DE102015015869A1 - System und Verfahren zur Schätzung der Abgasrückführung mit zwei Einlasssauerstoffsensoren - Google Patents

System und Verfahren zur Schätzung der Abgasrückführung mit zwei Einlasssauerstoffsensoren Download PDF

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Timothy Joseph Clark
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Schätzen der Abgasrückführungsströmung (AGR-Strömung) basierend auf den Ausgaben von zwei verschiedenen Einlasssauerstoffsensoren, die in einem Einlasssystem der Kraftmaschine angeordnet sind, bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Einstellen der Abgasrückführung (AGR) basierend auf einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors, der in einem Einlasskanal positioniert und den AGR-Gasen ausgesetzt ist, und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors, der den AGR-Gasen nicht ausgesetzt ist und der den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung und der Entleerungsströmung ausgesetzt ist, enthalten, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist. Die AGR-Strömung kann z. B. basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe geschätzt werden.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Gasbestandteilsensor, der in einem Einlasssystem einer Brennkraftmaschine enthalten ist.
  • Hintergrund/Zusammenfassung
  • Kraftmaschinensysteme können die Rückführung von Abgas von einem Kraftmaschinen-Auslasssystem zu einem Kraftmaschinen-Einlasssystem (einem Einlasskanal) verwenden, ein Prozess, der als Abgasrückführung (AGR) bezeichnet wird, um die geregelten Emissionen zu verringern und/oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Ein AGR-System kann verschiedene Sensoren enthalten, um die AGR zu messen und/oder zu steuern. Als ein Beispiel kann das AGR-System einen Einlass-Gasbestandteilsensor, wie z. B. einen Sauerstoffsensor, enthalten, der während der Nicht-AGR-Bedingungen verwendet werden kann, um den Sauerstoffgehalt der frischen Einlassluft zu bestimmen. Während der AGR-Bedingungen kann der Sensor verwendet werden, um die AGR basierend auf einer Änderung der Sauerstoffkonzentration aufgrund der Hinzufügung der AGR als ein Verdünnungsmittel zu folgern. Ein Beispiel eines derartigen Einlasssauerstoffsensors ist durch Matsubara u. a. in US 6.742.379 gezeigt. Das AGR-System kann zusätzlich oder optional einen Abgassauerstoffsensor enthalten, der an den Auslasskrümmer gekoppelt ist, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung zu schätzen.
  • Aufgrund des Ortes des Sauerstoffsensors stromabwärts eines Ladeluftkühlers in dem Hochdruck-Luftansaugsystem kann der Sensor als solcher gegen das Vorhandensein von Kraftstoffdampf und anderen Reduktionsmitteln und Oxidationsmitteln, wie z. B. Ölnebel, empfindlich sein. Während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine kann z. B. Entleerungsluft an einem Ort des Kompressoreinlasses empfangen werden. Die von der Entleerungsluft, der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und/oder der fetten AGR aufgenommenen Kohlenwasserstoffe können Sauerstoff auf der katalytischen Oberfläche des Sensors verbrauchen und die durch den Sensor detektierte Sauerstoffkonzentration verringern. In einigen Fällen können die Reduktionsmittel außerdem mit dem Abtastelement des Sauerstoffsensors reagieren. Die Verringerung des Sauerstoffs an dem Sensor kann falsch als ein Verdünnungsmittel interpretiert werden, wenn die Änderung des Sauerstoffs verwendet wird, um die AGR zu schätzen. Folglich können die Sensormessungen durch die verschiedenen Empfindlichkeiten durcheinandergebracht werden, wobei die Genauigkeit des Sensors und folglich die Messung und/oder die Steuerung der AGR verringert sein können.
  • In einem Beispiel können einige der obigen Probleme durch ein Verfahren für eine Kraftmaschine behandelt werden, das Folgendes umfasst: während des aufgeladenen Betriebs Einstellen der Abgasrückführung (AGR) basierend auf einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors, der in einem Einlasskanal positioniert und den AGR-Gasen ausgesetzt ist, und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors, der den AGR-Gasen nicht ausgesetzt ist und der den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung und der Entleerungsströmung ausgesetzt ist. In dieser Weise kann der Wirkung der Entleerungs- und PCV-Kohlenwasserstoffe auf die Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors Rechnung getragen werden, wobei sie verwendet werden kann, um unter Verwendung von zwei Einlasssauerstoffsensoren eine genauere AGR-Schätzung zu bestimmen.
  • Der erste Sauerstoffsensor kann z. B. in einem Einlasskanal der Kraftmaschine stromabwärts des Orts, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, positioniert sein. Der zweite Sauerstoffsensor kann in dem Einlasskanal stromaufwärts des Ortes, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, und stromabwärts des Ortes, an dem die Kohlenwasserstoffe der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Entleerungsströmung während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine in den Einlasskanal eintreten, positioniert sein. Der erste Einlasssauerstoffsensor als solcher kann den Kohlenwasserstoffen sowohl der AGR-Strömung als auch der Entleerungs- und der PCV-Strömung ausgesetzt sein, während der zweite Sauerstoffsensor nur den Kohlenwasserstoffen der Entleerungs- und der PCV-Strömung ausgesetzt sein kann, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist. Die AGR kann dann basierend auf einem Unterschied zwischen einer ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors geschätzt werden. Ein Controller kann dann die AGR basierend auf der geschätzten AGR einstellen. Indem ein Unterschied zwischen den beiden Sauerstoffsensorausgaben ermittelt wird, kann die Wirkung der Entleerungs- und der PCV-Kohlenwasserstoffe auf die erste Ausgabe entfernt werden, wobei dadurch eine Genauigkeit der AGR-Schätzung und der resultierenden AGR-Steuerung vergrößert wird.
  • Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1–2 sind schematische graphische Darstellungen eines Kraftmaschinensystems.
  • 3 ist eine graphische Darstellung, die die Auswirkung der Entleerungs- und der PCV-Luft auf die durch einen Einlasskrümmer-Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration darstellt.
  • 4 ist ein Ablaufplan zum Einstellen des AGR-Betriebs basierend auf einer Änderung des durch zwei Sauerstoffsensoren gemessenen Einlasssauerstoffs.
  • 5 ist eine graphische Darstellung, die die Änderungen der Ausgaben der beiden Einlasssauerstoffsensoren in Reaktion auf die Änderungen der Entleerungs-, der PCV- und der AGR-Strömung darstellt.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Schätzen der Abgasrückführungsströmung (AGR-Strömung) während der Bedingungen einer aufgeladenen und einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine. Wie in den 1–2 gezeigt ist, kann eine Kraftmaschine mit Turbolader einen Einlasssauerstoffsensor, der sich in einem Einlasskanal der Kraftmaschine befindet, und ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (Niederdruck-AGR-System), um die Abgase zu dem Einlasskanal zurückzuführen, enthalten. Während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine kann der Sauerstoffsensor verwendet werden, um die AGR-Strömung durch das Vergleichen der Sauerstoffkonzentrationen des Sauerstoffsensors mit den Schätzungen, die ausgeführt wurden, als die AGR abgesperrt war, zu schätzen. Während der aufgeladenen Bedingungen, wenn die Entleerungsgase (z. B. die Gase der Kraftstoffkanister-Entleerungsströmung) und die Kurbelgehäuseentlüftungsgase (PCV-Gase) an dem Sauerstoffsensor vorbeigehen, können jedoch die Ausgaben des Sauerstoffsensors durch die zusätzlichen Kohlenwasserstoffe in den Entleerungs- und PCV-Gasen verfälscht sein. Wie in 3 gezeigt ist, können die erhöhten Entleerungs- und PCV-Gase während der aufgeladenen Bedingungen zu Schätzungen einer verringerten Sauerstoffkonzentration von dem Sauerstoffsensor führen. Im Ergebnis kann die Menge der AGR-Strömung überschätzt werden. Deshalb kann ein zweiter Sauerstoffsensor, wie in den 1–2 gezeigt ist, in das Kraftmaschinensystem aufgenommen und so positioniert sein, dass er während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine keine AGR-Gase empfängt, sondern die Entleerungs- und die PCV-Gase empfangen kann. 5 zeigt, wie die durch die beiden Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffkonzentrationen sowohl unter den aufgeladenen als auch unter den nicht aufgeladenen Bedingungen durch die Entleerungs-, die PCV- und die AGR-Strömung beeinflusst werden können. Irgendwelche Unterschiede zwischen den Sauerstoffkonzentrationen, die durch die beiden verschieden angeordneten Sauerstoffsensoren geschätzt werden, können verwendet werden, um eine Menge der AGR-Strömung während der Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine zu folgern, wie in dem Verfahren nach 4 beschrieben ist. Alternativ kann während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine der erste Sauerstoffsensor ausschließlich verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen, wie früher beschrieben worden ist.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftmaschinensystems 100 mit Turbolader, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 und die Zwillingsturbolader 120 und 130 enthält. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Kraftmaschinensystem 100 als ein Teil eines Antriebssystems für ein Passagierfahrzeug enthalten sein. Das Kraftmaschinensystem 100 kann Einlassluft über einen Einlasskanal 140 empfangen. Der Einlasskanal 140 kann einen Luftfilter 156 und eine AGR-Drosselklappe 230 enthalten. Das Kraftmaschinensystem 100 kann ein geteiltes Kraftmaschinensystem sein, wobei der Einlasskanal 140 stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 in einen ersten und einen zweiten parallelen Einlasskanal verzweigt ist, wobei jeder einen Turbolader-Kompressor enthält. Spezifisch wird wenigstens ein Anteil der Einlassluft über einen ersten parallelen Einlasskanal 142 zu dem Kompressor 122 des Turboladers 120 geleitet, während wenigstens ein weiterer Anteil der Einlassluft über einen zweiten parallelen Einlasskanal 144 des Einlasskanals 140 zu dem Kompressor 132 des Turboladers 130 geleitet wird.
  • Der erste Anteil der Gesamt-Einlassluft, der durch den Kompressor 122 komprimiert wird, kann über einen ersten parallelen verzweigten Einlasskanal 146 dem Einlasskrümmer 160 zugeführt werden. In dieser Weise bilden die Einlasskanäle 142 und 146 einen ersten parallelen Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Ähnlich kann ein zweiter Anteil der Gesamt-Einlassluft über den Kompressor 132 komprimiert werden, wobei er über einen zweiten parallelen verzweigten Einlasskanal 148 dem Einlasskrümmer 160 zugeführt werden kann. Folglich bilden die Einlasskanäle 144 und 148 einen zweiten parallelen Zweig des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Wie in 1 gezeigt ist, kann die Einlassluft von den Einlasskanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 wieder vereinigt werden, bevor sie den Einlasskrümmer 160 erreicht, wo die Einlassluft der Kraftmaschine bereitgestellt werden kann.
  • Eine erste AGR-Drosselklappe 230 kann in dem Kraftmaschineneinlass stromaufwärts des ersten und des zweiten parallelen Einlasskanals 142 und 144 positioniert sein, während eine zweite Lufteinlass-Drosselklappe 158 in dem Kraftmaschineneinlass stromabwärts des ersten und des zweiten parallelen Einlasskanals 142 und 144 und stromabwärts des ersten und des zweiten parallelen verzweigten Einlasskanals 146 und 148, z. B. in dem gemeinsamen Einlasskanal 149, positioniert sein kann.
  • In einigen Beispielen kann der Einlasskrümmer 160 einen Einlasskrümmer-Drucksensor 182 zum Schätzen eines Krümmerdrucks (MAP) und/oder einen Einlasskrümmer-Temperatursensor 183 zum Schätzen einer Krümmerlufttemperatur (MCT) enthalten, wobei jeder mit dem Controller 12 in Verbindung steht. Der Einlasskanal 149 kann einen Ladeluftkühler (CAC) 154 und/oder eine Drosselklappe (wie z. B. eine zweite Drosselklappe 158) enthalten. Die Position der Drosselklappe 158 kann durch das Steuersystem über einen (nicht gezeigten) Drosselklappenaktuator eingestellt werden, der kommunikationstechnisch an den Controller 12 gekoppelt ist. Ein Antipumpventil 152 kann bereitgestellt sein, um die Kompressorstufen der Turbolader 120 und 130 über einen Umgehungskanal 150 selektiv zu umgehen. Als ein Beispiel kann das Antipumpventil 152 offen sein, um die Strömung durch den Umgehungskanal 150 zu ermöglichen, wenn der Druck der Einlassluft stromabwärts der Kompressoren einen Schwellenwert erreicht.
  • Der Einlasskrümmer 160 kann ferner einen Einlassgas-Sauerstoffsensor 172 (der hier außerdem als ein AGR-Sauerstoffsensor oder ein Einlasssauerstoffsensor bezeichnet wird) enthalten. In einem Beispiel ist der Sauerstoffsensor ein UEGO-Sensor. Wie hier ausgearbeitet ist, kann der Einlassgas-Sauerstoffsensor konfiguriert sein, eine Schätzung hinsichtlich des Sauerstoffgehalts der im Einlasskrümmer empfangenen frischen Luft bereitzustellen. Spezifisch kann der Sauerstoffsensor durch das Anlegen einer Bezugsspannung und das Schätzen einer Sauerstoffkonzentration basierend auf einem durch die angelegte Spannung erzeugten Pumpstrom arbeiten. In dem dargestellten Beispiel ist der Sauerstoffsensor 172 stromaufwärts der Drosselklappe 158 und stromabwärts des Ladeluftkühlers 154 positioniert. In alternativen Ausführungsformen kann der Sauerstoffsensor jedoch stromaufwärts des CAC positioniert sein. Ferner ist der Einlasssauerstoffsensor 172 in einem gemeinsamen Einlasskanal 149 stromabwärts des ersten und des zweiten parallelen verzweigten Einlasskanals 146 und 148 positioniert. Ein Drucksensor 174 kann neben dem Sauerstoffsensor zum Schätzen eines Einlassdrucks, bei dem eine Ausgabe des Sauerstoffsensors empfangen wird, positioniert sein. Weil die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch den Einlassdruck beeinflusst ist, kann eine Bezugsausgabe des Sauerstoffsensors bei einem Bezugs-Einlassdruck in Erfahrung gebracht werden. In einem Beispiel ist der Bezugs-Einlassdruck ein Drosselklappeneinlassdruck (TIP), wobei der Drucksensor 174 ein TIP-Sensor ist. In alternativen Beispielen ist der Bezugs-Einlassdruck ein Krümmerdruck (MAP), der durch einen MAP-Sensor 182 abgetastet wird.
  • Die Kraftmaschine 10 kann mehrere Zylinder 14 enthalten. In dem dargestellten Beispiel enthält die Kraftmaschine 10 sechs Zylinder, die in einer V-Konfiguration angeordnet sind. Spezifisch sind die sechs Zylinder in zwei Reihen 13 und 15 angeordnet, wobei jede Reihe drei Zylinder enthält. In alternativen Beispielen kann die Kraftmaschine 10 zwei oder mehr Zylinder, wie z. B. 3, 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder, enthalten. Diese verschiedenen Zylinder können gleich unterteilt und in alternativen Konfigurationen angeordnet sein, wie z. B. V, in Reihe, in Boxerform usw. Jeder Zylinder 14 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 konfiguriert sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine Direkteinspritzdüse in den Zylinder. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 166 als eine kanalgestützte Kraftstoffeinspritzdüse konfiguriert sein.
  • Die jedem Zylinder 14 (der hier außerdem als eine Brennkammer 14 bezeichnet wird) über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 zugeführte Einlassluft kann für die Kraftstoffverbrennung verwendet werden, wobei die Verbrennungsprodukte dann über reihenspezifische parallele Auslasskanäle abgelassen werden können. In dem dargestellten Beispiel kann eine erste Reihe 13 der Zylinder der Kraftmaschine 10 die Verbrennungsprodukte über einen ersten parallelen Auslasskanal 17 ablassen, während eine zweite Reihe 15 der Zylinder die Verbrennungsprodukte über einen zweiten parallelen Auslasskanal 19 ablassen kann. Sowohl der erste als auch der zweite parallele Auslasskanal 17 und 19 können ferner eine Turbolader-Turbine enthalten. Spezifisch können die Verbrennungsprodukte, die über den Auslasskanal 17 entleert werden, durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, die wiederum dem Kompressor 122 über eine Welle 126 mechanische Arbeit bereitstellen kann, um der Einlassluft Kompression bereitzustellen. Alternativ kann etwas oder alles der Abgase, die durch den Auslasskanal 17 strömen, die Turbine 124 über einen Turbinen-Umgehungskanal 123 umgehen, was durch ein Ladedrucksteuerventil 128 gesteuert ist. Ähnlich können die Verbrennungsprodukte, die über den Auslasskanal 19 entleert werden, durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, die wiederum dem Kompressor 132 über eine Welle 136 mechanische Arbeit bereitstellen kann, um der Einlassluft, die durch den zweiten Zweig des Einlasssystems der Kraftmaschine strömt, Kompression bereitzustellen. Alternativ kann etwas oder alles des Abgases, das durch den Auslasskanal 19 strömt, die Turbine 134 über einen Turbinen-Umgehungskanal 133 umgehen, was durch ein Ladedrucksteuerventil 138 gesteuert ist.
  • In einigen Beispielen können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variabler Geometrie konfiguriert sein, wobei der Controller 12 die Position der Blätter (oder Schaufeln) des Turbinen-Pumpenrads einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das aus der Abgasströmung erhalten wird und auf ihren jeweiligen Kompressor übertragen wird. Alternativ können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit variablen Düsen konfiguriert sein, wobei der Controller 12 die Position der Turbinendüse einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das aus der Abgasströmung erhalten wird und auf ihren jeweiligen Kompressor übertragen wird. Das Steuersystem kann z. B. dafür ausgelegt sein, die Schaufel- oder Düsenposition der Abgasturbinen 124 und 134 über jeweilige Aktuatoren unabhängig zu variieren.
  • Die Abgase in dem ersten parallelen Auslasskanal 17 können über einen verzweigten parallelen Auslasskanal 170 zur Atmosphäre geleitet werden, während die Abgase in dem zweiten parallelen Auslasskanal 19 über einen verzweigten parallelen Auslasskanal 180 zur Atmosphäre geleitet werden können. Die Auslasskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie z. B. einen Katalysator, und einen oder mehrere Abgassensoren enthalten.
  • Die Kraftmaschine 10 kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführungskanäle (AGR-Kanäle) oder -schleifen zum Zurückführen wenigstens eines Anteils des Abgases vom Auslasskrümmer zum Einlasskrümmer enthalten. Diese können Hochdruck-AGR-Schleifen zum Bereitstellen einer Hochdruck-AGR (HP-AGR) und Niederdruck-AGR-Schleifen zum Bereitstellen einer Niederdruck-AGR (LP-AGR) enthalten. In einem Beispiel kann die HP-AGR beim Fehlen des durch die Turbolader 120, 130 bereitgestellten Ladedrucks bereitgestellt werden, während die LP-AGR beim Vorhandensein des Ladedrucks des Turboladers und/oder dann, wenn sich die Abgastemperatur über einem Schwellenwert befindet, bereitgestellt werden kann. In noch weiteren Beispielen können sowohl die HP-AGR als auch die LP-AGR gleichzeitig bereitgestellt werden.
  • In dem dargestellten Beispiel kann die Kraftmaschine 10 eine Niederdruck-AGR-Schleife 202 zum Zurückführen von wenigstens etwas Abgas von dem ersten verzweigten parallelen Auslasskanal 170 stromabwärts der Turbine 124 zu dem ersten parallelen Einlasskanal 142 stromaufwärts des Kompressors 122 enthalten. In einigen Ausführungsformen kann eine (nicht gezeigte) zweite Niederdruck-AGR-Schleife gleichermaßen zum Zurückführen von wenigstens etwas Abgas von dem zweiten verzweigten parallelen Auslasskanal 180 stromabwärts der Turbine 134 zu dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 stromaufwärts des Kompressors 132 bereitgestellt sein. Die LP-AGR-Schleife 202 kann sowohl ein LP-AGR-Ventil 204 zum Steuern einer AGR-Strömung (d. h., einer Menge des zurückgeführten Abgases) durch die Schleifen als auch einen AGR-Kühler 206 zum Verringern einer Temperatur des durch die AGR-Schleife strömenden Abgases vor der Rückführung in den Kraftmaschineneinlass enthalten. Unter bestimmten Bedingungen kann der AGR-Kühler 206 außerdem verwendet werden, um das durch die LP-AGR-Schleife 202 strömende Abgas zu erwärmen, bevor das Abgas in den Kompressor eintritt, um es zu vermeiden, dass Wassertröpfchen auf die Kompressoren auftreffen.
  • Die Kraftmaschine 10 kann ferner eine erste Hochdruck-AGR-Schleife 208 zum Zurückführen von wenigstens etwas Abgas von dem ersten parallelen Auslasskanal 17 stromaufwärts der Turbine 124 zu dem Einlasskrümmer 160 stromabwärts der Einlassdrosselklappe 158 enthalten. Gleichermaßen kann die Kraftmaschine eine (nicht gezeigte) zweite Hochdruck-AGR-Schleife zum Zurückführen von wenigstens etwas Abgas von dem zweiten parallelen Auslasskanal 18 stromaufwärts der Turbine 134 zu dem zweiten verzweigten parallelen Einlasskanal 148 stromabwärts des Kompressors 132 enthalten. Die AGR-Strömung durch die HP-AGR-Schleifen 208 kann über ein HP-AGR-Ventil 210 gesteuert sein.
  • Eine PCV-Öffnung 102 kann konfiguriert sein, die Kurbelgehäuseentlüftungsgase (Kurbelgehäusegase) entlang dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine zuzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Strömung der PCV-Luft durch die PCV-Öffnung 102 durch ein dediziertes PCV-Öffnungsventil gesteuert sein. Gleichermaßen kann eine Entleerungsöffnung 104 konfiguriert sein, die Entleerungsgase von einem Kraftstoffsystemkanister entlang dem Kanal 144 dem Einlasskrümmer der Kraftmaschine zuzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Strömung der Entleerungsluft durch die Entleerungsöffnung 104 durch ein dediziertes Entleerungsöffnungsventil gesteuert sein.
  • Ein Feuchtigkeitssensor 232 und ein Drucksensor 234 können in nur einem der parallelen Einlasskanäle (hier in dem ersten parallelen Einlassluftkanal 142, aber nicht in dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 dargestellt) stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 enthalten sein. Spezifisch können der Feuchtigkeitssensor und der Drucksensor in dem Einlasskanal enthalten sein, der die PCV- oder die Entleerungsluft nicht empfängt. Der Feuchtigkeitssensor 232 kann konfiguriert sein, eine relative Feuchtigkeit der Einlassluft zu schätzen. In einer Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor 232 ein UEGO-Sensor, der konfiguriert ist, die relative Feuchtigkeit der Einlassluft basierend auf der Ausgabe des Sensors bei einer oder mehreren Spannungen zu schätzen. Weil die Entleerungsluft und die PCV-Luft die Ergebnisse des Feuchtigkeitssensors durcheinanderbringen können, sind die Entleerungsöffnung und die PCV-Öffnung in einem von dem Feuchtigkeitssensor verschiedenen Einlasskanal positioniert. Der Drucksensor 234 kann konfiguriert sein, einen Druck der Einlassluft zu schätzen. In einigen Ausführungsformen kann ein Temperatursensor außerdem in demselben parallelen Einlasskanal stromabwärts der AGR-Drosselklappe 230 enthalten sein.
  • Ein zweiter Sauerstoffsensor 175 kann zusätzlich zu dem ersten Sauerstoffsensor 172 stromabwärts der PCV-Öffnung 102 und der Entleerungsöffnung 104, aber stromaufwärts des gemeinsamen Einlasskanals 149 positioniert sein. Der zweite Einlassgas-Sauerstoffsensor 175 kann konfiguriert sein, eine Schätzung hinsichtlich des Sauerstoffgehalts der in dem parallelen Einlasskanal 144 empfangenen frischen Luft bereitzustellen. Spezifisch kann der zweite Sauerstoffsensor 175 durch das Anlegen einer Bezugsspannung und das Schätzen einer Sauerstoffkonzentration basierend auf dem durch die angelegte Spannung erzeugten Pumpstrom arbeiten. Der zweite Sauerstoffsensor 175 kann stromaufwärts oder stromabwärts des Turboladers 130 positioniert sein. Wie dargestellt ist, kann der Sauerstoffsensor 175 stromabwärts der PCV-Öffnung 102 und der Entleerungsöffnung 104 und stromaufwärts des Turboladers 130 in dem zweiten parallelen Einlasskanal 144 positioniert sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der Sauerstoffsensor 175 jedoch stromabwärts des Turboladers 130 und stromaufwärts des gemeinsamen Einlasskanals 149 in dem zweiten verzweigten parallelen Einlasskanal 148 positioniert sein. Folglich ist der zweite Sauerstoffsensor 175 ungleich dem ersten Sauerstoffsensor 172 in einem Abschnitt der Kraftmaschine 10 positioniert, durch den die AGR strömen kann. Anders gesagt, der zweite Sauerstoffsensor kann den Abgasen (z. B. der AGR-Strömung) nicht ausgesetzt sein, während der erste Sauerstoffsensor 172 sowohl der AGR-Strömung als auch der Entleerungs- und der PCV-Strömung ausgesetzt sein kann.
  • Während der aufgeladenen Bedingungen als solchen, wenn die PCV- und die Entleerungsgase zu dem Einlasskanal 149 strömen, können sowohl der erste Sauerstoffsensor 172 als auch der zweite Sauerstoffsensor 175 für unabhängige Schätzungen der Sauerstoffkonzentration verwendet werden. Der Unterschied zwischen den Schätzungen des Sauerstoffgehalts von jedem Sauerstoffsensor kann dann verwendet werden, um eine Menge der AGR-Strömung durch die Kraftmaschine 10 zu folgern. Der erste Sauerstoffsensor 172 kann die PCV-, die Entleerungsluft- und die AGR-Strömung in der Einlassluft empfangen, die er misst. Weil der zweite Sauerstoffsensor 175 nur die PCV- und die Entleerungsluftströmung empfangen kann, kann irgendein Unterschied zwischen dem durch den ersten Sauerstoffsensor 172 und dem zweiten Sauerstoffsensor 175 geschätzten Sauerstoffgehalt auf die AGR-Strömung zurückzuführen sein. Folglich können die beiden Sauerstoffsensoren verwendet werden, um die AGR-Strömung unter den Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine zu schätzen, wie später bezüglich der 4–5 ausgearbeitet wird. Unter den Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine, wenn die Turbolader 120 und 130 nicht arbeiten (z. B. die Einlassluft nicht aufladen), können die Entleerung und die PCV stromabwärts sowohl des ersten Sauerstoffsensors 172 als auch des zweiten Sauerstoffsensors 175 dem Einlasskrümmer 160 direkt zugeführt werden. Wenn die Kraftmaschine in einem nicht aufgeladenen Zustand arbeitet, können die Unterschiede des durch den ersten Sauerstoffsensor 172 und den zweiten Sauerstoffsensor 175 geschätzten Sauerstoffgehalts weiterhin verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen. In einer weiteren Ausführungsform kann unter den Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine der erste Sauerstoffsensor 172 ausschließlich verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen. Spezifisch kann der von dem ersten Sauerstoffsensor 172 geschätzte Sauerstoffgehalt mit einem Bezugs-Sauerstoffgehalt verglichen werden, der bestimmt wurde, als das AGR-Ventil geschlossen war und folglich die AGR-Gase nicht zum Einlasskanal 149 zurückgeführt wurden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Messungen von dem ersten Einlassluft-Sauerstoffsensor 172 kann verwendet werden, um eine AGR-Strömung zu folgern.
  • In 1 kann die Position der Einlass- und der Auslassventile jedes Zylinders 14 durch hydraulisch betätigte Stößel, die an Ventilstoßstangen gekoppelt sind, oder über ein direkt wirkendes mechanisches Tassensystem, in dem Nockenvorsprünge verwendet werden, geregelt sein. In diesem Beispiel können wenigstens die Einlassventile jedes Zylinders 14 durch Nockenbetätigung unter Verwendung eines Nockenbetätigungssystems gesteuert sein. Spezifisch kann das Einlassventil-Nockenbetätigungssystem 25 einen oder mehrere Nocken enthalten und kann eine variable Nockenzeitsteuerung oder einen variablen Nockenhub für die Einlass- und/oder die Auslassventile verwenden. In alternativen Ausführungsformen können die Einlassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Ähnlich können die Auslassventile durch Nockenbetätigungssysteme oder elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein.
  • Das Kraftmaschinensystem 100 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem 15, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson des Fahrzeugs über eine (nicht gezeigte) Eingabevorrichtung gesteuert sein. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 15 Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an mehrere Aktuatoren 81 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen Feuchtigkeitssensor 232, einen Einlassluft-Drucksensor 234, einen MAP-Sensor 182, einen MCT-Sensor 183, einen TIP-Sensor 174 und einen ersten Einlassluft-Sauerstoffsensor 172 enthalten. Einigen Beispielen kann der gemeinsame Einlasskanal 149 ferner einen Drosselklappeneinlass-Temperatursensor zum Schätzen einer Drosselklappen-Lufttemperatur (TCT) enthalten. In anderen Beispielen können einer oder mehrerer der AGR-Kanäle Druck-, Temperatur- und Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren zum Bestimmen der Eigenschaften der AGR-Strömung enthalten. Als ein weiteres Beispiel können die Aktuatoren 81 eine Kraftstoffeinspritzdüse 166, die HP-AGR-Ventile 210, die LP-AGR-Ventile 204, die Drosselklappen 158 und 230 und die Ladedrucksteuerventile 128, 138 enthalten. Andere Aktuatoren, wie z. B. verschiedene zusätzliche Ventile und Drosselklappen, können an verschiedene Orte in dem Kraftmaschinensystem 100 gekoppelt sein. Der Controller 12 kann die Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktuatoren in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder Code, die entsprechend einer oder mehreren Routinen darin programmiert sind, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hier bezüglich der 4–5 beschrieben.
  • In 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform 200 der Kraftmaschine nach 1 gezeigt. Die Komponenten, die vorher in 1 eingeführt worden sind, sind als solche ähnlich nummeriert und werden aus Gründen der Kürze hier nicht erneut eingeführt.
  • Die Ausführungsform 200 zeigt einen Kraftstofftank 218, der konfiguriert ist, den Kraftstoffeinspritzdüsen der Kraftmaschine Kraftstoff zuzuführen. Eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe, die in den Kraftstofftank 218 eingetaucht ist, kann konfiguriert sein, den den Einspritzdüsen der Kraftmaschine 10, wie z. B. der Einspritzdüse 166, zugeführten Kraftstoff unter Druck zu setzen. Der Kraftstoff kann durch eine (nicht gezeigte) Tankklappe von einer äußeren Quelle in den Kraftstofftank gepumpt werden. Der Kraftstofftank 218 kann mehrere Kraftstoffmischungen enthalten, einschließlich eines Kraftstoffs mit einem Bereich von Alkoholkonzentrationen, wie z. B. verschiedener Benzin-Ethanol-Mischungen, einschließlich E10, E85, Benzin usw. und Kombinationen daraus. Ein Kraftstoffpegelsensor 219, der sich in dem Kraftstofftank 218 befindet, kann eine Angabe des Kraftstoffpegels dem Controller 12 bereitstellen. Wie dargestellt ist, kann der Kraftstoffpegelsensor 219 einen Schwimmer umfassen, der mit einem variablen Widerstand verbunden ist. Alternativ können andere Typen von Kraftstoffpegelsensoren verwendet werden. An den Kraftstofftank 218 können ein oder mehrere andere Sensoren gekoppelt sein, wie z. B. ein Kraftstofftank-Drucksensor 220 zum Schätzen eines Kraftstofftankdrucks.
  • Die in dem Kraftstofftank 218 erzeugten Dämpfe können über eine Leitung 31 zu einem Kraftstoffdampfkanister 22 geleitet werden, bevor sie in den Kraftmaschineneinlass 23 entleert werden. Diese können z. B. die täglichen und die Betankungs-Kraftstofftankdämpfe enthalten. Der Kanister kann mit einem geeigneten Adsorptionsmittel, wie z. B. Aktivkohle, gefüllt sein, um die Kraftstoffdämpfe (einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe), die in dem Kraftstofftank erzeugt werden, vorübergehend aufzufangen. Dann können während eines späteren Kraftmaschinenbetriebs, wenn die Entleerungsbedingungen erfüllt sind, wie z. B. wenn der Kanister gesättigt ist, die Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister durch das Öffnen eines Kanisterentleerungsventils (CPV) 112 und eines Kanisterentlüftungsventils 114 in den Kraftmaschineneinlass entleert werden.
  • Der Kanister 22 enthält eine Entlüftungsöffnung 27, um die Gase aus dem Kanister 22 zur Atmosphäre zu leiten, wenn die Kraftstoffdämpfe vom Kraftstofftank 218 gelagert oder aufgefangen werden. Die Entlüftungsöffnung 27 kann außerdem ermöglichen, dass Frischluft in den Kraftstoffdampfkanister 22 gezogen wird, wenn die gelagerten Kraftstoffdämpfe über die Entleerungsleitungen 90 oder 92 (in Abhängigkeit von dem Ladedruckpegel) und das Entleerungsventil 112 zum Kraftmaschineneinlass 23 entleert werden. Während dieses Beispiel zeigt, dass die Entlüftungsöffnung 27 mit frischer, nicht erwärmter Luft in Verbindung steht, können außerdem verschiedene Modifikationen verwendet werden. Die Entlüftungsöffnung 27 kann ein Kanisterentlüftungsventil 114 enthalten, um eine Strömung der Luft und der Dämpfe zwischen dem Kanister 22 und der Atmosphäre einzustellen. Das Entlüftungsventil kann während der Operationen des Lagerns von Kraftstoffdampf (z. B. während des Betankens des Kraftstofftanks und während die Kraftmaschine nicht läuft) geöffnet sein, so dass die Luft, von der der Kraftstoffdampf entfernt worden ist, nachdem sie durch den Kanister hindurchgegangen ist, zur Atmosphäre herausgedrängt werden kann.
  • Gleichermaßen kann während der Entleerungsoperationen (z. B. während der Kanisterregeneration und während die Kraftmaschine läuft) das Entlüftungsventil geöffnet sein, um eine Strömung von Frischluft zu ermöglichen, um die in dem Kanister gelagerten Kraftstoffdämpfe zu entfernen.
  • Die aus dem Kanister 22 z. B. während einer Entleerungsoperation freigesetzten Kraftstoffdämpfe können über eine Entleerungsleitung 28 in den Einlasskrümmer 160 der Kraftmaschine geleitet werden. Die Strömung der Dämpfe entlang der Entleerungsleitung 28 (z. B. die Entleerungsströmung) kann durch das Kanisterentleerungsventil 112 geregelt werden, das zwischen den Kraftstoffdampfkanister und den Kraftmaschineneinlass gekoppelt ist. Die Menge und die Rate der durch das Kanisterentleerungsventil 112 freigesetzten Dämpfe können durch den Arbeitszyklus eines (nicht gezeigten) zugeordneten Solenoids des Kanisterentleerungsventils bestimmt werden. Der Arbeitszyklus als solcher des Solenoids des Kanisterentleerungsventils kann durch das Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) des Fahrzeugs, wie z. B. den Controller 12, in Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, einschließlich z. B. der Drehzahl-Last-Bedingungen der Kraftmaschine, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, einer Kanisterladung usw., bestimmt werden. Der Arbeitszyklus kann eine Frequenz (z. B. eine Rate) des Öffnens und des Schließens des Kanisterentleerungsventils 112 enthalten.
  • Ein (nicht gezeigtes) optionales Kanisterrückschlagventil kann in der Entleerungsleitung 28 enthalten sein, um zu verhindern, dass durch den Einlasskrümmerdruck Gase in der entgegengesetzten Richtung der Entleerungsströmung strömen. Das Rückschlagventil als solches kann notwendig sein, falls die Steuerung des Kanisterentleerungsventils nicht genau zeitlich gesteuert ist oder falls das Kanisterentleerungsventil selbst durch einen hohen Einlasskrümmerdruck erzwungen geöffnet werden kann. Eine Schätzung des Krümmerabsolutdrucks (MAP) kann von dem MAP-Sensor 182 erhalten werden, der an den Einlasskrümmer 160 gekoppelt ist, und zu dem Controller 12 übertragen werden. Alternativ kann der MAP aus alternativen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. dem Luftmassendurchfluss (MAF), wie er durch einen an den Einlasskrümmer gekoppelten MAF-Sensor gemessen wird, abgeleitet werden.
  • Die Niederdruck-AGR-Schleife 202 ist für das Zurückführen von wenigstens etwas Abgas von dem Auslasskanal 170 zu dem Lufteinlasskanal 140 stromaufwärts des Turboladers 120, aber stromabwärts des zweiten Sauerstoffsensors 175 dargestellt. Folglich kann der zweite Sauerstoffsensor 175 in dem Lufteinlasskanal 140 stromabwärts eines PCV-Schlauches 252 auf der Ladedruckseite und eines Kanals 99 und stromaufwärts der Niederdruck-AGR-Schleife 202 positioniert sein. Folglich kann während der Bedingungen, wenn das LP-AGR-Ventil 204 offen ist, die AGR-Strömung die Ausgabe des ersten Einlassluft-Sauerstoffsensors 172, aber nicht die des zweiten Einlasssauerstoffsensors 175 beeinflussen.
  • Die Entleerungs-Kohlenwasserstoffe können basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine entweder über einen Ladedruckweg 92 oder einen Unterdruckweg 90 zum Einlasskrümmer 160 geleitet werden. Während der Bedingungen, wenn der Turbolader 120 betrieben wird, um dem Einlasskrümmer eine aufgeladene Luftladung bereitzustellen, verursacht spezifisch der erhöhte Druck in dem Einlasskrümmer, dass sich ein Einwegventil 94 in dem Unterdruckweg 90 schließt, während ein Einwegventil 96 in dem Ladedruckweg 92 geöffnet wird. Im Ergebnis wird die Entleerungsluft über den Ladedruckweg 92 stromabwärts des Luftfilters 156 und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 154 in den Lufteinlasskanal 140 geleitet. Hier wird die Entleerungsluft stromaufwärts des Einlassluft-Sauerstoffsensors 172 eingeleitet. In einigen Ausführungsformen kann, wie dargestellt ist, eine Venturi-Düse 98 in dem Ladedruckweg positioniert sein, so dass die Entleerungsluft nach dem Durchgang durch die Venturi-Düse und den Kanal 99 zum Einlass geleitet wird. Dies ermöglicht, dass die Strömung der Entleerungsluft vorteilhaft für die Erzeugung von Unterdruck nutzbar gemacht wird.
  • Während der Bedingungen, wenn die Kraftmaschine 10 ohne Ladedruck betrieben wird, verursacht der erhöhte Unterdruck in dem Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 94 in dem Unterdruckweg öffnet, während sich das Einwegventil 96 in dem Ladedruckweg schließt. Im Ergebnis wird die Entleerungsluft über den Unterdruckweg 90 stromabwärts der Drosselklappe 158 in den Einlasskrümmer 160 geleitet. Hier wird die Entleerungsluft stromabwärts des ersten Einlassluft-Sauerstoffsensors 172 und des zweiten Sauerstoffsensors 175 eingeleitet, wobei sie deshalb die Ausgaben des ersten Sauerstoffsensors 172 und des zweiten Sauerstoffsensors 175 nicht beeinflusst.
  • Die PCV-Kohlenwasserstoffe können außerdem basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine entweder über einen PCV-Schlauch 252 auf der Ladedruckseite oder einen PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite zum Einlasskrümmer 160 geleitet werden. Spezifisch strömen die Kurbelgehäusegase von den Kraftmaschinenzylindern 14 an den Kolbenringen vorbei, wobei sie in das Kurbelgehäuse 255 eintreten. Während der Bedingungen, wenn der Turbolader 120 betrieben wird, um dem Einlasskrümmer eine aufgeladene Luftladung bereitzustellen, verursacht der erhöhte Druck in dem Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 256 in dem PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite schließt. Im Ergebnis strömen während des aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebs die PCV-Gase in einer ersten Richtung (der Pfeil 264), wobei sie stromaufwärts des Einlassluft-Sauerstoffsensors 172 im Kraftmaschineneinlass empfangen werden. Spezifisch wird die PCV-Luft über den PCV-Schlauch 252 auf der Ladedruckseite stromabwärts des Luftfilters 156 und stromaufwärts des zweiten Sauerstoffsensors 175 in den Lufteinlasskanal 140 geleitet. Die PCV-Strömung kann nach dem Durchgang durch einen Ölabscheider 260 auf der Ladedruckseite zum Einlasskanal geleitet werden. Der Ölabscheider auf der Ladedruckseite kann in die Nockenabdeckung integriert sein oder kann eine äußere Komponente sein. Folglich werden während der aufgeladenen Bedingungen die PCV-Gase stromaufwärts des ersten Einlassluft-Sauerstoffsensors 172 und des zweiten Sauerstoffsensors 175 eingeleitet, wobei sie deshalb die Ausgaben der beiden Sauerstoffsensoren 168 beeinflussen. Die aufgeladenen Bedingungen können den Einlasskrümmerdruck über dem Umgebungsdruck enthalten.
  • Im Vergleich verursacht während der Bedingungen, wenn die Kraftmaschine 10 ohne Ladedruck betrieben wird, der erhöhte Unterdruck im Einlasskrümmer, dass sich das Einwegventil 256 in dem PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite öffnet. Im Ergebnis strömen während des nicht aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebs die PCV-Gase in einer zweiten Richtung (der Pfeil 262), die von der ersten Richtung verschieden ist, wobei sie stromabwärts des Einlasssauerstoffsensors im Kraftmaschineneinlass empfangen werden. In dem dargestellten Beispiel ist die zweite Richtung der PCV-Strömung während des nicht aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebs zur ersten Richtung der PCV-Strömung während des aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebs entgegengesetzt (vergleiche die Pfeile 262 und 264). Spezifisch wird während des nicht aufgeladenen Betriebs die PCV-Luft über den PCV-Schlauch 254 auf der Unterdruckseite stromabwärts der Drosselklappe 158 direkt in den Einlasskrümmer 160 geleitet. Die PCV-Strömung kann nach dem Durchgang durch einen Ölabscheider 258 auf der Unterdruckseite in den Einlasskrümmer 160 geleitet werden. Hier wird die PCV-Luft stromabwärts des ersten Einlassluft-Sauerstoffsensors 172 und des zweiten Sauerstoffsensors 175 eingeleitet, wobei sie deshalb die Ausgaben des ersten Sauerstoffsensors 172 und des zweiten Sauerstoffsensors 175 nicht beeinflusst. Folglich werden aufgrund der spezifischen Kraftmaschinenkonfiguration während des aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebs die Kohlenwasserstoffe der PCV und der Entleerungsluft stromaufwärts des Einlasssauerstoffsensors in den Einlasskrümmer der Kraftmaschine aufgenommen, während sie während der nicht aufgeladenen Bedingungen stromabwärts des Einlasssauerstoffsensors in den Einlasskrümmer der Kraftmaschine aufgenommen werden.
  • Folglich stellen die Systeme nach den 1–2 ein Kraftmaschinensystem bereit, das eine Kraftmaschine, die einen Einlasskrümmer, ein Kurbelgehäuse, das über ein PCV-Ventil an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, einen Turbolader mit einem Einlasskompressor, einer Abgasturbine und einem Ladeluftkühler, eine Einlassdrosselklappe, die stromabwärts des Ladeluftkühlers an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, einen Kanister, der konfiguriert ist, die Kraftstoffdämpfe von einem Kraftstofftank zu empfangen, wobei der Kanister über ein Entleerungsventil an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, ein AGR-System, das einen Kanal zum Zurückführen von Abgasresten von einem Ort stromabwärts der Turbine über ein AGR-Ventil zu einem Ort stromaufwärts des Kompressors enthält, einen ersten Einlasssauerstoffsensor, der stromabwärts des Ladeluftkühlers und stromaufwärts der Einlassdrosselklappe an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, einen zweiten Sauerstoffsensor stromabwärts des Ortes, an dem die PCV-Gase in den Einlasskanal eintreten, und stromaufwärts des Ortes, an dem die AGR-Gase in den Einlasskanal eintreten, und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum: während einer ersten Bedingung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, Bestimmen einer AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen den Messungen des Sauerstoffgehalts von den beiden Sauerstoffsensoren und Betätigen einer Position des AGR-Ventils basierend auf der bestimmten AGR-Strömung, und während einer zweiten Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, Bestimmen einer AGR-Strömung entweder basierend auf einem Unterschied in den Ausgaben der beiden Sauerstoffsensoren oder nur von einer Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors, enthält. Das In-Erfahrung-Bringen der AGR-Strömung enthält das Bestimmen eines Unterschieds des Sauerstoffgehalts an den beiden Sauerstoffsensoren, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, die Entleerung freigegeben ist und die AGR über einem Schwellenwert strömt.
  • Die computerlesbaren Anweisungen können ferner Anweisungen zum Schätzen der Entleerungsströmung basierend auf der Änderung des Einlasssauerstoffs während des Modulierens der Position des Entleerungsventil enthalten, wobei die Änderung des Einlasssauerstoffs eine Änderung des gemessenen Einlasssauerstoffs zwischen einer ersten Ausgabe des zweiten Einlasssauerstoffsensors, wenn das Entleerungsventil offen ist, und einer zweiten Ausgabe des zweiten Einlasssauerstoffsensors, wenn das Entleerungsventil geschlossen ist, ist.
  • Wie vorher erörtert worden ist, können die Einlassluft-Sauerstoffsensoren verwendet werden, um die Menge der AGR in der Einlassluftladung als eine Funktion des Betrags des Unterschieds zwischen den Schätzungen des Sauerstoffgehalts jedes der Sensoren aufgrund der Hinzufügung der AGR als ein Verdünnungsmittel zu messen. Folglich kann, wenn mehr AGR eingeleitet wird, einer der Sensoren einen Messwert oder einen Pumpstrom ausgeben, der einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration entspricht. Basierend auf den Ausgaben der beiden Sauerstoffsensoren wird ein Unterschied der Sauerstoffkonzentration zwischen den beiden Sensoren in Erfahrung gebracht und wird eine Einlassverdünnung mit der AGR gefolgert.
  • Die 1–2 stellen ferner ein System für eine Kraftmaschine bereit, das Folgendes umfasst: einen ersten und einen zweiten parallelen Einlasskanal, die einen ersten bzw. einen zweiten Turbolader enthalten und die Ladungsluft in einen gemeinsamen Einlasskanal, der an einen Einlasskrümmer der Kraftmaschine gekoppelt ist, strömen lassen, ein Kurbelgehäuse, das über einen PCV-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt ist, einen Kanister, der konfiguriert ist, die Kraftstoffdämpfe von einem Kraftstofftank zu empfangen, wobei der Kanister über einen Entleerungs-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt ist, einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal (Niederdruck-AGR-Kanal), der zwischen einen Auslasskanal stromabwärts einer Abgasturbine des ersten Turboladers und den ersten Einlasskanal stromaufwärts eines Einlasskompressors des ersten Turboladers gekoppelt ist, wobei der Niederdruck-AGR-Kanal ein Niederdruck-AGR-Ventil enthält, einen ersten Einlasssauerstoffsensor, der in dem gemeinsamen Einlasskanal angeordnet ist, einen zweiten Einlasssauerstoffsensor, der in dem zweiten Einlasskanal stromabwärts des Ortes, an dem der PCV-Ladedruckweg und der Entleerungs-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt sind, angeordnet ist, und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum: während einer ersten Bedingung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, Einstellen des Niederdruck-AGR-Ventils basierend auf einer ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des zweiten Einlasssauerstoffsensors. Die computerlesbaren Anweisungen enthalten ferner Anweisungen zum Einstellen der AGR basierend entweder auf der ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors oder auf dem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors und der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors, während einer zweiten Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist. Das Kraftmaschinensystem kann ferner eine Einlassdrosselklappe umfassen, die stromabwärts eines Ladeluftkühlers und stromaufwärts des ersten Einlasssauerstoffsensors an den Einlasskrümmer gekoppelt ist.
  • Die 1–2 können ferner ein System enthalten, das Folgendes umfasst: einen ersten Sauerstoffsensor, der in einem Einlasskanal stromabwärts eines Abgasrückführungseinlasses (AGR-Einlasses) von einem AGR-Kanal angeordnet ist, einen zweiten Sauerstoffsensor, der in dem Einlasskanal stromaufwärts des AGR-Einlasses und stromabwärts des Orts, an dem die Gase der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Kraftstoffkanisterentleerung unter aufgeladenen Bedingungen in den Einlasskanal eintreten, angeordnet ist, und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum: Einstellen der AGR-Strömung basierend auf einer ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors während der aufgeladenen Bedingungen. Die computerlesbaren Anweisungen enthalten ferner Anweisungen zum Einstellen der AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während der aufgeladenen Bedingungen. Die computerlesbaren Anweisungen enthalten ferner Anweisungen zum Einstellen der AGR-Strömung basierend auf einem des Folgenden: der ersten Ausgabe und nicht der zweiten Ausgabe oder einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während der nicht aufgeladenen Bedingungen (z. B. wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, so dass der Turbolader den Druck der Einlassluft nicht erhöht). Das System umfasst ferner einen Turbolader, der eine Turbine enthält, die einen Kompressor antreibt, wobei die aufgeladenen Bedingungen enthalten, dass die Turbine den Kompressor antreibt, um der Luft in dem Einlasskanal einen Ladedruck bereitzustellen. Das System umfasst ferner einen Auslasskanal, wobei der AGR-Kanal die Abgase von dem Auslasskanal stromabwärts der Turbine und zu dem Einlasskanal stromaufwärts des Kompressors leitet. Das System umfasst ferner eine Einlassdrosselklappe, die an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, wobei der erste Einlasssauerstoffsensor ferner in dem Einlasskanal stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts der Einlassdrosselklappe angeordnet ist. Der AGR-Kanal enthält ein AGR-Ventil, wobei das Einstellen der AGR-Strömung das Einstellen einer Position des AGR-Ventils in Reaktion auf einen Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine enthält.
  • 3 zeigt eine graphische Darstellung 300, die die Auswirkung der Entleerungs- und der PCV-Luft auf die durch einen ersten Einlasskrümmer-Sauerstoffsensor (z. B. den ersten Einlassluft-Sauerstoffsensor 172, der in den 1–2 gezeigt ist) geschätzte Sauerstoffkonzentration darstellt. Spezifisch stellt das Kennfeld 300 eine durch einen Einlasskrümmer-Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration entlang der y-Achse und einen Kohlenwasserstoffgehalt (HC-Gehalt) sowohl von der Entleerung als auch von der PCV entlang der x-Achse bei einem gegebenen AGR-Pegel dar. Wenn eine Menge der in das Niederdruck-Ansaugsystem aufgenommenen Entleerungs- und PCV-HCs zunimmt, wie z. B. wenn während der aufgeladenen Bedingungen ein Entleerungs- und/oder ein PCV-Ventil freigegeben ist, reagieren die Kohlenwasserstoffe mit dem Sauerstoff an dem Abtastelement des Einlasssauerstoffsensors. Der Sauerstoff wird verbraucht, wobei Wasser und Kohlendioxid freigesetzt werden. Im Ergebnis ist die geschätzte Sauerstoffkonzentration verringert, selbst wenn eine Menge der AGR-Strömung konstant bleiben kann. Diese durch den Sauerstoffsensor geschätzte Verringerung der Sauerstoffkonzentration kann als eine vergrößerte Verdünnung (oder ein vergrößerter Ersatz von Sauerstoff durch die AGR) gefolgert werden. Folglich kann der Controller folgern, dass eine größere Menge der AGR-Strömung verfügbar ist, als tatsächlich vorhanden ist (der Controller überschätzt z. B. die AGR). Falls nicht bezüglich der Kohlenwasserstoffwirkung korrigiert wird, kann der Controller eine AGR-Strömung in Reaktion auf eine falsche Angabe der höheren AGR-Verdünnung verringern, was die AGR-Steuerung verschlechtert. Während der Bedingungen einer Entleerungs- und/oder PCV-Strömung, die zu einer AGR-Überschätzung führen, kann der Controller z. B. eine Öffnung des AGR-Ventils in Reaktion auf eine höhere AGR-Schätzung (basierend auf einer niedrigeren Einlasssauerstoffmessung von dem Einlasssauerstoffsensor) verringern. Die tatsächliche AGR kann jedoch niedriger als das geschätzte Niveau sein. Folglich kann die AGR-Strömung falsch verringert werden, anstatt aufrechterhalten oder vergrößert zu werden. Dies kann wiederum zu vergrößerten Kraftmaschinenemissionen und/oder einer verschlechterten Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder Kraftmaschinenleistung führen.
  • Es wird erkannt, dass während der nicht aufgeladenen Bedingungen die Entleerungs- und/oder die PCV-Kohlenwasserstoffe als solche (direkt) in den Einlasskrümmer strömen. Folglich wird während der nicht aufgeladenen Bedingungen die Entleerungsströmung stromabwärts des Einlasssauerstoffsensors empfangen, wobei sie deshalb die Sensorergebnisse nicht durcheinanderbringt. Während der aufgeladenen Bedingungen wird jedoch die Entleerungsströmung in dem Niederdruck-Luftansaugsystem stromaufwärts des Einlasssauerstoffsensors empfangen. Im Ergebnis wird nur während der aufgeladenen Bedingungen die Sensorausgabe durch die Entleerungsströmung durcheinandergebracht.
  • In einem Beispiel kann das Korrigieren einer Einlasssauerstoffmessung basierend auf der Entleerungs- und der PCV-Strömung die Genauigkeit der Schätzungen der AGR-Strömung erhöhen. Spezifisch kann, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, ein Kraftmaschinen-Controller (wie z. B. der in 1 gezeigte Controller 12) einen zweiten Sauerstoffsensor (wie z. B. den in den 1–2 gezeigten Sauerstoffsensor 175), der stromabwärts des Ortes, an dem die PCV- und die Entleerungsgase in den Einlasskanal eintreten, aber stromaufwärts des Ortes, an dem die AGR-Gase in den Einlasskanal eintreten, positioniert ist, verwenden. Folglich können beide Sauerstoffsensoren durch die PCV- und die Entleerungsströmung beeinflusst sein. Es kann jedoch nur der erste Einlassluft-Sauerstoffsensor durch die AGR-Strömung beeinflusst sein. Folglich kann der Unterschied zwischen den durch jeden Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffgehalten der AGR-Strömung entsprechen.
  • In 4 ist ein Verfahren 400 zum Einstellen des AGR-Betriebs basierend auf einer Änderung des Einlasssauerstoffs, die durch die beiden Sauerstoffsensoren gemessen wird, die an unterschiedlichen Orten in einem Einlasssystem bezüglich eines AGR-Kanals, einer PCV-Öffnung und einer Entleerungsöffnung positioniert sind, gezeigt. Der AGR-Kanal kann ein Niederdruck-AGR-Kanal sein, der die Abgase von einem Auslasskanal der Kraftmaschine stromabwärts einer Turbolader-Turbine zu einem Einlasskanal stromaufwärts eines Turbolader-Kompressors strömen lässt. Wie oben beschrieben worden ist, basiert, wenn die AGR strömt, eine AGR-Schätzung auf dem Unterschied zwischen den Schätzungen des Sauerstoffgehalts der Einlassluft von zwei Sauerstoffsensoren, wobei einer den PCV- und den Entleerungsgasen und nicht den AGR-Gasen ausgesetzt ist und einer den PCV-, den Entleerungs- und den AGR-Gasen ausgesetzt ist. Im Ergebnis kann eine genauere Schätzung der AGR-Strömung bestimmt werden, wobei sich dadurch eine verbesserte Steuerung des AGR-Systems und verringerte Emissionen ergeben. Wie oben beschrieben worden ist, kann in einem Beispiel der Einlasssauerstoff durch zwei Einlasssauerstoffsensoren, wie z. B. einen ersten Sauerstoffsensor 172 und einen zweiten Einlasssauerstoffsensor 175, die in den 1–2 gezeigt sind, gemessen werden. Der erste Sauerstoffsensor (z. B. der AGR-Sauerstoffsensor 172) kann so positioniert sein, dass unter den Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine die PCV-, die Entleerungs- und die AGR-Gase an dem Sensor vorbeiströmen. Der zweite Sauerstoffsensor (z. B. der zweite Einlasssauerstoffsensor 175) kann so positioniert sein, dass unter den aufgeladenen Bedingungen die PCV- und die Entleerungsgase an dem Sensor vorbeiströmen, während die AGR nicht an dem Sensor vorbeiströmt. Die Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 können in einem Speicher eines Controllers der Kraftmaschine, wie z. B. dem in 1 gezeigten Controller 12, gespeichert sein.
  • Das Verfahren beginnt bei 402 durch das Schätzen und/oder das Messen der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. In einem Beispiel können die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine die Drehzahl und Last der Kraftmaschine, die Drehmomentanforderung, den Luftmassendurchfluss, den Krümmerdruck (MAP), die AGR, eine Position eines AGR-Ventils, eines PCV-Ventils und eines Kraftstoffkanister-Entleerungsventils (CPV), den Ladedruck, die erforderliche Kraftmaschinenverdünnung, die Kraftmaschinentemperatur, den BP usw. enthalten. Bei 404 enthält das Verfahren das Bestimmen, ob die AGR freigegeben ist. Wie oben erörtert worden ist, kann die AGR freigegeben sein, falls das AGR-Ventil (z. B. das in 1 gezeigte Niederdruck-AGR-Ventil 204) wenigstens teilweise offen ist, wobei die AGR durch den Niederdruck-AGR-Kanal und in den Kraftmaschineneinlass strömt. Falls die AGR nicht freigegeben ist (z. B. sich das AGR-Ventil in einer geschlossenen Position befindet und die AGR nicht strömt), kehrt das Verfahren zurück. Falls die AGR bei 404 freigegeben ist, geht das Verfahren alternativ zu 406 weiter, um zu bestimmen, ob die Kraftmaschine aufgeladen ist. Die Kraftmaschine kann aufgeladen sein, wenn ein Turbolader, der zwischen dem Einlasskanal und einem Auslasskanal angeordnet ist, (z. B. der Turbolader 130) der Ladungsluft, die durch den Einlasskanal strömt, Ladedruck zuführt. In einem Beispiel kann das Bestimmen, ob die Kraftmaschine aufgeladen ist, das Bestimmen enthalten, ob der Krümmerdruck größer als der Kompressoreinlassdruck (CIP) ist.
  • Falls die Kraftmaschine bei 406 aufgeladen ist, geht das Verfahren zu 410 weiter, wobei es die Messungen des Sauerstoffgehalts sowohl von dem ersten Sauerstoffsensor (z. B. dem ersten Einlasssauerstoffsensor) als auch dem zweiten Sauerstoffsensor (z. B. dem zweiten Einlasssauerstoffsensor) erhält, wie im Folgenden ausgearbeitet wird. Folglich kann jeder Sauerstoffsensor verwendet werden, um zwei verschiedene Schätzungen der Sauerstoffkonzentration der Einlassluft anzugeben. Wie oben beschrieben worden ist, ist der erste Sauerstoffsensor stromabwärts des Ortes, an dem die AGR-Gase (z. B. die Niederdruck-AGR-Gase) zurückgeführt werden, positioniert, wohingegen der zweite Sauerstoffsensor stromaufwärts des AGR-Eintrittspunkts positioniert ist. Die Bestandteile der Einlassluft, die an den beiden Sensoren vorbeiströmt, können als solche verschieden sein, wenn die AGR eingeschaltet ist. Die Einlassluft, die an dem ersten Sauerstoffsensor vorbeiströmt, kann die Kohlenwasserstoffe von der PCV, der Entleerung und der AGR enthalten, wohingegen die Einlassluft, die an dem zweiten Sauerstoffsensor vorbeiströmt, nur die Kohlenwasserstoffe von der PCV und der Entleerung enthalten kann. Die zusätzlichen Kohlenwasserstoffe von der AGR können als Verdünnungsmittel wirken, so dass der durch den ersten Sauerstoffsensor gemessene Sauerstoffgehalt der Einlassluft eine niedrigere Sauerstoffkonzentration als die Einlassluft, die an dem zweiten Sauerstoffsensor vorbeiströmt, aufweisen kann. Im Ergebnis können die beiden Sauerstoffsensoren verschiedene Schätzungen des Sauerstoffgehalts der Einlassluft bereitstellen. Spezifisch kann der erste Sauerstoffsensor eine niedrigere Schätzung des Sauerstoffgehalts in der Einlassluft als der zweite Sauerstoffsensor angeben.
  • Außerdem kann das Verfahren bei 410 das gleichzeitige Erhalten einer ersten Schätzung des Sauerstoffgehalts (z. B. über eine erste Ausgabe) von dem ersten Sauerstoffsensor und einer zweiten Schätzung des Sauerstoffgehalts (z. B. über eine zweite Ausgabe) von dem zweiten Sauerstoffsensor enthalten. In dieser Weise können die beiden Messungen des Sauerstoffgehalts von den beiden verschiedenen Sauerstoffsensoren zum gleichen Zeitpunkt ermittelt werden und miteinander verglichen werden. In einem weiteren Beispiel kann das Erhalten der Schätzung des ersten Sauerstoffgehalts von dem ersten Sauerstoffsensor etwas von dem Zeitpunkt des Erhaltens der zweiten Schätzung des Sauerstoffgehalts von dem zweiten Sauerstoffsensor verzögert sein, um den Transportverzögerungen aufgrund des Unterschieds der Positionen der beiden Sensoren entlang dem Einlasskanal Rechnung zu tragen. In dieser Weise können die beiden Sauerstoffsensoren etwa die gleiche Einlassluft abtasten.
  • Falls alternativ die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist (was z. B. außerdem als eine nicht aufgeladene Bedingung bezeichnet wird, bei der der MAP kleiner als der CIP ist), kann in einer Ausführungsform das Verfahren 400 zu 408 weitergehen, um die Einlasssauerstoffkonzentration mit dem ersten Sauerstoffsensor zu messen und die Änderung des Einlasssauerstoffs von einem Bezugspunkt zu bestimmen. Der Bezugspunkt kann ein Sauerstoffgehalt sein, der durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzt wurde, als das AGR-Ventil (z. B. das AGR-Ventil 204) geschlossen war und die AGR nicht zum Einlasskrümmer strömte. Folglich kann das Verfahren bei 408 das Abziehen der Messung des Einlasssauerstoffs (z. B. der Ausgabe von dem Einlasssauerstoffsensor) von dem Bezugspunkt, der ermittelt wurde, als die AGR ausgeschaltet war, enthalten. Wie oben erörtert worden ist, kann der Bezugspunkt ein vorgegebener Punkt sein, als der Sensor ohne AGR gearbeitet hat (der Nullpunkt). Folglich kann der resultierende Wert eine Gesamtänderung des Einlasssauerstoffs (am Einlasssauerstoffsensor) aufgrund der Verdünnungsmittel in der Luftströmung (z. B. der Luftladung) sein. Weil die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, würde, selbst wenn die Entleerungsströmung freigegeben ist, sie stromabwärts des ersten Einlasssauerstoffsensors eingespritzt werden, wobei sie deshalb die Sensormessung nicht beeinflusst. Folglich können in diesem Fall die Verdünnungsmittel in der Luftladung bei 408 nur die AGR (oder hauptsächlich nur die AGR) und nicht die Kohlenwasserstoffe von der Entleerungs- oder der PCV-Strömung sein. Die Änderung der Sauerstoffkonzentration kann dann verwendet werden, um eine Menge der AGR-Strömung zu folgern. Dann kann das Verfahren zurückkehren.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren 400 jedoch, falls die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, anstatt zu 408, wie oben beschrieben worden ist, zu 410 weitergehen. Weil die Kohlenwasserstoffe von dem PCV- und dem Entleerungssystem stromabwärts beider Sauerstoffsensoren in den Einlasskrümmer eintreten, wenn der Ladedruck ausgeschaltet ist, können sie die Messungen von irgendeinem der beiden Sensoren nicht beeinflussen. Folglich können die AGR-Kohlenwasserstoffe der einzige Bestandteil sein, der in dem AGR-Sauerstoffsensor und nicht in dem zweiten Sauerstoffsensor vorhanden ist. Alle Bestandteile, die in der Luft vorhanden sind, die an dem zweiten Sauerstoffsensor vorbeiströmt, können außerdem in der Luft vorhanden sein, die an dem AGR-Sauerstoffsensor vorbeiströmt. Folglich können irgendwelche Unterschiede in dem durch die beiden Sensoren gemessenen Sauerstoffgehalt während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine das Ergebnis der Verdünnung von den AGR-Kohlenwasserstoffen sein, wobei sie folglich eine Angabe der AGR-Strömung sein können. In dieser Weise kann die Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors als ein Bezug auf die Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors dienen, anstatt den Bezugspunkt zu verwenden, wie oben bei 408 beschrieben worden ist. Die beiden Sauerstoffsensoren als solche können weiterhin verwendet werden, um die AGR-Strömung unter den Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine zu schätzen.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Sauerstoffsensor, falls die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, ausschließlich verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen, wie oben bei 408 beschrieben worden ist, wobei jedoch außerdem die Messungen von dem zweiten Sauerstoffsensor in dem Speicher des Controllers (z. B. des Controllers 12) gespeichert werden können. Folglich können die Ausgaben von dem zweiten Sauerstoffsensor während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine, wenn die PCV- und die Entleerungsgase nicht an dem zweiten Sauerstoffsensor vorbeiströmen, in dem Speicher des Controllers gespeichert werden. Wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, können die Ausgaben von dem zweiten Sauerstoffsensor mit den gespeicherten Bezugsausgaben, die ermittelt wurden, als der Ladedruck ausgeschaltet war, verglichen werden, um eine Entleerungs- und/oder eine PCV-Strömung zu schätzen. Spezifisch kann die Sauerstoffkonzentration, die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzt wird, wenn der Ladedruck freigegeben ist, aufgrund der zusätzlichen Kohlenwasserstoffe von den Entleerungs- und/oder den PCV-Gasen, die in die Einlassluft strömen, niedriger als die Sauerstoffkonzentration sein, die geschätzt wird, wenn der Ladedruck ausgeschaltet ist. Folglich kann der Unterschied zwischen den Sauerstoffkonzentrationen, die geschätzt werden, wenn die Entleerung freigegeben ist und wenn sie ausgeschaltet ist, eine Menge der Entleerungs- und der PCV-Gase angeben, die während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine an dem zweiten Sauerstoffsensor vorbeiströmen. Weitergehend von 410 kann der Controller den Unterschied zwischen den beiden Sauerstoffsensor-Schätzungen (oder -ausgaben) verwenden, um bei 412 die AGR-Strömung zu bestimmen. Spezifisch kann die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration von der durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffkonzentration abgezogen werden. Der verbleibende Sauerstoffgehalt kann der sein, der durch die Kohlenwasserstoffe von dem AGR-Gas verdünnt oder ersetzt worden ist. Mit anderen Worten, der Unterschied der Schätzungen der Sauerstoffkonzentration von den beiden Sauerstoffsensoren kann die Konzentration des AGR-Gases in der Einlassluft, die an dem AGR-Sauerstoffsensor vorbeigeht, repräsentieren.
  • Sobald der AGR-Gehalt der Einlassluft bei 412 geschätzt worden ist, kann das Verfahren 400 zu 414 weitergehen und das AGR-Ventil und den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf der (bei 412 bestimmten) geschätzten AGR-Strömung und einer AGR-Sollströmung einstellen. Die Soll-Durchflussmenge kann auf den Betriebsparametern der Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschinenlast, der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinentemperatur, der Abgastemperatur usw., basieren, wie sie durch mehrere Kraftmaschinensensoren gemessen werden. Falls z. B. die geschätzte AGR-Durchflussmenge größer als eine AGR-Solldurchflussmenge ist, kann der Controller eine Öffnung des AGR-Ventils verringern, um die AGR-Strömung zu der Soll-Durchflussmenge zu verringern. In einem weiteren Beispiel kann der Controller, falls die geschätzte AGR-Strömung kleiner als die AGR-Solldurchflussmenge ist, die Öffnung des AGR-Ventils vergrößern, um die AGR-Durchflussmenge zu der Soll-Durchflussmenge zu vergrößern. In einigen Beispielen können zusätzliche Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der bestimmten AGR-Strömung eingestellt werden. Es können z. B. die Funkenzeitsteuerung, der Drosselklappenwinkel und/oder die Kraftstoffeinspritzung basierend auf der bestimmten AGR-Strömung eingestellt werden.
  • Folglich kann 4 ein Verfahren zum Schätzen der AGR-Strömung während der Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine enthalten. Das Verfahren kann während der aufgeladenen Bedingungen das Bestimmen eines Unterschieds zwischen dem Sauerstoffgehalt der Einlassluft, wie er durch zwei Sauerstoffsensoren geschätzt wird, enthalten. Ein erster Sauerstoffsensor 172 kann stromabwärts des Ortes, an dem die AGR-Gase in den Einlasskrümmer zurückgeführt werden, positioniert sein, so dass während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine die Einlassluft, die an dem Sauerstoffsensor vorbeiströmt, die Kohlenwasserstoffe von der PCV, der Entleerung und der AGR enthalten kann. Der andere Sensor (der zweite Sauerstoffsensor 175) kann stromabwärts des PCV- und des Entleerungseinlasses, aber stromaufwärts des AGR-Einlasses positioniert sein, so dass während der aufgeladenen Bedingungen nur die PCV- und die Entleerungskohlenwasserstoffe die Schätzung des Sauerstoffgehalts des Sauerstoffsensors beeinflussen können. Folglich kann während der aufgeladenen Bedingungen der Unterschied zwischen den Schätzungen des Sauerstoffgehalts der Sauerstoffsensoren eine Menge der AGR-Strömung repräsentieren. Während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine kann die AGR-Strömung entweder unter Verwendung des gleichen Verfahrens, das während der aufgeladenen Bedingungen verwendet wird, oder nur unter Verwendung des ersten Sauerstoffsensors 172, um den Sauerstoffgehalt der Einlassluft zu schätzen und den Sauerstoffgehalt mit einem Bezugs-Sauerstoffgehalt, der geschätzt wurde, als die AGR gesperrt war, zu vergleichen, geschätzt werden. Außerdem kann während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine der zweite Sauerstoffsensor 175 verwendet werden, um die Menge der Entleerungs- und/oder der PCV-Strömung durch das Vergleichen des durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffgehalts mit einem Bezugs-Sauerstoffgehalt, der geschätzt wurde, als der Ladedruck gesperrt war, zu schätzen.
  • In dieser Weise umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine als eine Ausführungsform Folgendes: während des aufgeladenen Betriebs Einstellen der Abgasrückführung (AGR) basierend auf einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors, der in einem Einlasskanal positioniert ist und den AGR-Gasen ausgesetzt ist, und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors, der den AGR-Gasen nicht ausgesetzt ist, während er gleichzeitig den Gasen sowohl der Kurbelgehäuseentlüftung als auch der Entleerungsströmung ausgesetzt ist. Das Einstellen der AGR basierend auf der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe enthält das Einstellen der AGR basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe. Das Verfahren umfasst ferner, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, das Einstellen der AGR basierend auf einem des Folgenden: der ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors oder dem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors. Der erste Sauerstoffsensor ist sowohl den AGR-Gasen, die von einem AGR-Kanal zum Einlasskanal strömen, als auch den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Entleerungsströmung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, ausgesetzt. Das Einstellen der AGR enthält das Einstellen einer Position eines AGR-Ventils, das in einem AGR-Kanal angeordnet ist, der die AGR-Gase von einem Auslasskanal zu dem Einlasskanal strömen lässt. Der erste Sauerstoffsensor ist in dem Einlasskanal stromabwärts des Ortes, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, positioniert. Der zweite Sauerstoffsensor ist in dem Einlasskanal stromaufwärts des Ortes, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, und stromabwärts des Ortes, an dem die Kohlenwasserstoffe der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Entleerungsströmung während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine in den Einlasskanal eintreten, positioniert. Das Verfahren umfasst ferner, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, das Schätzen einer Entleerungs- und/oder einer PCV-Strömung basierend auf dem Unterschied zwischen der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors und einer dritten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors während einer Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist. In einem Beispiel enthält die Kraftmaschine zwei Turbolader mit einem ersten Einlasskanal, der an einen PCV-Einlass und einen Kraftstoffkanisterentleerungsströmungs-Einlass in den ersten Einlasskanal gekoppelt ist, und einem zweiten Einlasskanal, der an den AGR-Kanal gekoppelt ist, wobei der zweite Sauerstoffsensor in dem ersten Einlasskanal stromabwärts des PCV-Einlasses und des Kraftstoffkanisterentleerungsströmungs-Einlasses positioniert ist und wobei der erste Sauerstoffsensor in einem gemeinsamen Einlasskanal positioniert ist, wo die Gase sowohl von dem ersten Einlasskanal als auch von dem zweiten Einlasskanal in den gemeinsamen Einlasskanal strömen. Der aufgeladene Betrieb enthält, dass ein Turbolader, der zwischen dem Einlasskanal und einem Auslasskanal angeordnet ist, der Ladeluft, die durch den Einlasskanal strömt, Ladedruck zuführt.
  • In 5 ist eine graphische Darstellung 500 gezeigt, die die Änderungen der Ausgaben der beiden Einlasssauerstoffsensoren in Reaktion auf die Änderungen der Kraftstoffkanister-Entleerungsströmung, der PCV-Strömung und der AGR-Strömung während der Bedingungen einer aufgeladenen und einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine darstellt. Die graphische Darstellung 500 zeigt die Änderungen des Ladedrucks in der graphischen Darstellung 502, der Entleerungsströmung in der graphischen Darstellung 504, der PCV-Strömung in der graphischen Darstellung 506 und der AGR-Strömung in der graphischen Darstellung 508. Außerdem zeigt die graphische Darstellung 500, wie sich die Einlasssauerstoffkonzentration, die durch einen ersten Einlasssauerstoffsensor (die graphische Darstellung 512) gemessen wird und die durch einen zweiten Einlasssauerstoffsensor (die graphische Darstellung 510) gemessen wird, in Reaktion auf die Änderungen der AGR-Strömung, des Ladedrucks, der Entleerungsströmung und der PCV-Strömung ändern kann. Der Ladedruck kann eingeschaltet sein, wenn einer oder mehrere Turbolader arbeiten und der Ladungsluft, die durch den Einlasskanal strömt, Ladedruck zuführen, und kann ausgeschaltet sein, wenn die Turbolader nicht arbeiten. Die Entleerungs- und die PCV-Strömung können die Menge der Entleerungs- und der PCV-Gase sein, die zum Einlasskrümmer strömen. Die Entleerungs- und die PCV-Gase können während der nicht aufgeladenen Bedingungen direkt zum Einlasskrümmer strömen, ohne an den Sauerstoffsensoren vorbeizugehen. Während der aufgeladenen Bedingungen können die Entleerungs- und die PCV-Gase an den Sauerstoffsensoren vorbeiströmen. Der erste Einlasssauerstoffsensor kann der erste Sauerstoffsensor 172 nach 1 sein, während der zweite Einlasssauerstoffsensor der zweite Sauerstoffsensor 175 nach 1 sein kann. Der erste und der zweite Einlasssauerstoffsensor können in einem Einlasskanal positioniert sein, so dass während der aufgeladenen Bedingungen die PCV- und/oder die Entleerungsgase an den Sensoren vorbeiströmen können und die Ausgaben der Sensoren beeinflussen können. Während der nicht aufgeladenen Bedingungen können die PCV- und/oder die Entleerungsgase jedoch direkt zum Einlasskrümmer strömen, ohne an den Sensoren vorbeizugehen und ihre Ausgaben zu beeinflussen. Ferner kann der erste Sauerstoffsensor stromabwärts des Ortes, an dem die AGR-Gase zurückgeführt werden, positioniert sein, so dass die AGR-Gase die Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors während der Bedingungen einer aufgeladenen und einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine beeinflussen können, solange wie das AGR-Ventil (z. B. das AGR-Ventil 204) offen ist und die AGR zum Einlasskrümmer zurückgeführt wird.
  • Wie oben bezüglich 4 beschrieben worden ist, können zwei Einlasssauerstoffsensoren verwendet werden, um die AGR-Strömung in einer Kraftmaschine mit Turbolader zu schätzen. Die Ausgaben von beiden Sauerstoffsensoren können während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine durch die PCV- und/oder die Entleerungsströmung beeinflusst sein. Folglich können die Kohlenwasserstoffe von den Entleerungs- und den PCV-Gasen den Sauerstoffgehalt in der Einlassluft, der durch die beiden Sauerstoffsensoren registriert wird, verringern. Mit anderen Worten, die Einlassluft kann durch die PCV- und die Entleerungsgase verdünnt sein und kann im Ergebnis eine niedrigere Sauerstoffkonzentration aufweisen, die in den Schätzungen von den Sauerstoffsensoren widergespiegelt sein kann. Während der nicht aufgeladenen Bedingungen strömen jedoch die PCV- und/oder die Entleerungsgase nicht an den Sauerstoffsensoren vorbei, wobei sie folglich nicht ihre Ausgaben beeinflussen. Außerdem werden die Ausgaben von dem ersten, aber nicht von dem zweiten Sauerstoffsensor durch die Änderungen der AGR-Strömung beeinflusst. Eine Zunahme der AGR-Strömung als solche kann zu einer Abnahme des Sauerstoffgehalts der Einlassluft, der durch den ersten Sauerstoffsensor registriert wird, führen. Solange wie die AGR strömt, kann folglich der Sauerstoffgehalt der Einlassluft, der durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzt wird, niedriger als der Sauerstoffgehalt sein, der durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzt wird. Der Unterschied zwischen dem durch jeden Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffgehalt kann dann verwendet werden, um eine Menge der AGR-Strömung zu folgern. Dies ist insbesondere während der aufgeladenen Bedingungen hilfreich, wenn die Ausgaben des ersten Sauerstoffsensors durch die AGR-, die Entleerungs- und/oder die PCV-Strömung beeinflusst sein können. Während der aufgeladenen Bedingungen kann es schwierig sein, die AGR-Strömung nur mit dem ersten Sauerstoffsensor von der PCV- und/oder der Entleerungsströmung zu unterscheiden. Der erste Sauerstoffsensor als solcher kann die Entleerungs- und/oder die PCV-Strömung als ein zusätzliches AGR-Verdünnungsmittel registrieren und kann eine höhere Schätzung für die AGR-Strömung als die tatsächliche Menge der AGR-Strömung angeben. Folglich kann der zweite Sauerstoffsensor verwendet werden, um die Bestandteile von der PCV- und/oder der Entleerungsströmung herauszurechnen, die den Sauerstoffgehalt, der durch den ersten Sauerstoffsensor registriert wird, beeinflussen können. In dieser Weise können die AGR-Gase, die an dem ersten Sauerstoffsensor vorbeiströmen, isoliert werden und kann die Menge der AGR-Strömung gefolgert werden.
  • Beginnend vor t1 ist der Ladedruck ausgeschaltet (die graphische Darstellung 502), befindet sich die Entleerungsströmung auf einem niedrigeren ersten Pegel P1 (die graphische Darstellung 504), befindet sich die PCV-Strömung auf einem niedrigeren ersten Pegel F1 (die graphische Darstellung 506) und befindet sich die AGR-Strömung auf einem niedrigeren ersten Pegel E1 (die graphische Darstellung 508). P1 und F1 können relativ null sein, so dass effektiv keine Entleerungs- und/oder PCV-Gase zum Einlasskrümmer strömen. In einem weiteren Beispiel können P1 und/oder F1 größer als null sein, so dass die Entleerungs- und/oder die PCV-Gase zum Einlasskrümmer strömen können. Weil jedoch der Ladedruck vor t1 ausgeschaltet ist, können irgendwelche Entleerungs- und/oder PCV-Gase, die zum Einlasskrümmer strömen, an keinem der beiden Sauerstoffsensoren vorbeigehen, wobei sie als solche den durch die Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffgehalt nicht beeinflussen können. E1 kann größer als null sein und kann als solche die Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors beeinflussen, wie in der graphischen Darstellung 512 zu sehen ist. Spezifisch kann aufgrund der AGR-Gase, die vor dem Zeitpunkt t1 mit dem ersten Pegel E1 strömen, der erste Sauerstoffsensor eine niedrigere Sauerstoffkonzentration als der zweite Sauerstoffsensor (die graphische Darstellung 510) schätzen. Der zweite Sauerstoffsensor kann eine erste höhere Sauerstoffkonzentration O1 schätzen, wobei der Unterschied zwischen den durch die beiden Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffkonzentrationen eine Menge D1 sein kann, so dass die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration um eine niedrigere erste Menge D1 kleiner als O1 ist. Folglich kann D1 die gleiche oder relativ die gleiche wie die Menge der AGR-Strömung E1 vor t1 sein.
  • Zum Zeitpunkt t1 nimmt die PCV-Strömung von dem niedrigeren ersten Pegel F1 zu einem höheren zweiten Pegel F2 zu, wie in der graphischen Darstellung 506 zu sehen ist. Der Ladedruck bleibt zu t1 ausgeschaltet, wobei die Entleerungs- und die AGR-Strömung auf ihren jeweiligen niedrigeren ersten Pegeln P1 und E1 bleiben. Weil die Kraftmaschine zu t1 nicht aufgeladen ist, werden weder der erste noch der zweite Sauerstoffsensor durch die Zunahme der PCV-Strömung beeinflusst, wobei folglich die durch die Sauerstoffsensoren gemessenen Sauerstoffkonzentrationen die gleichen wie vor t1 bleiben. Folglich bleibt nach t1 die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration auf O1, während die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration um den gleichen Betrag D1 kleiner als O1 ist. Wie früher beschrieben worden ist, kann D1 die Menge der AGR-Strömung E1 repräsentieren, die an dem ersten Sauerstoffsensor vorbeiströmt.
  • Zum Zeitpunkt t2 nimmt die Entleerungsströmung von dem niedrigeren ersten Pegel P1 zu einem höheren zweiten Pegel P2 zu, wie in der graphischen Darstellung 504 zu sehen ist. Gleichzeitig nimmt zu t2 die PCV-Strömung von dem höheren zweiten Pegel F2 zu dem niedrigeren ersten Pegel F1 ab, wie in der graphischen Darstellung 506 zu sehen ist. Der Ladedruck bleibt zu t2 ausgeschaltet, wobei die AGR-Strömung auf dem niedrigeren ersten Pegel E1 bleibt. Weil die Kraftmaschine zu t2 nicht aufgeladen ist, werden weder der erste noch der zweite Sauerstoffsensor durch die Zunahme der Entleerungsströmung oder die Abnahme der PCV-Strömung beeinflusst, wobei folglich die durch die Sauerstoffsensoren gemessenen Sauerstoffkonzentrationen nach t2 die gleichen wie vor t2 bleiben. Folglich bleibt die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration nach t2 auf O1, wobei die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration um den gleichen Betrag D1 kleiner als O1 ist. Wie früher beschrieben worden ist, kann D1 die Menge der AGR-Strömung E1 repräsentieren, die an dem ersten Sauerstoffsensor vorbeiströmt.
  • Zum Zeitpunkt t3 nimmt die Entleerungsströmung von dem höheren zweiten Pegel P2 zu dem niedrigeren ersten Pegel P1 ab, wie in der graphischen Darstellung 504 zu sehen ist. Gleichzeitig nimmt zu t3 die PCV-Strömung von dem niedrigeren ersten Pegel F1 zu dem höheren zweiten Pegel F2 zu, wie in der graphischen Darstellung 506 zu sehen ist. Die AGR-Strömung bleibt auf ihrem niedrigeren ersten Pegel E1. Zu t3 wird der Ladedruck eingeschaltet, wobei im Ergebnis die PCV- und die vernachlässigbaren Entleerungsgase beginnen, an den beiden Sauerstoffsensoren vorbeizuströmen (z. B. sowohl an dem ersten als auch dem zweiten Einlasssauerstoffsensor vorbei). In Reaktion auf die PCV- und die Entleerungsbestandteile in der Einlassluft nimmt die durch den zweiten Sauerstoffsensor (die graphische Darstellung 510) geschätzte Sauerstoffkonzentration von dem höheren ersten Pegel O1 zu einem niedrigeren zweiten Pegel O2 ab. Entsprechend nimmt die durch den ersten Sauerstoffsensor (die graphische Darstellung 512) geschätzte Sauerstoffkonzentration um einen ähnlichen Betrag zu dem des zweiten Sauerstoffsensors ab, so dass sie um den Betrag D1 kleiner als O2 ist. Folglich kann zu t3 die Sauerstoffkonzentration, die durch die beiden Sauerstoffsensoren geschätzt wird, im Ergebnis dessen, dass beide Sensoren der Einlassluft, die relativ gleiche Mengen des PCV- und des Entleerungsgases umfasst, ausgesetzt sind, um relativ den gleichen Betrag abnehmen.
  • Zum Zeitpunkt t4 bleibt der Ladedruck eingeschaltet, wobei die Entleerungsströmung auf dem niedrigeren ersten Pegel P1 bleibt und die PCV auf dem höheren zweiten Pegel F2 bleibt. Folglich bleibt zu t4 die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration relativ die gleiche auf dem zweiten Pegel O2. Zu t4 nimmt jedoch die AGR-Strömung von dem niedrigeren ersten Pegel E1 zu einem höheren zweiten Pegel E2 zu. In Reaktion auf die Zunahme der AGR-Strömung nimmt die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration auf einen dritten Pegel O3 ab, der kleiner als O2 sein kann, so dass der Unterschied zwischen den durch die beiden Sauerstoffsensoren gemessenen Sauerstoffkonzentrationen von dem niedrigeren ersten Betrag D1 zu einem höheren zweiten Betrag D2 zunimmt. Der Unterschied zwischen D1 und D2 kann zu dem Unterschied zwischen E1 und E2 proportional sein. Folglich kann der Betrag der Zunahme der AGR-Strömung zu t4 einen entsprechenden Betrag der Abnahme der durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffkonzentration verursachen. Der Unterschied zwischen den zu t4 geschätzten Sauerstoffkonzentrationen O2 und O3 als solcher kann die AGR-Strömung E2 zu t4 repräsentieren.
  • Zum Zeitpunkt t5 bleibt der Ladedruck eingeschaltet, bleibt die Entleerungsströmung auf P1 und bleibt die PCV auf F2. Folglich bleibt zu t5 die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration relativ die gleiche auf dem zweiten Pegel O2. Zu t5 nimmt jedoch die AGR-Strömung von dem höheren zweiten Pegel E2 zu dem niedrigeren ersten Pegel E1 ab. In Reaktion auf die Abnahme der AGR-Strömung nimmt die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration von O3 zurück zu einem Pegel zu, der zu dem zu t3 ähnlich ist, so dass der Unterschied zwischen den durch die beiden Sauerstoffsensoren gemessenen Sauerstoffkonzentrationen von dem höheren zweiten Betrag D2 zu einem niedrigeren ersten Betrag D1 abnimmt. Folglich kann zu t5 die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration um den Betrag D1 kleiner als O2 sein, wobei D1 die niedrigere erste AGR-Strömung E1 repräsentieren kann.
  • Zum Zeitpunkt t6 bleibt der Ladedruck eingeschaltet, bleibt die AGR-Strömung auf E1 und bleibt die PCV auf F2. Zu t6 nimmt jedoch die Entleerungsströmung von dem niedrigeren ersten Pegel P1 zu dem höheren zweiten Pegel P2 zu. Folglich nimmt in Reaktion auf die Zunahme der Entleerungsströmung zu t5 die durch den zweiten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration von O2 zu einem niedrigeren vierten Pegel O4 ab. Entsprechend nimmt die durch den ersten Sauerstoffsensor geschätzte Sauerstoffkonzentration um einen ähnlichen Betrag zu dem des zweiten Sauerstoffsensors ab, so dass sie um den Betrag D1 kleiner als O4 ist. D1 kann mit dem Betrag der AGR-Strömung E1 zum Zeitpunkt t6 direkt in Beziehung stehen.
  • Folglich zeigt 5, wie die Sauerstoffkonzentrationen, die durch zwei verschiedene Einlasssauerstoffsensoren, einen ersten Sauerstoffsensor, der stromabwärts eines AGR-Einlasses in den Einlasskanal positioniert ist, und den zweiten, der stromaufwärts eines AGR-Einlasses in den Einlasskanal positioniert ist, gemessen werden, durch die Änderungen der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine beeinflusst werden können. Beide Sauerstoffsensoren können durch die Änderungen der PCV- und der Entleerungsströmung während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine ähnlich beeinflusst werden. Spezifisch kann eine Zunahme der Entleerungs- und/oder der PCV-Strömung zu einer Abnahme der durch die beiden Sensoren geschätzten Sauerstoffkonzentration führen. Während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine können die durch die Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffkonzentrationen durch die Änderungen der PCV- und der Entleerungsströmung unbeeinflusst sein. Unter den Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine können die Änderungen der AGR-Strömung die Ausgaben des ersten Sauerstoffsensors, der stromabwärts des Ortes, an dem das AGR-Gas in den Einlasskanal eintritt, positioniert ist, beeinflussen. Spezifisch können die Zunahmen der AGR-Strömung zu einer Abnahme der durch den Sauerstoffsensor geschätzten Sauerstoffkonzentration führen. Ferner kann der Unterschied zwischen den durch die beiden Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffkonzentrationen mit einer Menge der AGR-Strömung in Beziehung stehen. Folglich kann die AGR-Strömung basierend auf dem Unterschied zwischen den durch die beiden Sauerstoffsensoren geschätzten Sauerstoffkonzentrationen geschätzt werden.
  • In dieser Weise können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren die Genauigkeit der Schätzungen der AGR-Strömung während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine vergrößern. Spezifisch kann der Unterschied zwischen den Sauerstoffkonzentrationen, die unter Verwendung von zwei verschiedenen Einlasssauerstoffsensoren geschätzt werden können, verwendet werden, um eine AGR-Strömung während der Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine zu folgern. Ein erster Sauerstoffsensor kann stromabwärts des Ortes, an dem das AGR-Gas zurückgeführt wird, und stromabwärts des Ortes, an dem die PCV- und die Entleerungsgase während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine in ein Kraftmaschinensystem eingeleitet werden, positioniert sein. Ein zweiter Sauerstoffsensor kann positioniert sein, so dass er keine AGR-Gase empfängt, so dass er aber während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine die Entleerungs- und/oder die PCV-Gase empfängt. Folglich können, wenn die AGR freigegeben ist, die unter Verwendung des ersten Sauerstoffsensors geschätzten Sauerstoffkonzentrationen niedriger als die Schätzungen unter Verwendung des zweiten Sauerstoffsensors sein. Die Ausgaben der beiden Sauerstoffsensoren können durch die Zunahmen in der PCV- und/oder der Entleerungsströmung während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine ähnlich beeinflusst sein. Der Unterschied zwischen den Schätzungen der Sauerstoffkonzentration der beiden Sauerstoffsensoren kann eine Menge der AGR-Strömung angeben.
  • Folglich wird eine technische Wirkung des Bestimmens der AGR-Strömung während der Bedingungen einer aufgeladenen Kraftmaschine durch das Vergleichen der Schätzungen der Sauerstoffkonzentration von den beiden Sauerstoffsensoren erreicht, wobei ein Sauerstoffsensor der AGR-Strömung ausgesetzt ist, während der andere es nicht ist. Spezifisch kann die durch den Sauerstoffsensor in dem Weg der AGR-Strömung geschätzte Sauerstoffkonzentration von der Schätzung der Sauerstoffkonzentration durch den Sauerstoffsensor, der sich nicht in dem Weg der AGR-Strömung befindet, abgezogen werden. Der Unterschied zwischen den beiden Schätzungen der Sauerstoffkonzentration kann mit der Menge der AGR-Strömung direkt in Beziehung stehen. Während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine können die beiden Sensoren weiterhin verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen. Alternativ kann während der Bedingungen einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine der erste Sensor ausschließlich verwendet werden, um die AGR-Strömung zu schätzen. Der Sauerstoffsensor kann die aktuellen Schätzungen der Sauerstoffkonzentration mit jenen vergleichen, die ermittelt wurden, als die AGR nicht strömte, um den Betrag der AGR-Strömung festzustellen.
  • In einer weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine Folgendes: während sowohl der aufgeladenen als auch der nicht aufgeladenen Bedingungen Bestimmen der AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors, wobei beide Sensoren während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine den PCV- und den Entleerungsgasen ausgesetzt sind und wobei nur einer der Sensoren während der Bedingungen sowohl einer aufgeladenen als auch einer nicht aufgeladenen Kraftmaschine den AGR-Gasen ausgesetzt ist.
  • In einer noch weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine Folgendes: während der aufgeladenen Bedingungen Bestimmen einer AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors und während der nicht aufgeladenen Bedingungen Bestimmen der AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen einer ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des Sauerstoffsensors, wobei die zweite Ausgabe des Sauerstoffsensors ermittelt wird, wenn das AGR-Gas nicht strömt, und wobei die erste Ausgabe ermittelt wird, wenn das AGR-Gas strömt. Der erste Sauerstoffsensor kann der AGR-Strömung und der Entleerungs- und der PCV-Strömung ausgesetzt sein, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist. Der zweite Sauerstoffsensor kann der Entleerungs- und der PCV-Strömung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, und nicht der AGR-Strömung ausgesetzt sein.
  • Es sei angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem einschließlich des Controllers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und der anderen Kraftmaschinen-Hardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch das Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Komponenten der Kraftmaschinen-Hardware in Kombination mit dem elektronischen Controller enthält.
  • Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
  • Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Schutzumfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6742379 [0002]

Claims (20)

  1. Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: während des aufgeladenen Betriebs Einstellen der Abgasrückführung (AGR) basierend auf einer ersten Ausgabe eines ersten Sauerstoffsensors, der in einem Einlasskanal positioniert und den AGR-Gasen ausgesetzt ist, und einer zweiten Ausgabe eines zweiten Sauerstoffsensors, der den AGR-Gasen nicht ausgesetzt ist und der den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung und der Entleerungsströmung ausgesetzt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der AGR basierend auf der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe das Einstellen der AGR basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe enthält und wobei die zweite Ausgabe von dem zweiten Sauerstoffsensor ist, der gleichzeitig nicht den AGR-Gasen ausgesetzt ist und den Gasen sowohl der Kurbelgehäuseentlüftung als auch der Entleerungsströmung ausgesetzt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, das Einstellen der AGR basierend auf einem des Folgenden umfasst: der ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors oder dem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Sauerstoffsensor sowohl den AGR-Gasen, die von einem AGR-Kanal zum Einlasskanal strömen, als auch den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Entleerungsströmung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, ausgesetzt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der AGR das Einstellen einer Position eines AGR-Ventils enthält, das in einem AGR-Kanal angeordnet ist, der die AGR-Gase von einem Auslasskanal zu dem Einlasskanal strömen lässt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Sauerstoffsensor in dem Einlasskanal stromabwärts des Ortes, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, positioniert ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der zweite Sauerstoffsensor in dem Einlasskanal stromaufwärts des Ortes, an dem der AGR-Kanal an den Einlasskanal gekoppelt ist, und stromabwärts des Ortes, an dem die Kohlenwasserstoffe der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Entleerungsströmung während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine in den Einlasskanal eintreten, positioniert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, das Schätzen einer Entleerungs- und/oder einer PCV-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors und einer dritten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors während einer Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Kraftmaschine zwei Turbolader mit einem ersten Einlasskanal, der an einen PCV-Einlass und einen Kraftstoffkanisterentleerungsströmungs-Einlass in den ersten Einlasskanal gekoppelt ist, und einem zweiten Einlasskanal, der an den AGR-Kanal gekoppelt ist, enthält, wobei der zweite Sauerstoffsensor in dem ersten Einlasskanal stromabwärts des PCV-Einlasses und des Kraftstoffkanisterentleerungsströmungs-Einlasses positioniert ist und wobei der erste Sauerstoffsensor in einem gemeinsamen Einlasskanal positioniert ist, wo die Gase sowohl von dem ersten Einlasskanal als auch von dem zweiten Einlasskanal in den gemeinsamen Einlasskanal strömen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aufgeladene Betrieb enthält, dass ein Turbolader, der zwischen dem Einlasskanal und einem Auslasskanal angeordnet ist, der Ladeluft, die durch den Einlasskanal strömt, einen Ladedruck zuführt.
  11. System, das Folgendes umfasst: einen ersten Sauerstoffsensor, der in einem Einlasskanal stromabwärts eines Abgasrückführungseinlasses (AGR-Einlasses) von einem AGR-Kanal angeordnet ist; einen zweiten Sauerstoffsensor, der in dem Einlasskanal stromaufwärts des AGR-Einlasses und stromabwärts des Ortes, an dem die Gase der Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und der Kraftstoffkanisterentleerung unter aufgeladenen Bedingungen in den Einlasskanal eintreten, angeordnet ist; und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum: Einstellen der AGR-Strömung basierend auf einer ersten Ausgabe des ersten Sauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors während der aufgeladenen Bedingungen.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner Anweisungen zum Einstellen der AGR-Strömung basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während der aufgeladenen Bedingungen enthalten.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner Anweisungen zum Einstellen der AGR-Strömung basierend entweder auf der ersten Ausgabe und nicht der zweiten Ausgabe oder auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während der nicht aufgeladenen Bedingungen enthalten.
  14. System nach Anspruch 11, das ferner einen Turbolader umfasst, der eine Turbine enthält, die einen Kompressor antreibt, und wobei die aufgeladenen Bedingungen enthalten, dass die Turbine den Kompressor antreibt, um der Luft in dem Einlasskanal einen Ladedruck bereitzustellen.
  15. System nach Anspruch 14, das ferner einen Auslasskanal umfasst und wobei der AGR-Kanal die Abgase von dem Auslasskanal stromabwärts der Turbine und zu dem Einlasskanal stromaufwärts des Kompressors leitet.
  16. System nach Anspruch 14, das ferner eine Einlassdrosselklappe, die an einen Einlasskrümmer gekoppelt ist, umfasst und wobei der erste Einlasssauerstoffsensor ferner in dem Einlasskanal stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts der Einlassdrosselklappe angeordnet ist.
  17. System nach Anspruch 11, wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil enthält und wobei das Einstellen der AGR-Strömung das Einstellen einer Position des AGR-Ventils in Reaktion auf einen Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe während des Betriebs einer aufgeladenen Kraftmaschine enthält.
  18. System für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: einen ersten und einen zweiten parallelen Einlasskanal, die einen ersten bzw. einen zweiten Turbolader enthalten und die Ladungsluft zu einem gemeinsamen Einlasskanal, der an einen Einlasskrümmer der Kraftmaschine gekoppelt ist, strömen lassen; ein Kurbelgehäuse, das über einen PCV-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt ist; einen Kanister, der konfiguriert ist, die Kraftstoffdämpfe von einem Kraftstofftank zu empfangen, wobei der Kanister über einen Entleerungs-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt ist; einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal (Niederdruck-AGR-Kanal), der zwischen einen Auslasskanal stromabwärts einer Abgasturbine des ersten Turboladers und den ersten Einlasskanal stromaufwärts eines Einlasskompressors des ersten Turboladers gekoppelt ist, wobei der Niederdruck-AGR-Kanal ein Niederdruck-AGR-Ventil enthält; einen ersten Einlasssauerstoffsensor, der in dem gemeinsamen Einlasskanal angeordnet ist; einen zweiten Einlasssauerstoffsensor, der in dem zweiten Einlasskanal stromabwärts des Ortes, an dem der PCV-Ladedruckweg und der Entleerungs-Ladedruckweg an den zweiten Einlasskanal gekoppelt sind, angeordnet ist; und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum: während einer ersten Bedingung, wenn die Kraftmaschine aufgeladen ist, Einstellen des Niederdruck-AGR-Ventils basierend auf einer ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors und einer zweiten Ausgabe des zweiten Einlasssauerstoffsensors.
  19. System nach Anspruch 18, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner Anweisungen enthalten zum: Einstellen der AGR basierend entweder auf der ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors oder auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe des ersten Einlasssauerstoffsensors und der zweiten Ausgabe des zweiten Sauerstoffsensors, während einer zweiten Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist.
  20. System nach Anspruch 18, wobei das Einstellen des Niederdruck-AGR-Ventils das Einstellen des Niederdruck-AGR-Ventils basierend auf einem Unterschied zwischen der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe enthält, und das ferner eine Einlassdrosselklappe umfasst, die stromabwärts eines Ladeluftkühlers und stromaufwärts des ersten Einlasssauerstoffsensors an den Einlasskrümmer gekoppelt ist.
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