR-Kreisläufe zur Bereitstellung von Hochdruck-AGR (HD-AGR) und Niederdruck-AGR-Kreisläufe zur Bereitstellung von Niederdruck-AGR (ND-AGR) gehören. In einem Beispiel kann bei Fehlen von durch die Turbolader 120, 130 bereitgestellter Aufladung HD-AGR bereitgestellt werden, während bei Vorhandensein von Turboladeraufladung, und/oder wenn die Abgastemperatur über einem Schwellenwert liegt, ND-AGR bereitgestellt werden kann. In noch anderen Beispielen können sowohl HD-AGR als auch ND-AGR gleichzeitig bereitgestellt werden.
  • In dem gezeigten Beispiel kann die Kraftmaschine 10 einen Niederdruck-AGR-Kreislauf 202 zum Zurückführen mindestens eines Teils des Abgases von dem ersten verzweigten parallelen Auslasskanal 170 stromabwärts der Turbine 124 zu dem ersten parallelen Einlasskanal 142 stromaufwärts des Verdichters 122 enthalten. Bei einigen Ausführungsformen kann ebenfalls ein (nicht gezeigter) zweiter Niederdruck-AGR-Kreislauf zum Zurückführen mindestens eines Teils des Abgases von dem zweiten verzweigten parallelen Auslasskanal 180 stromabwärts der Turbine 134 zu dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 stromaufwärts des Verdichters 132 bereitgestellt sein. Der ND-AGR-Kreislauf 202 kann ein ND-AGR-Ventil 204 zum Steuern eines AGR-Stroms (das heißt einer zurückgeführten Abgasmenge) durch die Kreisläufe sowie einen AGR-Kühler 206 zum Senken der Temperatur eines durch den AGR-Kreislauf strömenden Abgases vor Rückführung in den Kraftmaschineneinlass enthalten. Das ND-AGR-Ventil 204 kann stromaufwärts oder stromabwärts des ND-AGR-Kühlers 206 positioniert sein. Unter bestimmten Bedingungen kann der AGR-Kühler 206 auch zum Erwärmen des durch den ND-AGR-Kreislauf 202 strömenden Abgases, bevor das Abgas in den Verdichter eintritt, verwendet werden, um zu vermeiden, dass Wassertropfen auf die Verdichter auftreffen.
  • Die Kraftmaschine 10 kann ferner einen ersten Hochdruck-AGR-Kreislauf 208 zum Zurückführen mindestens eines Teils des Abgases von dem ersten parallelen Auslasskanal 17 stromaufwärts der Turbine 124 zu dem Einlasskrümmer 160 stromabwärts der Kraftmaschinendrossel 158 enthalten. Ebenso kann die Kraftmaschine einen (nicht gezeigten) zweiten Hochdruck-AGR-Kreislauf zum Zurückführen mindestens eines Teils des Abgases von dem zweiten parallelen Auslasskanal 19 stromaufwärts der Turbine 134 zu dem Einlasskrümmer 160 stromabwärts der Kraftmaschinendrossel 158 enthalten. AGR-Strom durch die HD-AGR-Kreisläufe 208 kann über das HD-AGR-Ventil 210 gesteuert werden. Wenn zwei HD-AGR-Kreisläufe vorliegen, die mit jedem Zweig des Luftansaugsystems gekoppelt sind, können sie jeweils ihre eigenen HD-AGR-Ventile 210 verwenden und vor dem Einleiten in den Einlasskrümmer zuvor zusammengeführt werden und das gleiche HD-AGR-Ventil teilen. Es versteht sich, dass als Alternative zu den oben beschriebenen Einzel- und Doppel-HD-AGR-Kreislaufkonfigurationen HD-AGR anstatt in den Einlasskrümmer 160 in die Einlasskanäle 146 und/oder 148 eingeleitet werden kann.
  • Eine PCV-Öffnung (PCV - positive crankcase ventilation / Kurbelgehäuseentlüftung) 102 kann dazu konfiguriert sein, Kurbelgehäuseentlüftungsgase (Blow-By-Gase) entlang dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 dem Kraftmaschineneinlasskrümmer zuzuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann Strom von PCV-Luft durch die PCV-Öffnung 102 durch ein eigens vorgesehenes PCV-Öffnungs-Ventil gesteuert werden. Ebenso kann eine Spülöffnung 104 dazu konfiguriert sein, Spülgase aus einem Kraftstoffsystembehälter dem Kraftmaschineneinlasskrümmer entlang dem Kanal 144 zuzuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann Spülluft durch die Spülöffnung 104 durch ein eigens vorgesehenes Spül-Öffnungs-Ventil gesteuert werden. Wie unter Bezugnahme auf 2 ausgeführt, leiten die PCV- und Spülöffnung im Vorverdichterluftansaugrohr nur unter Aufladungsbedingungen in das Ansaugrohr. Unter Nichtaufladungsbedingungen werden Spül- und PCV-Luft dem Einlasskrümmer direkt zugeführt. Mit anderen Worten, unter Aufladungsbedingungen werden die Spül- und PCV-Gase stromaufwärts eines Einlasssauerstoffsensors 172 empfangen und beeinflussen deshalb die Ausgabe des Sensors unter Aufladungsbedingungen. Mit anderen Worten, unter Aufladungsbedingungen werden die Spül- und PCV-Gase stromaufwärts eines Einlasssauerstoffsensors 172 empfangen und beeinflussen deshalb die Ausgabe des Sensors unter Aufladungsbedingungen.
  • Der Feuchtigkeitssensor 232 und der Drucksensor 234 können in nur einem der parallelen Einlasskanäle (hierin im ersten parallelen Einlassluftkanal 142, aber nicht im zweiten parallelen Einlasskanal 144 gezeigt) stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 enthalten sein. Insbesondere können der Feuchtigkeitssensor und der Drucksensor in dem Einlasskanal enthalten sein, der die PCV- oder Spülluft nicht empfängt. Der Feuchtigkeitssensor 232 kann dazu konfiguriert sein, eine relative Feuchtigkeit der Einlassluft zu schätzen. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Feuchtigkeitssensor 232 um einen UEGO-Sensor, der dazu konfiguriert ist, die relative Feuchtigkeit der Einlassluft basierend auf der Ausgabe des Sensors bei einer oder mehreren Spannungen zu schätzen. Da Spülluft und PCV-Luft die Ergebnisse des Feuchtigkeitssensors störend beeinflussen können, sind die Spülöffnung und die PCV-Öffnung in einem anderen Einlasskanal als der Feuchtigkeitssensor positioniert. Der Drucksensor 234 kann dazu konfiguriert sein, einen Druck der Einlassluft zu schätzen. Bei einigen Ausführungsformen kann auch ein Temperatursensor in dem gleichen parallelen Einlasskanal stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 enthalten sein.
  • Somit kann der Einlasssauerstoffsensor 172 zum Schätzen einer Einlasssauerstoffkonzentration und Ableiten einer AGR-Strommenge durch die Kraftmaschine basierend auf einer Änderung der Einlasssauerstoffkonzentration bei Öffnen des AGR-Ventils 204 verwendet werden. Insbesondere wird eine Änderung der Ausgabe des Sensors bei Öffnen des AGR-Ventils mit einem Bezugspunkt, bei dem der Sensor ohne AGR arbeitet (der Nullpunkt), verglichen. Basierend auf der Änderung (zum Beispiel der Verringerung) der Sauerstoffmenge von dem Zeitpunkt des Betriebs ohne AGR kann ein derzeit der Kraftmaschine zugeführter AGR-Strom berechnet werden. Dann kann basierend auf einer Abweichung des geschätzten AGR-Stroms von dem erwarteten (oder Soll-)AGR-Strom eine weitere AGR-Steuerung durchgeführt werden. Wie unter Bezugnahme auf 9 ausgeführt, kann eine Steuerung das Öffnen des AGR-Ventils basierend auf Kraftmaschinendrehzahl-Last-Bedingungen vorwärtsgekoppelt einstellen, während sie das AGR-Ventil basierend auf einem durch den Sauerstoffsensor geschätzten AGR-Strom rückgekoppelt einstellt. Die AGR-Schätzung und AGR-Steuerung erfordert jedoch eine genaue Schätzung des Nullpunkts. Da die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch Änderungen des Einlassdruckes, Änderungen des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der Teil-zu-Teil-Variationen und Reduktionsmittel (wie zum Beispiel jene von PCV- und Spülgasen) beeinflusst wird, kann eine Schätzung des Nullpunkts kompliziert sein. Ohne genaue Schätzung des Nullpunkts kann jedoch keine zuverlässige AGR-Strom-Steuerung durchgeführt werden.
  • Um diese Probleme zu lösen, wird eine Schätzung des Nullpunkts des Sauerstoffsensors unter Leerlaufbedingungen durchgeführt, was hierin auch als eine Leerlaufanpassung bezeichnet und bezüglich 4 besprochen wird. Durch Durchführung der Anpassung unter Leerlaufbedingungen, bei denen Einlassdruckschwankungen minimal sind, und wenn in das Niederdruckluftansaugsystem stromaufwärts des Verdichters keine PCV- oder Spülluft eingelassen wird, werden Schwankungen des Sensormesswerts aufgrund von diesen Rauschfaktoren reduziert. Somit kann Spül- und PCV-Luft bei Leerlauf über den Einlasskrümmer in die Kraftmaschine strömen. Sie haben jedoch keinen Einfluss auf die Einlasssauerstoffsensorausgabe, da sie stromabwärts des Sensors direkt in den Einlasskrümmer eingelassen werden. Indem auch regelmäßig die Leerlaufanpassung durchgeführt wird, wie zum Beispiel bei jedem ersten Leerlauf nach einem Kraftmaschinenstart, wird auch die Auswirkung von Sensoralterung und Teil-zu-Teil-Variabilität auf die Sensorausgabe korrigiert. Insgesamt kann ein genauerer Nullpunkt gelernt werden.
  • Eine Schätzung des Nullpunkts des Einlasssauerstoffsensors wird auch unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine, wie zum Beispiel während einer Schubabschaltung (SAS), durchgeführt, hierin auch als eine SAS-Anpassung bezeichnet und bezüglich 5 besprochen. Durch Durchführung der Anpassung unter SAS-Bedingungen werden zusätzlich zu reduzierten Rauschfaktoren, wie zum Beispiel den bei Leerlaufanpassung erreichten, auch Sensormesswertschwankungen aufgrund einer AGR-Ventilleckage reduziert.
  • Erneut auf 1 Bezug nehmend, kann die Stellung der Einlass- und Auslassventile jedes Zylinders 14 über mit Ventilstößelstangen gekoppelte hydraulisch betätigte Heber oder über direkt wirkende mechanische Tassensysteme, in denen Nockenerhebungen verwendet werden, geregelt werden. In diesem Beispiel können mindestens die Einlassventile jedes Zylinders 14 durch Nockenbetätigung unter Verwendung eines Nockenbetätigungssystems gesteuert werden. Insbesondere kann das Ventilnockenbetätigungssystem 25 einen oder mehrere Nocken enthalten und kann variable Nockensteuerung oder variablen Hub für Einlass- und/oder Auslassventile verwenden. Bei alternativen Ausführungsformen können die Einlassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Ebenso können die Auslassventile durch Nockenbetätigungssysteme oder elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden.
  • Das Kraftmaschinensystem 100 kann durch ein Steuersystem 18, das die Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer über eine (nicht gezeigte) Eingabevorrichtung zumindest teilweise gesteuert werden. Das Steuersystem 18 empfängt in der Darstellung Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hierin beschrieben werden) und sendet Steuersignale an mehrere Aktuatoren 81. Als Beispiel können die Sensoren 16 den Feuchtigkeitssensor 232, den Einlassluftdrucksensor 234, den MAP-Sensor 182, den MCT-Sensor 183, den TIP-Sensor 174 und den Einlassluftsauerstoffsensor 172 umfassen. In einigen Beispielen kann der gemeinsame Einlasskanal 149 ferner einen Drosseleinlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (TCT) enthalten. In anderen Beispielen können ein oder mehrere AGR-Kanäle Druck-, Temperatur- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren zur Bestimmung von AGR-Stromeigenschaften enthalten. Als anderes Beispiel können die Aktuatoren 81 die Kraftstoffeinspritzdüse 166, das HD-AGR-Ventil 210, das ND-AGR-Ventil 204, die Drosselklappen 158 und 230 und die Wastegates 128, 138 enthalten. Andere Aktuatoren, wie zum Beispiel verschiedenste zusätzliche Ventile und Drosseln, können an verschiedene Stellen im Kraftmaschinensystem 100 gekoppelt sein. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktuatoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage von darin programmierten Anweisungen oder Code entsprechend einer oder mehrere Routinen auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen werden hier unter Bezugnahme auf 4-6 und 8 beschrieben.
  • Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein anderes Ausführungsbeispiel 200 für die Kraftmaschine von 1 gezeigt. Somit sind zuvor in 1 vorgestellte Komponenten mit gleichen Bezugszahlen versehen und werden der Kürze halber hier nicht erneut vorgestellt.
  • Die Ausführungsform 200 zeigt einen Kraftstofftank 218, der zur Zufuhr von Kraftstoff zu Kraftmaschinenkraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert ist. Eine (nicht gezeigte) im Kraftstofftank 218 eingetauchte Kraftstoffpumpe kann dazu konfiguriert sein, den Einspritzdüsen der Kraftmaschine 10, wie zum Beispiel der Einspritzdüse 166, zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen. Kraftstoff kann von einer externen Quelle durch eine (nicht gezeigte) Betankungsklappe in den Kraftstofftank gepumpt werden. Der Kraftstofftank 218 kann mehrere Kraftstoffmischungen, einschließlich Kraftstoff mit verschiedenen Alkoholkonzentrationen, wie zum Beispiel verschiedene Benzin-Ethanol-Gemische, einschließlich E10, E85, Benzin usw. und Kombinationen davon, aufnehmen. Ein im Kraftstofftank 218 positionierter Kraftstofffüllstandsgeber 219 kann eine Anzeige für den Kraftstofffüllstand für die Steuerung 12 bereitstellen. Wie gezeigt, kann der Kraftstofffüllstandssensor 219 einen mit einem Regelwiderstand verbundenen Schwimmer umfassen. Als Alternative dazu können andere Arten von Kraftstofffüllstandssensoren verwendet werden. Ein oder mehrere andere Sensoren können mit dem Kraftstofftank 218 gekoppelt sein, wie zum Beispiel ein Kraftstofftankdruckwandler 220 zum Schätzen eines Kraftstofftankdrucks.
  • Im Kraftstofftank 218 erzeugte Dämpfe können über die Leitung 31 zum Kraftstoffdampfbehälter 22 geleitet werden, bevor sie zum Kraftmaschineneinlass 23 gespült werden. Dazu können zum Beispiel die im Tagesverlauf entstehenden und die bei der Betankung entstehenden Kraftstofftankdämpfe gehören. Der Behälter kann mit einem geeigneten Adsorptionsmittel, wie zum Beispiel Aktivkohle, zum vorübergehenden Einschließen von Kraftstoffdämpfen (einschließlich verdampften Kohlenwasserstoffe), die im Kraftstofftank erzeugt werden, gefüllt sein. Während eines späteren Kraftmaschinenbetriebs, wenn Spülbedingungen erfüllt sind, wie zum Beispiel wenn der Behälter gesättigt ist, können dann Kraftstoffdämpfe aus dem Behälter in den Kraftmaschineneinlass gespült werden, indem das Behälterspülventil 112 und das Behälterlüftungsventil 114 geöffnet werden.
  • Der Behälter 22 enthält eine Entlüftungsöffnung 27 zum Herausleiten von Gasen aus dem Behälter 22 zur Atmosphäre beim Speichern oder Einschließen von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank 218. Die Entlüftungsöffnung 27 kann auch das Ansaugen von Frischluft in den Kraftstoffdampfbehälter 22 gestatten, wenn gespeicherte Kraftstoffdämpfe über die Spülleitungen 90 oder 92 (in Abhängigkeit von der Aufladungshöhe) und das Spülventil 112 zum Kraftmaschineneinlass 23 gespült werden. Obgleich dieses Beispiel eine nicht beheizte Frischluft weiterleitende Entlüftungsöffnung 27 zeigt, können auch verschiedene Modifikationen verwendet werden. Die Entlüftungsöffnung 27 kann ein Behälterlüftungsventil 114 zur Einstellung eines Stroms von Luft und Dämpfen zwischen dem Behälter 22 und der Atmosphäre enthalten. Das Lüftungsventil kann während Kraftstoffdampfspeichervorgängen (zum Beispiel beim Betanken des Kraftstofftanks, und während die Kraftmaschine nicht läuft) geöffnet werden, so dass Luft ohne den Kraftstoffdampf nach dem Durchströmen des Behälters zur Atmosphäre herausgedrückt werden kann. Ebenso kann das Lüftungsventil bei Spülvorgängen (zum Beispiel während der Behälterregeneration und während die Kraftmaschine läuft) geöffnet sein, um zu gestatten, dass ein Frischluftstrom die im Behälter gespeicherten Kraftstoffdämpfe entfernt.
  • Aus dem Behälter 22 zum Beispiel während eines Spülvorgangs freigesetzte Kraftstoffdämpfe können über die Spülleitung 28 in den Kraftmaschineneinlasskrümmer 160 geleitet werden. Der Strom von Dämpfen entlang der Spülleitung 28 kann durch das Behälterspülventil 112 reguliert werden, das zwischen dem Kraftstoffdampfbehälter und dem Kraftmaschineneinlass gekoppelt ist. Die Menge und die Rate von durch das Behälterspülventil freigesetzten Dämpfen können durch das Tastverhältnis eines (nicht gezeigten) zugeordneten Behälterspülventilsolenoids bestimmt werden. Demnach kann das Tastverhältnis des Behälterspülventilsolenoids durch das Antriebsstrangsteuergerät (PCM - Powertrain Control Module) des Fahrzeugs bestimmt werden, wie zum Beispiel durch die Steuerung 12, die auf die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, einschließlich beispielsweise Kraftmaschinendrehzahl/lastbedingungen, Luft-Kraftstoffverhältnis, Behälterlast usw., reagiert.
  • Ein (nicht gezeigtes) optionales Behälterrückschlagventil kann in der Spülleitung 28 enthalten sein, um zu verhindern, dass Einlasskrümmerdruck Gase in die entgegengesetzte Richtung vom Spülstrom leitet. Somit kann das Rückschlagventil erforderlich sein, wenn die Behälterspülventilsteuerung nicht genau getaktet ist, oder das Behälterspülventil selbst kann durch einen hohen Einlasskrümmerdruck aufgedrückt werden. Eine Schätzung des Einlasskrümmer-Absolutdrucks (MAP - manifold absolute pressure) kann von dem mit dem Einlasskrümmer 160 gekoppelten und mit der Steuerung 12 in Verbindung stehenden MAP-Sensor 182 erhalten werden. Als Alternative dazu kann der MAP von anderen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Luftmasse (MAF - mass air flow), wie durch einen nicht gezeigten mit dem Einlasskrümmer gekoppelten MAF-Sensor gemessen, abgeleitet werden.
  • Spülkohlenwasserstoffe können basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entweder über einen Aufladungsweg 92 oder einen Unterdruckweg 90 zum Einlasskrümmer 160 geleitet werden. Insbesondere unter Bedingungen, unter denen der Turbolader 120 zur Bereitstellung einer aufgeladenen Luftladung für den Einlasskrümmer betrieben wird, bewirkt der erhöhte Druck im Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 94 im Unterdruckweg 90 schließt, während sich das Einwegventil 96 im Aufladungsweg 92 öffnet. Infolgedessen wird Spülluft in den Lufteinlasskanal 140 stromabwärts des Luftfilters 156 und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 154 über den Aufladungsweg 92 geleitet. Hierin wird die Spülluft stromaufwärts des Einlasssauerstoffsensors 172 eingeleitet. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Venturi-Düse 98 im Aufladungsweg so positioniert sein, das Spülluft bei Durchströmen der Venturi-Düse und des Kanals 99 zum Einlass geleitet wird. Dies gestattet, dass der Strom von Verdichter-Bypass-Luft für einen verbesserten Spülstrom vorteilhaft ausgenutzt wird.
  • Unter Bedingungen, unter denen die Kraftmaschine 10 ohne Aufladung betrieben wird, bewirkt der erhöhte Unterdruck im Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 94 im Unterdruckweg öffnet, während sich das Einwegventil 96 im Aufladungsweg schließt. Infolgedessen wird Spülluft über den Unterdruckweg 90 stromabwärts der Drossel 158 in den Einlasskrümmer 160 geleitet. Hierin wird die Spülluft stromabwärts des Einlasssauerstoffsensors 172 direkt in den Einlasskrümmer 160 eingeleitet und beeinflusst deshalb nicht die Ausgabe des Sauerstoffsensors 172. Im Vergleich dazu wird die Spülluft unter Bedingungen, unter denen die Kraftmaschine 10 mit Aufladung betrieben wird, stromaufwärts des Einlasssauerstoffsensors 172 eingeleitet und beeinflusst deshalb die Ausgabe des Sauerstoffsensors 172.
  • PCV-Kohlenwasserstoffe können basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entweder über einen PCV-Schlauch 252 auf der Aufladungsseite oder einen PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite zum Einlasskrümmer 160 geleitet werden. Insbesondere strömen Blow-By-Gase von den Kraftmaschinenzylindern 14 an den Kolbenringen vorbei und treten in das Kurbelgehäuse 255 ein. Unter Bedingungen, unter denen der Turbolader 120 zur Bereitstellung einer aufgeladenen Luftladung für den Einlasskrümmer betrieben wird, bewirkt der erhöhte Druck im Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 256 im PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite schließt. Infolgedessen wird PCV-Luft in den Lufteinlasskanal 140 stromabwärts des Luftfilters 156 und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 154 über den PCV-Schlauch 252 auf der Aufladungsseite geleitet. Der PCV-Strom kann bei Durchströmen eines Ölabscheiders 260 auf der Aufladungsseite zum Einlasskanal geleitet werden. Der Ölabscheider der Aufladungsseite kann in den Nockenwellendeckel integriert sein oder kann eine externe Komponente sein. Unter Aufladungsbedingungen werden somit die PCV-Gase stromaufwärts eines Einlasssauerstoffsensors 172 eingeleitet und beeinflussen deshalb die Ausgabe des Sauerstoffsensors 172.
  • Unter Bedingungen, unter denen die Kraftmaschine 10 ohne Aufladung betrieben wird, bewirkt im Vergleich dazu der erhöhte Unterdruck im Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 256 im PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite öffnet. Infolgedessen wird PCV-Luft über den PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite stromabwärts der Drossel 158 in den Einlasskrümmer 160 geleitet. Hierin wird die PCV-Luft stromabwärts des Einlasssauerstoffsensors 172 eingeleitet und beeinflusst deshalb nicht die Ausgabe des Sauerstoffsensors 172.
  • Aufgrund der speziellen Kraftmaschinenkonfiguration kann somit unter Kraftmaschinenleerlaufbedingungen, unter denen keine aufgeladene Luftladung bereitgestellt wird, ein Bezugspunkt (hier auch als Nullpunkt bezeichnet) des Einlassluftsensors gelernt werden, ohne dass es zu einer Störung durch PCV- und Spülluftkohlenwasserstoffe kommt.
  • Somit kann der Einlassluftsauerstoffsensor dazu verwendet werden, die Menge an AGR in der Einlassluftladung als Funktion des Ausmaßes der Sauerstoffgehaltänderung aufgrund des Hinzufügens von AGR als ein Verdünnungsmittel verwendet werden. Somit kann mit Einleiten von mehr AGR eine einer geringeren Sauerstoffkonzentrationen entsprechende Sensorausgabe ausgegeben werden. Zur genauen Bestimmung dieser Änderung in der Sauerstoffmenge ist es jedoch wichtig, den Sauerstoffmesswert des Sensors zu kennen, wenn keine AGR vorliegt. Dieser Bezugspunkt, der auch als Nullpunkt bekannt ist, muss kalibriert und gelernt werden. Der Nullpunktmesswert hat einen großen Wertebereich, der basierend auf dem Einlassdruck, dem Sensoralter und der Teil-zu-Teil-Variation variieren kann, wodurch eine genaue AGR-Messung schwierig wird.
  • 3 zeigt diese Variation des Messwerts des Einlasssensors. Insbesondere zeigt Kennfeld 300 den Einlassdruck entlang der X-Achse und eine Pumpstromausgabe durch den Sensor bei Anlegen einer Bezugsspannung entlang der Y-Achse. Die Auftragungen 301 a-d zeigen einen ersten Satz von Einlasssauerstoffsensorausgaben bei einer ersten Bedingung ohne AGR. Die Auftragungen 302a-d, 303a-d und 304a-d zeigen die Sensorausgaben bei allmählich abnehmenden AGR-Höhen, wobei 304a-d einen AGR-Nennprozentanteil darstellt.
  • Wie durch Vergleich der Ausgabe bei einem beliebigen gegebenen Einlassdruck zu sehen (vergleiche 301a mit 301 b, c und d usw. für jeden Satz) kommt es zu einem großen Ausmaß von Teil-zu-Teil-Variation bei der Ausgabe der Bezugssauerstoffmessung durch den Sensor. Somit trägt die Teil-zu-Teil-Variation dem größten Variationsausmaß in der Ausgabe eines gegebenen Sensors Rechnung. Darüber hinaus verstärkt die Alterung des Sensors die Variation. Aufgrund der Variation wird das Lernen des Nullpunkts schwierig, wodurch die Ergebnisse einer AGR-Schätzung störend beeinflusst werden.
  • Wie unter Bezugnahme auf 4 ausgeführt, kann die Variation durch Durchführen einer Leerlaufanpassung für den Sensor bei jedem Kraftmaschinenstart reduziert werden. Insbesondere kann beim ersten Kraftmaschinenleerlauf seit jedem Kraftmaschinenstart ein Nullpunkt des Sensors gelernt und aktualisiert werden. Dies gestattet ein Lernen und Kompensieren einer Teil-zu-Teil-Variation und Sensoralterung. Durch dann Verwenden des zuletzt gelernten Nullpunkts als Bezug für die AGR-Schätzung, können die AGR-Mengen genauer und zuverlässiger bestimmt werden.
  • Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 400 zum Lernen eines Nullpunkts eines Einlasssauerstoffsensors unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen gezeigt. Das Verfahren gestattet das genaue Lernen eines Bezugspunkts des Sensors ohne störenden Einfluss von PCV- oder Spülkohlenwasserstoffen. Neben dem Lernen der Beziehung zwischen dem Einlassdruck und der Sauerstoffsensorausgabe können Sauerstoffkonzentrationen und AGR-Strom selbst dann genau gemessen werden, wenn irgendeine Ungenauigkeit bei einem der Sensoren vorliegt.
  • Bei 402 umfasst die Routine Schätzen und/oder Messen von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Dazu können zum Beispiel Kraftmaschinendrehzahl, Drehmomentanforderung, Barometerdruck, Kraftmaschinentemperatur usw. gehören. Als Nächstes kann bestimmt werden, ob gewählte Kraftmaschinenleerlaufbedingungen vorliegen. Wie unten bei 404 und 406 ausgeführt, können die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Installation eines neuen Einlasssauerstoffsensors oder eines neuen Einlassdrucksensors oder einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit einem Kraftmaschinenstart umfassen.
  • Insbesondere kann bei 404 bestimmt werden, ob ein neuer Einlasssauerstoffsensor (IAO2-Sensor) oder ein neuer Einlassdrucksensor (P-Sensor) im Fahrzeug installiert wurde. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob seit der letzten Kraftmaschinenabschaltung und dem aktuellen Kraftmaschinenstart ein neuer Sensor installiert wurde. Nach der Installation eines neuen Sensors kann in einem Beispiel eine Anzeige, dass eine Kalibrierung des neuen Sensors erforderlich ist, an einer Steuerung empfangen werden.
  • Wenn ein neuer Sauerstoffsensor oder Drucksensor installiert worden ist, dann umfasst die Routine bei 405 ein Zurücksetzen der zuvor gelernten adaptiven Werte des Einlassluftsauerstoffsensors. Das heißt, dass der zuvor gelernte Nullpunkt und Druckkorrekturfaktor, der in einer Nachschlagetabelle des Speichers der Steuerung (zum Beispiel in dem KAM) gespeichert ist, zurückgestellt werden können. Dann kann die Tabelle mit Daten aus dem Lernen des aktuellen Nullpunkts und anschließenden Iterationen der Routine wieder gefüllt werden.
  • Wurde kein neuer Sauerstoff- oder Drucksensor installiert oder die Tabelle zurückgesetzt, wenn ein neuer Sensor installiert worden war, geht die Routine zu 406 über, um die erste Kraftmaschinenleerlaufbedingung seit dem aktuellen Kraftmaschinenstart zu bestätigen. Wird keine Kraftmaschinenleerlaufbedingung bestätigt, kann bei 407 die Nachschlagetabelle im Speicher der Steuerung nicht weiter aktualisiert werden, und es können die aktuellen Nullpunktmesswerte verwendet werden. Somit können durch Neulernen des Bezugspunkts, jedes Mal, wenn ein neuer Sensor installiert wird, Differenzen bei den Sauerstoffsensormesswerten aufgrund von Teil-zu-Teil-Variationen besser berücksichtigt werden. Durch Aktualisieren und Neulernen des Bezugspunkts bei jedem Kraftmaschinenstart können Differenzen bei den Sauerstoffsensormesswerten aufgrund von Teil-zu-Teil-Variationen besser berücksichtigt werden.
  • Bei Bestätigung einer ersten Kraftmaschinenleerlaufbedingung seit dem aktuellen Kraftmaschinenstart umfasst die Routine bei 408 Lernen eines Bezugspunkts für den Einlasssauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck während der gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingung. Insbesondere kann die Steuerung die Sauerstoffsensorausgabe bei der ersten Kraftmaschinenleerlaufbedingung lernen und kann auch den Bezugseinlassdruck, bei dem die Sauerstoffsensorausgabe gelernt worden ist, aufzeichnen. Dann kann die Steuerung die im KAM der Steuerung gespeicherte Nachschlagetabelle mit der gelernten Sauerstoffsensorausgabe aktualisieren. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen durch einen TIP-Sensor, der an einer ähnlichen Stelle wie der Sauerstoffsensor (zum Beispiel stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrossel) an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, geschätzten Drosseleinlassdruck. In einem anderen Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen durch einen MAP-Sensor, der an einer ähnlichen Stelle wie der Sauerstoffsensor an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, geschätzten Krümmerdruck.
  • Somit umfasst das Lernen des Bezugspunkts das Lernen einer Beziehung zwischen einer ersten Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors bei einem ersten Einlassdruck während des ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit dem Start, und dann wird unter Verwendung der gelernten Beziehung der Leerlaufbezugssauerstoff (iao2_ref) beim Bezugsdruck (iao2_ref_press) berechnet. Durch Bestimmung eines Korrekturfaktors wird (iao2_press_corr) als: iao2_press_corr = a0 + a1* ( iao2_ref_press - iao2_press ) + ( a2*iao2_ref_press - iao2_press ) 2 berechnet .
    Figure DE102014220039B4_0001
  • Dann wird der Leerlaufbezugssauerstoff als: iao2_ref = iao2_o2 * iao2_press_corr berechnet.
  • Durch Durchführen dieses Lernens unter Leerlaufbedingungen können verschiedene Vorteile erzielt werden. Erstens wird jeglicher durch Rauschfaktoren von Spül- oder PCV-Kohlenwasserstoffen verursachte Fehler reduziert. Da Druckänderungen an der Stelle des Einlasssauerstoffsensors unter Leerlaufbedingungen minimal sind, werden zweitens Änderungen der Sauerstoffsensorausgabe auf Grund der (bei 3 beschriebenen) Druckwirkung auch minimal. Insgesamt kann ein genaueres Lernen des Nullpunkts erreicht werden.
  • Bei 410 wird die Einlasssauerstoffsensorausgabe bezüglich Feuchtigkeit korrigiert. Wie mit Bezugnahme auf 8 ausgeführt, wird die beim Bezugsdruck geschätzte Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors mit einem Korrekturfaktor basierend auf Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert. Dies kann Korrigieren für keine Feuchtigkeit (das heißt Null-%-Feuchtigkeits- oder trockene Bedingungen), wobei die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch Beseitigen sämtlichen Feuchtigkeitsbeitrags korrigiert wird, umfassen. Als Alternative kann dies Korrigieren auf eine bekannte Standard- oder Bezugsfeuchtigkeitshöhe umfassen. Zum Beispiel kann die Sauerstoffsensorausgabe auf eine Bezugsfeuchtigkeit von 1,2% korrigiert werden.
  • Bei 412 kann bestimmt werden, ob die Leerlaufanpassung beendet ist. Somit können die Einlasssauerstoffsensormesswerte bei dem gegebenen Bezugseinlassdruck für eine Dauer des ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit dem Kraftmaschinenstart überwacht werden, und die Nachschlagetabelle kann über die Dauer weiter mit Messwerten vom Einlasssauerstoffsensor gefüllt werden. Bei Einleiten der Leerlaufanpassung bei 408 kann in einem Beispiel ein Zeitglied gestartet werden, und bei 412 kann bestimmt werden, ob eine Schwellendauer auf dem Zeitglied abgelaufen ist. In einem Beispiel kann die Leerlaufanpassung beendet sein, wenn 15 Sekunden vergangen sind.
  • Bei Bestätigung, dass die Leerlaufanpassung beendet ist, umfasst die Routine bei 414 Berechnen eines Druckkorrekturfaktors. Bei dem Druckkorrekturfaktor handelt es sich um einen Faktor, der die Wirkung von Einlassdruck auf die Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors kompensiert. Der Druckkorrekturfaktor wird aus dem Verhältnis des gemessenen Sauerstoffs zu dem Bezugssauerstoffmesswert (iao2_ref) bestimmt, wobei der Bezugssauerstoffmesswert der Bezugssauerstoffmesswert des Einlasssauerstoffsensors bei dem Bezugsdruck ist. Der Bezugsdruck kann nominell 100 kPa sein. Die Druckkorrekturanpassung kann durch Berechnen eines Druckkorrekturfaktors basierend auf der Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors (iao2_o2) bezüglich des Nullpunkts (iao2_ref) des Sensors (das heißt, iao2_o2/iao2_ref) durchgeführt werden. Darüber hinaus kann ein Deltadruck basierend auf dem Bezugsdruck bestimmt werden, wobei der Deltadruck als TIP - iao2_ref_press berechnet wird. Hierin kann TIP gleich dem Aufladungsdruck sein. Der Deltadruck wird als die Differenz zwischen dem gemessenen Aufladungsdruck TIP und dem Bezugsdruck berechnet. Der Deltadruck von dem Bezugsdruck liefert Informationen über die Änderung des Sauerstoffmesswerts von iao2_ref gegenüber der Änderung des Drucks vom Bezugsdruck. Der Bezugsdruck entspricht dem Druck, bei dem iao2_ref bestimmt wurde.
  • Bei 418 umfasst die Routine Berechnen und Lernen des Nullpunkts des Einlasssauerstoffsensors. Dies kann zum Beispiel Durchführen einer RLS-Anpassung (RLS - Recursive Least Squares) für Druckkorrektur umfassen. Diese Korrektur kann bezeichnet werden als:
    • lao2_press_corr_new = a2*dp_corr2 + a1*dp_corr + a0, wobei a0, a1 und a2 Druckkorrekturkoeffizienten sind und dp_corr die Deltadruckkorrektur ist (das heißt Deltadruck vom Bezugsdruck).
  • Nach dem Lernen des Nullpunkts kann ein AGR-Strom zur Kraftmaschine basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors unter AGR-Bedingungen, wie bei 9 ausgeführt, eingestellt werden. Dabei wird ein AGR-Strom zur Kraftmaschine basierend auf einer durch den Einlasssauerstoffsensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des gelernten Bezugspunkts und ferner basierend auf einer Änderung des Einlassdrucks bezüglich des Bezugseinlassdrucks (wobei der Bezugspunkt gelernt wurde) eingestellt.
  • Bei 420 umfasst die Routine Diagnose eines AGR-Ventils basierend auf dem während der Leerlaufanpassung geschätzten Nullpunkt bezüglich eines unter gewählten Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen einer Kraftmaschine, wie zum Beispiel während einer Schubabschaltungs(SAS-)Anpassung, geschätzten Nullpunkts. Eine beispielhafte SAS-Anpassung wird in 5 beschrieben. Somit kann der während der Leerlaufanpassung gelernte Nullpunkt ein erster gelernter Bezugspunkt sein, während der während der SAS-Anpassung gelernte Nullpunkt ein zweiter gelernter Bezugspunkt sein kann (beide bei einem gegebenen Bezugseinlassdruck gelernt). Wie bei 6 ausgeführt, kann die Steuerung eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils basierend darauf, dass eine Differenz zwischen dem gelernten ersten Bezugspunkt und dem gelernten zweiten Bezugspunkt größer ist als eine Schwellenhöhe, anzeigen.
  • Obgleich die unter Leerlaufbedingungen durchgeführte Leerlaufanpassung die Wirkung von Spül- und PCV-Kohlenwasserstoffen auf die Einlasssauerstoffsensorausgabe sowie die Wirkung von Druckschwankungen eliminiert, ist die Leerlaufanpassung anfällig für AGR-Leckage. Wenn das AGR-Ventil leckt, angenommen es liegt kein AGR-Rückstrom vor, kann somit AGR selbst unter Leerlaufbedingungen über den Einlasssauerstoffsensor strömen. Infolgedessen kann die Ausgabe aus dem Sauerstoffsensor geringer als der tatsächliche Wert sein. Im Vergleich dazu ist eine unter SAS durchgeführte Anpassung unempfindlich gegenüber der Wirkung eines leckenden AGR-Ventils. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, selbst wenn das Ventil lecken würde, die leckende „AGR“ Luft sein würde, da unter diesen Bedingungen kein Kraftstoff eingespritzt wird. Infolgedessen beeinflusst das Abgasleck nicht die Ausgabe des Sauerstoffsensors. Durch Vergleich des während der Leerlaufanpassung gelernten Nullpunkts mit dem während der SAS-Anpassung gelernten Nullpunkt, kann somit eine AGR-Ventilleckage identifiziert werden.
  • Eine beispielhafte Detektion wird unter Bezugnahme auf 7 gezeigt. Das Kennfeld 700 zeigt bei Auftragung 702 ein Leerlaufanpassungszeitglied und bei Auftragung 704 eine Änderung der durch den Einlasssauerstoffsensor erfassten Sauerstoffkonzentration.
  • Vor t1 liegen möglicherweise keine Leerlaufanpassungsbedingungen vor. Bei t1 kann ein erster Kraftmaschinenleerlauf seit einem Kraftmaschinenstart bestätigt werden, und ein Leerlaufanpassungszeitglied kann gestartet werden. Auftragung 704 (durchgezogene Linie) zeigt einen Nullpunkt des Einlasssauerstoffsensors bezüglich eines erwarteten Werts 708. Auftragung 706 (gestrichelte Linie) zeigt die Einlasssensorausgabe. Vor der Leerlaufanpassung ist somit die Abweichung des geschätzten Nullpunkts von dem erwarteten Nullpunkt größer. Während der Anpassung wird der Nullpunkt dann basierend auf dem Sensormesswert (Auftragung 706) korrigiert, und der gelernte Nullpunkt geht allmählich in den erwarteten Wert über. Bei t2 wird die Leerlaufanpassung beendet, und der gelernte Nullpunkt wird für eine genaue AGR-Steuerung verwendet.
  • In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine: Lernen einer Beziehung zwischen einer bei einem ersten Einlassdruck während eines ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit Kraftmaschinenstart geschätzten ersten Einlasssauerstoffsensorausgabe und Einstellen von AGR-Strom zur Kraftmaschine bei einem zweiten Einlassdruck basierend auf einer bei dem zweiten Einlassdruck geschätzten zweiten Einlasssauerstoffsensorausgabe und der gelernten Beziehung. Das Einstellen umfasst Berechnen eines Druckkorrekturfaktors basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten Einlassdruck und dem zweiten Einlassdruck, Berechnen eines Feuchtigkeitskorrekturfaktors basierend auf einer Differenz zwischen Umgebungsfeuchtigkeit bei dem zweiten Einlassdruck und einer Bezugsfeuchtigkeit, Modifizieren der zweiten Einlasssauerstoffsensorausgabe basierend sowohl auf dem berechneten Druckkorrekturfaktor, dem Feuchtigkeitskorrekturfaktor als auch der gelernten Beziehung und Einstellen einer Stellung eines AGR-Ventils basierend auf der modifizierten zweiten Einlasssauerstoffsensorausgabe. Das AGR-Ventil kann in einem Niederdruck-AGR-Kanal gekoppelt sein, wobei das Lernen bei einem ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an jedem Kraftmaschinenneustart durchgeführt wird. Hierin wird die erste sowie die zweite Einlasssauerstoffsensorausgabe durch einen stromaufwärts einer Einlassdrossel und stromabwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelten Einlasssauerstoffsensors erzeugt, und der erste sowie der zweite Einlassdruck werden durch einen stromaufwärts der Einlassdrossel und stromabwärts des Ladeluftkühlers gekoppelten Einlassdrucksensor geschätzt. Das Lernen wird bei einem ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an die Installation eines Einlasssauerstoffsensors und/oder Einlassdrucksensors in der Kraftmaschine durchgeführt, um Teil-zu-Teil-Variationen sowie Sensoralterung zu korrigieren. Darüber hinaus kann eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils basierend auf der bei dem ersten Einlassdruck während des ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit dem Kraftmaschinenstart geschätzten ersten Einlasssauerstoffsensorausgabe bezüglich einer bei dem ersten Einlassdruck während einer Schubabschaltungsbedingung geschätzten zweiten Einlasssauerstoffsensorausgabe angezeigt werden.
  • Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 500 zum Lernen eines Nullpunkts eines Einlasssauerstoffsensors unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen gezeigt. Das Verfahren gestattet das genaue Lernen eines Bezugspunkts des Sensors ohne störenden Einfluss durch AGR-VentilLeckage.
  • Bei 502, wie bei 402, umfasst die Routine Schätzen und/oder Messen von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Dazu können zum Beispiel Kraftmaschinendrehzahl, Drehmomentanforderung, Barometerdruck, Kraftmaschinentemperatur usw. gehören. Als Nächstes kann bestimmt werden, ob gewählte Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine vorliegen. Wie unten ausgeführt, können die gewählten Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine eine Schubabschaltungsbedingung umfassen. Die Routine kann bei dem ersten SAS-Ereignis nach jedem Kraftmaschinenstart und/oder dem ersten SAS-Ereignis nach Installation eines neuen Sauerstoff- oder Drucksensors wiederholt werden.
  • Bei 504 kann bestimmt werden, ob ein neuer Einlasssauerstoffsensor (IAO2-Sensor) oder ein neuer Einlassdrucksensor im Fahrzeug installiert wurde. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob seit der letzten Kraftmaschinenabschaltung und dem aktuellen Kraftmaschinenstart ein neuer Sensor installiert wurde. Nach der Installation eines neuen Sensors kann in einem Beispiel eine Anzeige, dass eine Kalibrierung des neuen Sensors erforderlich ist, an einer Steuerung empfangen werden.
  • Wenn ein neuer Sauerstoffsensor oder Drucksensor installiert worden ist, dann umfasst die Routine bei 505 ein Zurücksetzen der zuvor gelernten adaptiven Werte des Einlassluftsauerstoffsensors. Das heißt, dass der zuvor gelernte Nullpunkt und Druckkorrekturfaktoren, die in einer Nachschlagetabelle des Speichers der Steuerung (zum Beispiel in dem KAM) gespeichert sind, zurückgestellt werden können. Dann kann die Tabelle mit Daten aus dem Lernen des aktuellen Nullpunkts und anschließenden Iterationen der SAS-Anpassungsroutine wieder gefüllt werden.
  • Wurde kein neuer Sauerstoff- oder Drucksensor installiert oder wurde die Tabelle zurückgesetzt, wenn ein neuer Sensor installiert worden war, geht die Routine zu 506 über, um zu bestätigen, ob Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine vorliegen. Insbesondere kann eine Schubabschaltungs(SAS-)Bedingung bestätigt werden. Wird keine SAS-Bedingung bestätigt, kann bei 507 die Nachschlagetabelle im Speicher der Steuerung nicht weiter aktualisiert werden, und es können die aktuellen Nullpunktmesswerte verwendet werden. Somit können durch Neulernen des Bezugspunkts, jedes Mal, wenn ein neuer Sensor installiert wird, Differenzen bei den Sauerstoffsensormesswerten aufgrund von Teil-zu-Teil-Variationen besser berücksichtigt werden. Durch Aktualisieren und Neulernen des Bezugspunkts bei jedem Kraftmaschinenstart können Differenzen bei den Sauerstoffsensormesswerten aufgrund von Teil-zu-Teil-Variationen besser berücksichtigt werden.
  • Bei Bestätigung der SAS-Bedingung umfasst die Routine bei 508 Lernen eines Bezugspunkts für den Einlasssauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck während der Nichtkraftstoffzufuhrbedingung. Insbesondere kann die Steuerung die Sauerstoffsensorausgabe bei der ersten Kraftmaschinenleerlaufbedingung lernen und kann auch den Bezugseinlassdruck, bei dem die Sauerstoffsensorausgabe gelernt worden ist, aufzeichnen. Dann kann die Steuerung die im KAM der Steuerung gespeicherte Nachschlagetabelle mit der gelernten Sauerstoffsensorausgabe aktualisieren. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen durch einen TIP-Sensor, der an einer ähnlichen Stelle wie der Sauerstoffsensor (zum Beispiel stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrossel) an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, geschätzten Drosseleinlassdruck. In einem anderen Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen durch einen MAP-Sensor, der an einer ähnlichen Stelle wie der Sauerstoffsensor an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, geschätzten Krümmerdruck.
  • Somit umfasst das Lernen des Bezugspunkts das Lernen einer Beziehung zwischen einer ersten Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors bei einem ersten Einlassdruck während des ersten SAS-Ereignisses seit Kraftmaschinenstart und dann Verwenden der gelernten Beziehung zur Bestimmung des Nullpunkts. Die gelernte Beziehung wird zur Bestimmung des Nullpunkts durch Berechnen des Sauerstoffmesswerts beim Bezugsdruck verwendet, indem der Deltadruck vom Bezugsdruck ersetzt wird. Durch Durchführen dieses Lernens unter SAS-Bedingungen können verschiedene Vorteile erreicht werden. Erstens wird jeglicher durch Rauschfaktoren von Spül- oder PCV-Kohlenwasserstoffen verursachte Fehler reduziert. Zweitens werden Fehler aufgrund von AGR-Ventilleckage reduziert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen jegliche geleckte „AGR“ der Einlassluft entspricht. Insgesamt kann ein genaueres Lernen des Nullpunkts erreicht werden.
  • Bei 510 wird die Einlasssauerstoffsensorausgabe bezüglich Feuchtigkeit korrigiert. Wie mit Bezugnahme auf 8 ausgeführt, wird die beim Bezugsdruck geschätzte Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors mit einem Korrekturfaktor basierend auf Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert. Dies kann somit Korrigieren für keine Feuchtigkeit (das heißt Null-%-Feuchtigkeits- oder trockene Bedingungen), wobei die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch Beseitigen sämtlichen Feuchtigkeitsbeitrags korrigiert wird, umfassen. Als Alternative kann dies Korrigieren auf eine bekannte Standard- oder Bezugsfeuchtigkeitshöhe umfassen. Zum Beispiel kann die Sauerstoffsensorausgabe auf eine Bezugsfeuchtigkeit von 1,2% korrigiert werden.
  • Bei 512 kann bestimmt werden, ob die SAS-Anpassung beendet ist. Somit können die Einlasssauerstoffsensormesswerte bei dem gegebenen Bezugseinlassdruck für eine Dauer der SAS überwacht werden, und die Nachschlagetabelle kann über die Dauer weiter mit Messwerten vom Einlasssauerstoffsensor gefüllt werden. Bei Einleiten der SAS bei 508 kann in einem Beispiel ein Zeitglied gestartet werden, und bei 512 kann bestimmt werden, ob eine Schwellendauer auf dem Zeitglied abgelaufen ist. In einem Beispiel kann die SAS-Anpassung beendet sein, wenn 4 Sekunden vergangen sind.
  • Bei Bestätigung, dass die SAS-Anpassung beendet ist, umfasst die Routine bei 514 Berechnen eines Druckkorrekturfaktors. Bei dem Druckkorrekturfaktor handelt es sich um einen Faktor, der die Wirkung von Einlassdruck auf die Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors kompensiert. Die Druckkorrekturanpassung kann durch Berechnen eines Druckkorrekturfaktors basierend auf der Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors (iao2_o2) bezüglich des Nullpunkts (iao2_ref) des Sensors (das heißt, iao2_o2/iao2_ref) durchgeführt werden. Darüber hinaus kann ein Deltadruck basierend auf dem Bezugsdruck bestimmt werden, wobei der Deltadruck als TIP - iao2_ref_press berechnet wird. Hierin kann TIP gleich dem Aufladungsdruck sein. Bei Leerlaufbedingung werden der Bezugseinlasssauerstoff und der Bezugseinlassdruck bestimmt. Der Druckkorrekturfaktor bei einer gegebenen Druckbedingung wird als das Verhältnis des Einlasssauerstoffsensormesswerts zu der Bezugssauerstoffkonzentration berechnet (das heißt iao2_o2/iao2_ref). Dieser Korrekturfaktor wird als eine Beziehung zwischen dem Deltadruck und dem Bezugsdruck gelernt. Dadurch wird die Druckeingabe in die Beziehung auf den Bezugsdruck normalisiert.
  • Bei 518 umfasst die Routine Berechnen und Lernen des Nullpunkts des Einlasssauerstoffsensors. Dies kann zum Beispiel Durchführen einer RLS-Anpassung (RLS - Recursive Least Squares) für Druckkorrektur umfassen. Diese Korrektur kann bezeichnet werden als:
    • lao2_press_corr_new = a2*dp_corr2 + a1*dp_corr + a0, wobei a0, a1 und a2 Druckkorrekturkoeffizienten sind und dp_corr die Deltadruckkorrektur ist.
  • Nach dem Lernen des Nullpunkts kann ein AGR-Strom zur Kraftmaschine basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors unter AGR-Bedingungen, wie bei 9 ausgeführt, eingestellt werden. Dabei wird ein AGR-Strom zur Kraftmaschine basierend auf einer durch den Einlasssauerstoffsensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des gelernten Bezugspunkts und ferner basierend auf einer Änderung des Einlassdrucks bezüglich des Bezugseinlassdrucks eingestellt.
  • Bei 520 umfasst die Routine Diagnose eines AGR-Ventils basierend auf dem während SAS-Anpassung geschätzten Nullpunkt bezüglich eines während einer Leerlaufanpassung geschätzten Nullpunkts. Eine beispielhafte SAS-Anpassung wird in 4 beschrieben. Somit kann der während der Leerlaufanpassung gelernte Nullpunkt ein erster gelernter Bezugspunkt sein, während der während der SAS-Anpassung gelernte Nullpunkt ein zweiter gelernter Bezugspunkt sein kann (beide bei einem gegebenen Bezugseinlassdruck gelernt). Wie bei 6 ausgeführt, kann die Steuerung eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils basierend darauf, dass eine Differenz zwischen dem gelernten ersten Bezugspunkt und dem gelernten zweiten Bezugspunkt größer ist als eine Schwellenhöhe, anzeigen.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf 8 wird eine beispielhafte Routine 800 zur Korrektur einer Nennausgabe eines Einlasssauerstoffsensors bei Lernen des Nullpunkts basierend auf einer Umgebungsfeuchtigkeitsschätzung gezeigt. Die Routine gestattet, dass durch die Feuchtigkeit verdrängter Sauerstoff berücksichtigt wird.
  • Bei 802 umfasst die Routine Bestätigen, dass das Lernen des Nullpunkts aktiviert ist. Insbesondere kann bestätigt werden, dass entweder die Leerlaufanpassung oder die SAS-Anpassung des Einlasssauerstoffsensors durchgeführt wird, wie zuvor unter Bezugnahme auf die 4 - 5 besprochen.
  • Bei Bestätigung umfasst die Routine bei 804 Lernen eines Bezugspunkts für den Einlasssauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck. Dies umfasst Lernen einer Nennsauerstoffmenge basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors bei dem Bezugseinlassdruck unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen oder gewählten Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine. Somit ist der Bezugseinlassdruck ein Drosseleinlassdruck oder ein Einlasskrümmerdruck. Die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen umfassen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit einem Kraftmaschinenstart, einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Installation des Einlasssauerstoffsensors oder Installation eines Einlassdrucksensors, der zum Schätzen des Bezugseinlassdrucks konfiguriert ist. Die gewählten Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen umfassen eine Schubabschaltungsbedingung.
  • Bei 806 wird eine Einlasssauerstoffkonzentration basierend auf der Sensorausgabe geschätzt. Bei 808 wird Umgebungsfeuchtigkeit zum Beispiel über einen Einlasskrümmerfeuchtigkeitssensor (wie zum Beispiel den Sensor 173 von 1) geschätzt. Bei 810 umfasst die Routine Berechnen einer Menge an durch die geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff. Somit kann die Änderung der Sauerstoffkonzentration aufgrund von Feuchtigkeit gemäß folgender Gleichung definiert werden: O2MeasuredConcentration = 21% */1 + volume%gwater ,
    Figure DE102014220039B4_0002
    wobei O2MeasuredConcentration die gemessene Sauerstoffkonzentration mit Volumen-% Wasser(anteil)menge von Wasser in Luft (das heißt Feuchtigkeit) ist.
  • Bei 812 kann bestimmt werden, ob die Nennsauerstoffkonzentration basierend auf der Umgebungsfeuchtigkeit korrigiert werden soll, um trockene Bedingungen oder Standardfeuchtigkeitsbedingungen widerzuspiegeln. In einem Beispiel kann unter einer ersten Bedingung (bei 814) der Bezugspunkt auf trockene Bedingungen (Feuchtigkeit von null) kalibriert werden, wobei die Wirkung sämtlicher Feuchtigkeit aus der
  • Sauerstoffsensorausgabe eliminiert wird. In einem anderen Beispiel kann der Bezugspunkt unter einer zweiten Bedingung (bei 816) auf Standardfeuchtigkeitsbedingungen kalibriert werden, wobei die Wirkung von Feuchtigkeit auf die Sauerstoffsensorausgabe auf vordefinierte Feuchtigkeitsbedingungen korrigiert wird. Ein Beispiel für eine Standardfeuchtigkeitsbedingung kann eine Feuchtigkeit von 8g/kg oder 1,28% sein.
  • Wird eine Kalibrierung auf eine trockene Bedingung gewählt, dann umfasst die Routine bei 814 Korrigieren des gelernten Bezugspunkts durch Addieren der berechneten Sauerstoffmenge zu der gelernten Sauerstoffnennmenge. Dadurch wird der Bezugspunkt auf trockene Luftbedingungen (das heißt eine Feuchtigkeit von null) korrigiert, und die Wirkung sämtlicher Feuchtigkeit auf die Sauerstoffsensorausgabe wird eliminiert. Dann geht die Routine zu 820 über, um den Nullpunktwert in der Tabelle adaptiver Werte zu aktualisieren. Insbesondere wird der korrigierte Nullpunkt bezüglich des Einlassdruckbezugs gelernt und im Speicher der Steuerung gespeichert.
  • Wird eine Kalibrierung auf die Standardfeuchtigkeitsbedingung gewählt, dann umfasst die Routine bei 816 Korrigieren des gelernten Bezugspunkts durch Addieren der berechneten Sauerstoffmenge zu der gelernten Sauerstoffnennmenge, wie bei 814. Dann umfasst die Routine bei 818 nach der Korrektur des Bezugspunkts auf trockene Luft weiteres Kalibrieren des Bezugspunkts auf eine Standardfeuchtigkeitshöhe. In einem Beispiel beträgt die Standardfeuchtigkeitshöhe 1,2% Feuchtigkeit. Dann geht die Routine zu 520 über, um den Nullpunktwert in der Tabelle adaptiver Werte zu aktualisieren.
  • Somit wird der feuchtigkeitskorrigierte Nullpunkt dann zur Schätzung von AGR und Einstellung von AGR-Strom verwendet. Zum Beispiel kann die Steuerung anschließend (das heißt nach dem Lernen und unter Kraftmaschinennichtleerlaufbedingungen) AGR-Strom zu der Kraftmaschine basierend auf einer durch den Sensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des korrigierten Bezugspunkts und ferner basierend auf einer Änderung des Einlassdrucks gegenüber des Bezugseinlassdrucks einstellen.
  • In einem Beispiel kann der Einlasssauerstoffsensormesswert 19,5% Sauerstoff betragen, und die durch den Feuchtigkeitssensor geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit kann 30 g/kg Luft betragen. Der Feuchtigkeitsmesswert kann zu Molprozent Wasser gemäß der Berechnung 100*(30/1000)*29/18 = 4,83% umgewandelt werden, wobei 29 das Molekulargewicht von Luft ist und 18 das Molekulargewicht von Wasser ist. Die 4,83% Wasser verdrängen eine 4,83*21/100 = 1,01 % Sauerstoff entsprechende Sauerstoffmenge, wobei 21 der Messwert des Sauerstoffs der trockenen Luft ist. Der korrigierte Messwert für die trockene Luft des Einlasssauerstoffsensors wird dann als 19,5% (Einlassluftsensormesswert) + 1,01 % (Feuchtigkeitskorrekturfaktor) = 20,5% berechnet.
  • Als Alternative dazu wird der oben gelernte Messwert für den Sauerstoff der trockenen Luft weiter auf einen Standardfeuchtigkeitshöhensauerstoffmesswert eingestellt. Dabei werden die Informationen des Feuchtigkeitssensors zur Berechnung des Messwerts des Sauerstoffs der trockenen Luft verwendet, der dann mit der Sauerstoffmenge, die durch eine kalibrierbare Feuchtigkeitsmenge verdrängbar wäre, eingestellt wird. Auf das obige Beispiel Bezug nehmend, würde, wenn die kalibrierbare Feuchtigkeitsmenge 10g/kg Luft betrüge, der dieser Feuchtigkeitsmenge entsprechende Sauerstoff nur 0,34% betragen. Der Nenneinlasssauerstoffsensormesswert würde dann auf 20,5% (Messwert für trockene Luft) - 0,34% (verdrängter Sauerstoff für die kalibrierte Feuchtigkeitshöhe) = 20,16% eingestellt werden.
  • Als anderes Beispiel kann ein Kraftmaschinensystem eine Kraftmaschine umfassen, die einen Einlasskrümmer, einen eine Abgasturbine und einen Einlassverdichter enthaltenden Turbolader, einen stromabwärts des Verdichters gekoppelten Ladeluftkühler und einen an den Einlasskrümmer stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts einer Einlassdrossel gekoppelten Einlasssauerstoffsensor enthalten. Als Alternative dazu kann der Einlasssauerstoffsensor stromaufwärts des CAC positioniert sein, wenn die zur Kraftmaschine geführte Gesamt-ND-AGR-Konzentration gut vermischt ist. Ferner kann das Kraftmaschinensystem einen stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrossel an den Einlasskrümmer gekoppelten Drucksensor sowie einen stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrossel an den Einlasskrümmer gekoppelten Feuchtigkeitssensor enthalten. In der Kraftmaschine kann ein AGR-System enthalten sein, das einen AGR-Kanal und ein AGR-Ventil zum Zurückführen von Restabgasen von stromabwärts der Turbine zu stromaufwärts des Verdichters enthält. Eine Kraftmaschinensteuerung kann mit rechnerlesbaren Anweisungen zum: während eines ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit einem Kraftmaschinenstart Lernen einer Sauerstoffsensorausgabe und einer Feuchtigkeitssensorausgabe bei einem Bezugseinlassdruck und Einstellen der Sauerstoffsensorausgabe basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe konfiguriert sein. Unter anschließenden Kraftmaschinennichtleerlaufbedingungen kann die Steuerung dann zum Einstellen eine Öffnung des AGR-Ventils basierend auf einer durch den Einlasssauerstoffsensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich der Bezugssauerstoffsensorausgabe und ferner basierend auf einem Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks konfiguriert sein. Hierin umfasst das Einstellen der Sauerstoffsensorausgabe basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe unter einer ersten Bedingung bei Leerlauf Schätzen einer ersten Menge an durch Gesamtfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff basierend auf der
    Feuchtigkeitssensorausgabe und Einstellen (das heißt Erhöhen) der Bezugssauerstoffsensorausgabe entweder für trockene oder
    Standardfeuchtigkeitsbedingungen. Unter einer zweiten Bedingung, wie zum Beispiel Nichtleerlaufbedingungen, kann der Sauerstoffsensor im Vergleich dazu zuverlässig die Sauerstoffkonzentration vorhersagen und das zuvor für Teil-zu-Teil-Variationen, Änderung über die Zeit und variable Feuchtigkeitshöhen korrigierte AGR-Ventil einstellen.
  • Auf diese Weise kann eine Steuerung eine unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen bei einem Bezugseinlassdruck gelernte erste Nennausgabe eines Einlasssauerstoffsensors basierend auf einer gemessenen Umgebungsfeuchtigkeit korrigieren. Die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen umfassen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Kraftmaschinenstart, einen ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an die Installation des Einlasssauerstoffsensors und einen ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an die Installation eines Einlassdrucksensors. Dann kann die Steuerung AGR-Strom zur Kraftmaschine basierend auf einer beim zweiten Einlassdruck geschätzten zweiten Ausgabe des Sensors bezüglich der korrigierten ersten Ausgabe einstellen. Der AGR-Strom kann basierend auf dem zweiten Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks weiter eingestellt werden.
  • Die durch die Steuerung durchgeführte Korrektur kann Berechnen einer Menge an durch die geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff und Erhöhen der ersten Ausgabe, so dass sie die Menge an verdrängtem Sauerstoff einschließt, umfassen, wobei die erhöhte erste Ausgabe einen Sauerstoffgehalt für trockene Luft anzeigt. Auf diese Weise wird die Auswirkung sämtlicher Feuchtigkeit auf die Sauerstoffsensorausgabe eliminiert. Als Alternative dazu kann die Korrektur Einstellen der erhöhten ersten Ausgabe basierend auf einer Menge an verdrängbarem Sauerstoff um eine kalibrierte Feuchtigkeitshöhe umfassen, wobei die eingestellte Ausgabe einen Luftsauerstoffgehalt für kalibrierte Feuchtigkeit anzeigt. Auf diese Weise wird die Sauerstoffsensorausgabe auf eine Standardfeuchtigkeitshöhe kalibriert.
  • Die Steuerung kann den AGR-Strom durch Schätzen eines zugeführten AGR-Stroms basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten Ausgabe und der korrigierten ersten Ausgabe einstellen und eine Stellung eines AGR-Ventils basierend auf einer Differenz zwischen dem zugeführten AGR-Strom und einem Soll-AGR-Strom einstellen, wobei der Soll-AGR-Strom auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen basiert.
  • Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 600 zur Diagnose eines mit einem Niederdruck-AGR-System gekoppelten AGR-Ventils basierend auf während einer Leerlaufanpassung und einer SAS-Anpassung gelernten Einlasssauerstoffsensorbezugspunkten gezeigt. Das Verfahren gestattet das Identifizieren und Kompensieren eines AGR-Ventillecks.
  • Bei 602 umfasst die Routine Abrufen eines während einer ersten Leerlaufanpassung (ref_idie), wie zum Beispiel der Leerlaufanpassung von 4, gelernten ersten Bezugspunkts. Bei 604 umfasst die Routine Abrufen eines während einer SAS-Anpassung (ref_DFSO), wie zum Beispiel der SAS-Anpassung von 5, gelernten zweiten Bezugspunkts. Bei 606 können die beiden Bezugspunkte verglichen werden, und es kann bestimmt werden, ob es zwischen ihnen irgendwelche Diskrepanzen gibt. Insbesondere kann bestimmt werden, ob sich der erste Bezugspunkt in einem Schwellenbereich des zweiten Bezugspunkts befindet oder ob sie sich um mehr als ein Schwellenausmaß unterscheiden. Dann kann die Steuerung eine AGR-Ventilleckage basierend auf dem unter Kraftmaschinenleerlaufbedingungen gelernten ersten Bezugspunkt des Einlasssauerstoffsensors bezüglich des unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine gelernten zweiten Bezugspunkts des Sauerstoffsensors anzeigen. Insbesondere wird bei 610 eine AGR-Ventilleckage basierend darauf, dass eine Differenz zwischen dem ersten Bezugspunkt und dem zweiten Bezugspunkt größer ist als ein Schwellenwert, angezeigt. Die Steuerung kann die AGR-Ventilbeeinträchtigung durch Setzen eines Diagnosecodes anzeigen. Bei 608 wird hingegen keine AGR-Ventilleckage angezeigt, wenn die Differenz kleiner als der Schwellenwert ist.
  • Wie bei 9 besprochen, kann die auf eine Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors reagierende AGR-Steuerung basierend auf der Anzeige der AGR-Ventilleckage eingestellt werden. Als Reaktion auf die Anzeige, dass keine AGR-Ventilleckage vorliegt, kann das AGR-Ventil insbesondere basierend auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen vorwärtsgekoppelt eingestellt werden und basierend auf einer Ausgabe des Einlasskrümmersensors bezüglich des ersten oder zweiten Bezugspunkts rückgekoppelt eingestellt werden. Als Reaktion auf die Anzeige einer AGR-Ventilleckage kann die Steuerung hingegen die vorwärtsgekoppelte Einstellung des AGR-Ventils basierend auf den Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen weiterführen, kann aber die rückgekoppelte Einstellung des AGR-Ventils basierend auf der Ausgabe des Einlasskrümmersensors bezüglich des ersten oder zweiten Bezugspunkts beenden.
  • Wie hierin verwendet, umfasst die Anzeige einer AGR-Ventilbeeinträchtigung das Anzeigen einer Leckage eines mit einem Niederdruck-AGR-Kanal gekoppelten AGR-Ventils, das zum Zurückführen von Restabgasen von einem Auslasskrümmer stromabwärts einer Turbine zu einem Einlasskrümmer stromaufwärts eines Verdichters konfiguriert ist. Der Einlasssauerstoffsensor kann mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer stromaufwärts einer Einlassdrossel und entweder stromaufwärts oder stromabwärts eines Ladeluftkühlers gekoppelt sein, wobei der Kühler stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist. Hierin werden sowohl der erste als auch der zweite Bezugspunkt bei einem Bezugseinlassdruck gelernt, wobei der Bezugseinlassdruck durch einen mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer gekoppelten Einlassdrucksensor stromaufwärts der Einlassdrossel und stromabwärts des Ladeluftkühlers geschätzt wird.
  • Nunmehr auf 9 Bezug nehmend, zeigt Routine 900 ein beispielhaftes Verfahren zur Durchführung einer AGR-Steuerung unter Verwendung der Ausgabe eines Einlasskrümmersauerstoffsensors bezüglich eines während einer Leerlaufanpassung und/oder einer SAS-Anpassung gelernten Nullpunkts des Sensors. Ferner stellt das Verfahren die Vorwärtskopplungs-Rückkopplungskomponenten der AGR-Steuerung basierend auf einer Anzeige einer AGR-Ventilbeeinträchtigung ein.
  • Bei 902 wird die Ausgabe eines Einlasskrümmersauerstoffsensors empfangen. Ein Einlassdruck, bei dem die Ausgabe empfangen wurde, wird auch aufgezeichnet, da die Ausgabe durch den Einlassdruck beeinflusst wird. Bei 904 wird eine Druckkorrektur der Ausgabe basierend auf dem Einlassdruck, bei dem die Sensorausgabe abgegriffen wurde, bezüglich eines Bezugseinlassdrucks durchgeführt. Des Weiteren wird bei 904 eine Differenz zwischen der druckkorrigierten Sauerstoffausgabe und dem Nullpunkt des Sauerstoffsensors gelernt. Somit erhöht sich mit Zunahme einer Menge an AGR-Strom Abgasverdünnung der Einlassluft, wodurch die in der Einlassluft zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge reduziert wird und dadurch die Ausgabe des Einlasssensors reduziert wird. Die AGR-Verdünnung kann als ein durch den Einlasssauerstoffsensor erfasster Tropfen in der Sauerstoffkonzentration widergespiegelt werden.
  • Somit kann bei 906 eine Änderung der Sauerstoffkonzentration basierend auf der bestimmten Differenz zwischen der Sauerstoffsensorausgabe bezüglich des Nullpunkts bestimmt werden. Bei 908 wird ein Ausmaß von AGR-Verdünnung der Einlassluft basierend auf der Änderung der Sauerstoffkonzentration bestimmt. Bei 910 wird ein AGR-Strom basierend auf der bestimmten AGR-Verdünnung und der Soll-AGR gesteuert. Wie hierin verwendet, kann der AGR-Strom ein Niederdruck-AGR-Strom entlang einem AGR-Kanal von einem Auslasskrümmer stromabwärts einer Abgasturbine zu einem Einlasskrümmer stromaufwärts eines Einlassverdichters über ein AGR-Ventil sein. Beispiels-weise kann die AGR basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen mit einer festen Rate oder variablen Rate bereitgestellt werden. Beispielsweise kann bei allen Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen von einer mittleren Last bis hinab zu einer minimalen Last Niederdruck-AGR mit einer festen Rate bezüglich des Einlassluftstroms (das heißt bei einem festen AGR-Prozentanteil) zugeführt werden. Bei Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen über einer mittleren Last kann hingegen Niederdruck-AGR mit einer variablen Rate bezüglich des Einlassluftstroms (das heißt bei einem variablen AGR-Prozentanteil) zugeführt werden.
  • Das Steuern des AGR-Stroms umfasst bei 911 das vorwärtsgekoppelte Einstellen des AGR-Ventils basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Drehzahl-Last-Bedingungen. Unter Bedingungen einer höheren Kraftmaschinen-Drehzahl-Last kann zum Beispiel eine Öffnung des AGR-Ventils vergrößert werden, während unter Bedingungen einer niedrigeren Kraftmaschinen-Drehzahl-Last die Öffnung des AGR-Ventils verkleinert werden kann. Darüber hinaus umfasst das Steuern bei 912 das rückgekoppelte Einstellen des AGR-Ventils basierend auf dem berechneten AGR-Strom bezüglich eines Soll-AGR-Stroms. Wenn der durch den Einlasssauerstoffsensor geschätzte Iststrom zum Beispiel den Soll- oder erwarteten Strom übersteigt, kann die AGR-Ventilöffnung verkleinert werden. Wenn der durch den Einlasssauerstoffsensor geschätzte Iststrom als anderes Beispiel unter dem Soll- oder erwarteten Strom liegt, kann die AGR-Ventilöffnung vergrößert werden.
  • Bei 914 kann bestimmt werden, ob eine Anzeige einer AGR-Ventilleckage vorliegt. Wie bei 6 ausgeführt, kann eine AGR-Ventilleckage basierend auf Abweichungen zwischen einem unter Verwendung der Leerlaufanpassung gelernten Sauerstoffsensornullpunkt und einem unter Verwendung der SAS-Anpassung gelernten Nullpunkt identifiziert werden. Wird keine AGR-Ventilleckage identifiziert, kann die Routine enden. Ansonsten kann die Steuerung bei 916 als Reaktion auf die Anzeige einer AGR-Ventilleckage die rückgekoppelte Einstellung des AGR-Ventils basierend auf der Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors beenden und zeitweise zur Verwendung von nur vorwärtsgekoppelter Steuerung des AGR-Ventils wechseln. Bei anderen Ausführungsformen kann AGR als Reaktion auf die Anzeige einer AGR-Ventilleckage vorübergehend deaktiviert werden, oder es kann ein Diagnose-Flag gesetzt werden.
  • Mit anderen Worten wird das AGR-Ventil als Reaktion auf die Anzeige, dass keine AGR-Ventilleckage vorliegt, basierend auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen vorwärtsgekoppelt eingestellt und basierend auf einer Ausgabe des Einlasskrümmersensors bezüglich des ersten und/oder zweiten Bezugspunkts, der während Leerlauf- bzw. SAS-Anpassung gelernt wird, rückgekoppelt eingestellt. Als Reaktion auf die Anzeige einer AGR-Ventilleckage wird das AGR-Ventil hingegen basierend auf den Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen nur vorwärtsgekoppelt eingestellt, während eine rückgekoppelte Einstellung des AGR-Ventils basierend auf der Ausgabe des Einlasskrümmersensors bezüglich des ersten und/oder zweiten Bezugspunkts beendet wird. Dies gestattet eine Verbesserung der AGR-Steuerung, wenn eine AGR-Ventilleckage bekannt ist.
  • In einem Beispiel umfasst ein Kraftmaschinensystem eine einen Einlasskrümmer enthaltenden Kraftmaschine, einen eine Abgasturbine und einen Einlassverdichter enthaltenden Turbolader, einen stromabwärts des Verdichters gekoppelten Ladeluftkühler und einen stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts einer Einlassdrossel an den Einlasskrümmer gekoppelten Einlasssauerstoffsensor. Ein Drucksensor kann stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrossel an den Einlasskrümmer gekoppelt sein. Ferner kann die Kraftmaschine ein AGR-System umfassen, das einen AGR-Kanal und ein AGR-Ventil zum Zurückführen von Restabgasen von stromabwärts der Turbine zu stromaufwärts des Verdichters enthält. Eine Steuerung des Kraftmaschinensystems kann mit rechnerlesbaren Anweisungen zum: während eines ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit einem Kraftmaschinenstart Lernen eines Bezugspunkts für den Sauerstoffsensor bei einem Bezugseinlassdruck und Einstellen des AGR-Ventils basierend auf einer durch den Sensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des gelernten Bezugspunkts und ferner basierend auf einem Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks konfiguriert sein. Zusätzlich oder wahlweise kann die Steuerung unter einer Schubabschaltungsbedingung einem Bezugspunkt für den Sauerstoffsensor beim Bezugseinlassdruck lernen und eine Öffnung des AGR-Ventils basierend auf einer durch den Sensor geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des gelernten Bezugspunkts und ferner basierend auf einem Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks einstellen. Ferner kann das Kraftmaschinensystem einen Feuchtigkeitssensor zum Schätzen einer Umgebungsfeuchtigkeit umfassen, wobei die Steuerung dann die Öffnung des AGR-Ventils basierend auf einer Umgebungsfeuchtigkeit bezüglich einer Bezugsfeuchtigkeitshöhe wieder einstellt. Die Steuerung kann ferner eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils basierend auf Differenzen zwischen den unter der Leerlaufbedingung gelernten Bezugspunkten bezüglich der SAS-Bedingung bestimmen.
  • Auf diese Weise kann eine Beziehung zwischen einem Einlasssauerstoffsensor und einem Einlassdrucksensor unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen gelernt werden, und ein AGR-Strom kann basierend auf einer Änderung der Ausgabe des Sauerstoffsensors unabhängig von der Genauigkeit entweder des Sauerstoffsensors oder des Drucksensors gelernt werden. Durch Einstellen der Ausgabe eines Sauerstoffsensors basierend auf einer durch einen Einlassfeuchtigkeitssensor geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit kann die Verdrängung des Einlasssauerstoffs durch Feuchtigkeit genau geschätzt und berücksichtigt werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Nullpunktmesswerts des Sauerstoffsensors verbessert wird. Durch Durchführen des Lernens unter Leerlaufbedingungen werden Rauschfaktoren aufgrund von Einlass von PCV- und Spül-HCs, Einlassdruckänderungen, Sensoralterung sowie Teil-zu-Teil-Variationen reduziert. Indem das Lernen auch unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine, wie zum Beispiel eine SAS, durchgeführt wird, werden Rauschfaktoren aufgrund von AGR-Ventilleckage reduziert. Durch Erhöhen der Genauigkeit des Nullpunktmesswerts des Sauerstoffsensors kann AGR zuverlässiger geschätzt werden, wodurch die AGR-Steuerung verbessert wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie beispielsweise ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern lediglich zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der bestimmten Strategie, die verwendet wird, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in nicht-flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code grafisch darstellen.
  • Es versteht sich von selbst, dass die hierin beschriebenen Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne auszulegen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, 1-3-, 1-4-, 1-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart werden.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer derartiger Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften werden möglicherweise durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
  • Bezugszeichenliste
  • 4 Nullpunkt bei Leerlauf
    • 402
    Kraftmaschinenbetriebsbedingungen schätzen und/oder messen
    404
    Wurde neuer IAO2- oder neuer P-Sensor installiert?
    405
    Gelernte adaptive Tabellenwerte zurücksetzen
    406
    Erster Leerlauf seit Kraftmaschinenstart?
    407
    Adaptive Tabellenwerte nicht aktualisieren
    408
    Sauerstoffsensorausgabe bei Leerlauf für gegebenes Sensoralter lernen. Bezugsdruck, bei dem Sauerstoffsensorausgabe gelernt wurde, aufzeichnen.
    410
    Sauerstoffsensorausgabe für Feuchtigkeit korrigieren (8)
    412
    Leerlaufanpassung beendet?
    414
    Druckkorrekturfaktor basierend auf Bezugsdruck berechnen
    416
    Druckkorrektur für Sauerstoffsensorausgabe durchführen
    418
    Nullpunkt von IAO2-Sensor berechnen und lernen (Leerlaufanpassung)
    420
    AGR-Ventil-Diagnose basierend auf gelerntem Leerlaufanpassungsnullpunkt vom IAO2-Sensor und SAS-gelerntem Nullpunkt (5) vom IAO2-Sensor (6).
  • 5 Nullpunkt bei SAS
    • 502
    Kraftmaschinenbetriebsbedingungen schätzen und/oder messen
    504
    Wurde neuer IAO2- oder neuer P-Sensor installiert?
    505
    Gelernte adaptive Tabellenwerte zurücksetzen
    506
    SAS-Bedingungen?
    507
    Adaptive Tabellenwerte nicht aktualisieren
    508
    Sauerstoffsensorausgabe bei Leerlauf lernen. Bezugsdruck, bei dem Sauerstoffsensorausgabe gelernt wurde, aufzeichnen.
    510
    Sauerstoffsensorausgabe für Feuchtigkeit korrigieren (8)
    512
    SAS-Anpassung beendet?
    514
    Druckkorrekturfaktor basierend auf Bezugsdruck berechnen
    516
    Druckkorrektur für Sauerstoffsensorausgabe durchführen
    518
    Nullpunkt von IAO2-Sensor berechnen und lernen (Leerlaufanpassung)
    520
    AGR-Ventil-Diagnose basierend auf gelerntem Leerlaufanpassungsnullpunkt vom IAO2-Sensor (4) und SAS-gelerntem Nullpunkt vom IAO2-Sensor (6).
  • 6
    • 602
    Während Leerlaufanpassung gelernten Bezugsnullpunkt (ref_idle) abrufen
    604
    Während SAS-Anpassung gelernten Bezugsnullpunkt (ref_DFSO) abrufen
    606
    Ref_DFSO innerhalb von Ref_idle-Bereich?
    608
    Keine ND-AGR-Ventilleckage bestimmt
    610
    ND-AGR-Ventilleckage bestimmt. Diagnosecode setzen.
  • 8
    • 802
    Lernen des Nullpunkts aktiviert?
    804
    Sauerstoffsensorausgabe und Bezugseinlassdruck lernen
    806
    Einlasssauerstoffkonzentration basierend auf gelernter Sensorausgabe schätzen
    808
    Umgebungsfeuchtigkeit schätzen
    810
    Menge an durch geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff berechnen
    812
    Korrektur für trockene Bedingung oder Standardfeuchtigkeit erwünscht?
    814
    Nullpunkt durch Addieren der Menge an verdrängtem Sauerstoff zu geschätzter Einlasssauerstoffkonzentration korrigieren
    816
    Addieren der Menge an verdrängtem Sauerstoff zu geschätzter Einlasssauerstoffkonzentration
    818
    Geschätzte Einlasssauerstoffkonzentration basierend auf durch kalibrierte Feuchtigkeitsmenge verdrängbarer Sauerstoffmenge weiter einstellen
    820
    Nullpunktwertetabelle aktualisieren
  • 9
    • 902
    Ausgabe von Einlasssauerstoffsensor empfangen. Einlassdruck aufzeichnen
    904
    Differenz zwischen empfangener Ausgabe und Sauerstoffsensornullpunkt bei Korrektur auf Druckdifferenz vom Bezugsdruck bestimmen
    906
    Änderung der Sauerstoffkonzentration basierend auf bestimmter Differenz berechnen
    908
    AGR basierend auf Änderung der Sauerstoffkonzentration berechnen
    910
    AGR-Strom basierend auf berechneter AGR einstellen
    911
    AGR-Ventil basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen vorwärtsgekoppelt einstellen
    912
    AGR-Ventil basierend auf berechneter AGR bezüglich Soll-AGR rückgekoppelt einstellen
    914
    AGR-Ventilleck?
    916
    Rückgekoppelte Einstellung von AGR-Strom beenden und nur vorwärtsgekoppelte Steuerung von AGR-Strom verwenden

Claims (19)

  1. Verfahren für eine Kraftmaschine (10), umfassend: Schätzen einer Umgebungsfeuchtigkeit durch einen Einlassfeuchtigkeitssensor (173) bei Lernen eines Bezugspunkts für einen Einlasssauerstoffsensor (172) bei einem Bezugseinlassdruck, wobei der Bezugspunkt einem Messwert eines Sauerstoffsensors entspricht, wenn kein AGR vorhanden ist; Korrigieren des gelernten Bezugspunkts basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit; und Anpassen einer AGR-Ventilöffnung basierend auf der Korrektur, wobei das Lernen des Bezugspunkts Lernen einer Nennsauerstoffmenge basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors (172) beim Bezugseinlassdruck unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen oder gewählten Kraftmaschinennichtkraftstoffzufuhrbedingungen umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Korrigieren des gelernten Bezugspunkts basierend auf der geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit Berechnen einer Menge an durch die geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff und Addieren der berechneten Sauerstoffmenge zu der gelernten Nennsauerstoffmenge zum Korrigieren des Bezugspunkts auf Trockenluft umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Korrigieren ferner Kalibrieren des Bezugspunkts auf eine Standardfeuchtigkeitshöhe nach dem Korrigieren des Bezugspunkts auf Trockenluft umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Einstellen eines AGR-Stroms zur Kraftmaschine (10) basierend auf einer durch den Einlasssauerstoffsensor (172) geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich des korrigierten Bezugspunkts und ferner basierend auf einer Änderung des Einlassdrucks bezüglich des Bezugseinlassdrucks.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Bezugseinlassdruck ein Drosseleinlassdruck oder ein Einlasskrümmerdruck ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Kraftmaschinenstart umfassen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Installation des Einlasssauerstoffsensors (172) oder Installation eines Einlassdrucksensors (174), der zum Schätzen des Bezugseinlassdrucks konfiguriert ist, umfassen.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gewählten Kraftmaschinennichtkraftstoffzufuhrbedingungen eine Schubabschaltungsbedingung umfassen.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen des AGR-Stroms zur Kraftmaschine (10) ein Einstellen von Niederdruck-AGR-Strom entlang einem AGR-Kanal von einem Auslasskrümmer stromabwärts einer Abgasturbine (124, 134) zu einem Einlasskrümmer (160) stromaufwärts eines Einlassverdichters (122, 132) über das AGR-Ventil (204) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei sowohl der Einlasssauerstoffsensor (172) als auch der Feuchtigkeitssensor (173) stromabwärts eines Ausgangs des AGR-Kanals positioniert sind.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sowohl der Feuchtigkeitssensor (173) als auch der Sauerstoffsensor (172) stromaufwärts einer Einlassdrossel (158) und stromabwärts eines Ladeluftkühlers (154) in einem Kraftmaschineneinlasskrümmer positioniert sind.
  12. Verfahren für eine Kraftmaschine (10), umfassend: Korrigieren einer unter gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen bei einem Bezugseinlassdruck gelernten ersten Nennausgabe eines Einlasssauerstoffsensors (172) basierend auf einer durch einen Einlassfeuchtigkeitssensor (173) geschätzten Umgebungsfeuchtigkeit; und Einstellen des AGR-Stroms zu der Kraftmaschine (10) durch Anpassen einer AGR-Ventilöffnung basierend auf einer bei einem zweiten Einlassdruck geschätzten zweiten Ausgabe des Sauerstoffsensors (172) bezüglich der korrigierten ersten Ausgabe.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der AGR-Strom basierend auf dem zweiten Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks weiter eingestellt wird und wobei die gewählten Kraftmaschinenleerlaufbedingungen einen ersten Kraftmaschinenleerlauf seit Kraftmaschinenstart, einen ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an die Installation des Einlasssauerstoffsensors (172) oder einen ersten Kraftmaschinenleerlauf im Anschluss an die Installation eines Einlassdrucksensors (174) umfassen.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Korrigieren Berechnen einer Menge an durch die geschätzte Umgebungsfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff; und Erhöhen der ersten Ausgabe derart, dass sie die Menge an verdrängtem Sauerstoff umfasst, wobei die erhöhte erste Ausgabe einen Trockenluftsauerstoffgehalt anzeigt, umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Korrigieren ferner Einstellen der erhöhten ersten Ausgabe basierend auf einer Menge an durch eine kalibrierte Feuchtigkeitshöhe verdrängbarem Sauerstoff, wobei die eingestellte Ausgabe einen Luftsauerstoffgehalt mit kalibrierter Feuchtigkeit anzeigt, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einstellen des AGR-Stroms Schätzen eines zugeführten AGR-Stroms basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten Ausgabe und der korrigierten ersten Ausgabe und Einstellen einer Stellung eines AGR-Ventils (204, 210) basierend auf einer Differenz zwischen dem zugeführten AGR-Strom und einem Soll-AGR-Strom umfasst, wobei der Soll-AGR-Strom auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen basiert.
  17. Kraftmaschinensystem (100), umfassend: eine einen Einlasskrümmer (160) enthaltende Kraftmaschine (10); einen eine Abgasturbine (124, 134) und einen Einlassverdichter (122, 132) enthaltenden Turbolader (120, 130); einen stromabwärts des Verdichters (122, 132) gekoppelten Ladeluftkühler (154); einen stromabwärts des Ladeluftkühlers (154) und stromaufwärts einer Einlassdrossel (158) an den Einlasskrümmer (160) gekoppelten Einlasssauerstoffsensor (172); einen stromabwärts des Ladeluftkühlers (154) und stromaufwärts der Einlassdrossel (158) an den Einlasskrümmer (160) gekoppelten Drucksensor (174); einen an den Einlasskrümmer (160) stromabwärts des Ladeluftkühlers (154) und stromaufwärts der Einlassdrossel (158) gekoppelten Feuchtigkeitssensor (173); ein einen AGR-Kanal und ein AGR-Ventil (204) zum Zurückführen von Restabgasen von stromabwärts der Turbine (124, 134) zu stromaufwärts des Verdichters (122, 132) enthaltendes AGR-System; und eine Steuerung (12) mit rechnerlesbaren Anweisungen zum: während eines ersten Kraftmaschinenleerlaufs seit einem Kraftmaschinenstart Lernen einer Sauerstoffsensorausgabe und einer Feuchtigkeitssensorausgabe bei einem Bezugseinlassdruck; und Einstellen der Sauerstoffsensorausgabe basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe; und unter anschließenden Kraftmaschinennichtleerlaufbedingungen, Einstellen einer Öffnung des AGR-Ventils (204) basierend auf einer durch den Einlasssauerstoffsensor (172) geschätzten Einlasssauerstoffkonzentration bezüglich der erhöhten Sauerstoffsensorausgabe und ferner basierend auf einem Einlassdruck bezüglich des Bezugseinlassdrucks.
  18. System (100) nach Anspruch 17, wobei das Erhöhen der Sauerstoffsensorausgabe basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe Folgendes umfasst: unter einer ersten Bedingung Schätzen einer ersten Menge an durch Gesamtfeuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe und Erhöhen der Sauerstoffsensorausgabe um die erste Sauerstoffmenge; und unter einer zweiten Bedingung Schätzen einer zweiten Menge an durch eine kalibrierte Feuchtigkeit verdrängtem Sauerstoff basierend auf der Feuchtigkeitssensorausgabe, wobei die Sauerstoffsensorausgabe um die zweite Sauerstoffmenge verringert wird.
  19. System (100) nach Anspruch 18, wobei die erste Bedingung umfasst, dass Umgebungsfeuchtigkeit höher als eine Schwellenfeuchtigkeitshöhe ist, und wobei die zweite Bedingung umfasst, dass Umgebungsfeuchtigkeit geringer als die Schwellenfeuchtigkeitshöhe ist.
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