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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Detektieren von Kraftstoffverschiebungen in einem Kraftfahrzeug.
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Hintergrund und Zusammenfassung
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Ein Abgassensor kann in einem Auslasssystem eines Fahrzeugs positioniert sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das aus einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs austritt, zu detektieren. Die Messwerte des Abgassensors können verwendet werden, um den Betrieb der Brennkraftmaschine zu steuern, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Abgase kann aufgrund der Verschlechterung in einer oder mehreren Komponenten (z. B. einem Luftmassendurchflusssensor (MAF-Sensor), einer Kraftstoffpumpe usw.) oder einer Änderung des Kraftstofftyps von einem Sollverhältnis fluktuieren. Eine Kraftstoffverschiebung zu mager kann zu einem magereren als dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis führen, während eine Kraftstoffverschiebung zu fett ein fetteres als das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis verursachen kann. Die Kraftstoffverschiebungen können die Kraftmaschinensteuerung beeinflussen, was zu einer Zunahme der Emissionen und/oder einer verringerten Fahrbarkeit des Fahrzeugs führt. Dementsprechend kann eine genaue Bestimmung der vorhandenen Kraftstoffverschiebungen die Wahrscheinlichkeit der Verschlechterung der Kraftmaschinensteuerung verringern.
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Die Erfinder haben hier die obigen Probleme erkannt und eine Herangehensweise identifiziert, um die obigen Probleme wenigstens teilweise zu behandeln. In einer Ausführungsform wird ein Verfahren für eine Kraftmaschine bereitgestellt, zum Angeben einer Kraftstoffverschiebung basierend auf einer Zeitverzögerung eines Abgassensors während eines Eintritts in eine und eines Austritts aus einer Kraftstoff-Schubabschaltung (DFSO). Hier können die Kraftstoffverschiebungen während des Kraftmaschinenbetriebs in einer Weise unter Verwendung vorhandener Hardware und der Kraftstoffmodulationen, die während der DFSO-Ereignisse auftreten, genauer detektiert werden.
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In einem Beispiel kann der Abgassensor bezüglich der Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses überwacht werden, wobei eine Zeitverzögerungsreaktion bei jedem Eintritt in die und dem nachfolgenden Austritt aus der DFSO gemessen werden kann. Die Zeitverzögerungsreaktion des Abgassensors als solche kann während der Bedingungen überwacht werden, die die Mager-zu-fett- und die Fett-zu-mager-Übergänge approximieren, um ohne intrusive Exkursionen zu bestimmen, ob Kraftstoffverschiebungen vorhanden sind. Hier kann eine Eintrittszeitverzögerung eine Dauer von einem Start des Eintritts in die DFSO bis zu einer ersten Schwellenänderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sein. Ferner kann eine Austrittszeitverzögerung eine Dauer von einem Start des Austritts aus der DFSO bis zu einer zweiten Schwellenänderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sein. Die Eintrittszeitverzögerungsreaktion kann mit einer erwarteten Eintrittszeitverzögerung verglichen werden, während die Austrittszeitverzögerungsreaktion mit einer erwarteten Austrittszeitverzögerungsreaktion verglichen werden kann. Es kann eine Kraftstoffverschiebung zu fett bestimmt werden, wenn die Eintrittszeitverzögerung größer als die erwartete Eintrittszeitverzögerung ist und sich die Austrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwerts der erwarteten Austrittsverzögerung befindet. Eine Kraftstoffverschiebung zu mager kann detektiert werden, wenn bestimmt wird, dass sich die Eintrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwerts der erwarteten Eintrittszeitverzögerung befindet und die Austrittszeitverzögerung größer als die erwartete Austrittszeitverzögerung ist.
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In dieser Weise kann eine nicht intrusive und passive Herangehensweise verwendet werden, um das Vorhandensein von Kraftstoffverschiebungen zu detektieren. Die Zeitverzögerungsreaktionen von dem Abgassensor während des Eintritts in die und des Austritts aus den DFSO-Ereignissen können ein robusteres Signal bereitstellen, das weniger Rauschen und eine höhere Genauigkeit aufweist. Folglich kann eine zuverlässigere Diagnose vorhandener Kraftstoffverschiebungen ausgeführt werden. Ferner können diese Kraftstoffverschiebungen unter Verwendung einer Regelung und durch das Anpassen der Kraftmaschinensteuerung (z. B. der Drosselklappenposition, der Kraftstoffeinspritzmenge und/oder der Zeitsteuerung) in Reaktion auf den Typ der Kraftstoffverschiebung gelindert werden.
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Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich, wenn sie allein oder im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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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.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 stellt eine schematische graphische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebssystems eines Fahrzeugs, das einen Abgassensor enthält, dar.
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2 zeigt eine graphische Darstellung, die einen Eintritt in eine und einen Austritt aus einer DFSO angibt, wenn ein Kraftstoffverschiebungszustand zu fett vorhanden ist.
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3 zeigt eine graphische Darstellung, die einen Eintritt in eine und einen Austritt aus einer DFSO angibt, wenn ein Kraftstoffverschiebungszustand zu mager vorhanden ist.
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4 ist ein beispielhafter Ablaufplan, der ein Verfahren, das durch einen Controller ausgeführt wird, wenn die Kraftmaschine in die DFSO eintritt und aus der DFSO austritt, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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5 ist ein beispielhafter Ablaufplan, der ein Verfahren zum Diagnostizieren der Kraftstoffverschiebungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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6 zeigt einen beispielhaften Ablaufplan zum Bestätigen, ob eine Kraftstoffverschiebung eine Kraftstoffverschiebung zu fett oder eine Verschiebung zu mager ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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7a, 7b, 7c, 7d, 7e und 7f stellen graphische Darstellungen dar, die sechs Typen der Verschlechterung des Abgassensors angeben.
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8a und 8b zeigen beispielhafte graphische Darstellungen, die sieben Abgassensorklassifikationen basierend auf Modellparametern veranschaulichen.
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Ausführliche Beschreibung
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Herangehensweise zum Bestimmen des Vorhandenseins von Kraftstoffverschiebungen in einem Kraftmaschinensystem, wie z. B. dem Kraftmaschinensystem nach 1. Eine Kraftstoffverschiebung kann über das Überwachen von Zeitverzögerungsreaktionen von einem Abgassensor während jedes Eintritts in die und Austritts aus der DFSO bestimmt werden, wie in den 2 und 3 gezeigt ist, um die Reaktionen des Abgassensors während der Fett-zu-mager- und der Mager-zu-fett-Übergänge nicht intrusiv zu überwachen. Vor dem Überwachen der Zeitverzögerungen kann der Abgassensor basierend auf sechs Typen des Verschlechterungsverhaltens (die 7a–7f) und basierend auf den Eigenschaften einer Verteilung der Extremwerte der berechneten Differentiale des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (das außerdem als Lambda bezeichnet wird) (die 8a–8b) bezüglich einer Verschlechterung bewertet werden. Ein Controller kann konfiguriert sein, Routinen, wie z. B. jene, die in den 4–6 gezeigt sind, zum Bestimmen des Vorhandenseins einer Kraftstoffverschiebung, zum Klassifizieren der Kraftstoffverschiebung als eine Kraftstoffverschiebung zu fett oder eine Kraftstoffverschiebung zu mager und zum Einstellen der Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der bestimmten Kraftstoffverschiebung auszuführen.
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1 ist eine schematische graphische Darstellung, die einen Zylinder einer Mehrzylinder-Kraftmaschine 10 zeigt, die in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs enthalten sein kann, in dem ein Abgassensor 126 verwendet werden kann, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch die Kraftmaschine 10 erzeugten Abgases zu bestimmen. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann (zusammen mit anderen Betriebsparametern) für die Regelung der Kraftmaschine 10 in verschiedenen Betriebsmodi verwendet werden. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 132 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert sein. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Verbrennungskammer 30 (die außerdem als ein Zylinder 30 bezeichnet wird) der Kraftmaschine 10 kann die Verbrennungskammerwände 32 enthalten, in denen ein Kolben 36 positioniert ist. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein (nicht gezeigtes) Zwischengetriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein (nicht gezeigtes) Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
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Die Verbrennungskammer 30 kann die Einlassluft über einen Einlasskanal 42 von einem Einlasskrümmer 44 empfangen und kann die Verbrennungsgase über einen Auslasskanal 48 ablassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können wahlweise über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
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In diesem Beispiel kann das Einlassventil 52 durch einen Controller 12 über einen Aktuator 152 betätigt werden. Ähnlich kann das Auslassventil 54 durch den Controller 12 über einen Aktuator 154 aktiviert werden. Während einiger Bedingungen kann der Controller 12 die den Aktuatoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Positionen des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp oder vom Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination daraus sein. Die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert sein oder es kann irgendeine von einer Möglichkeit einer variablen Einlassnockenzeitsteuerung, einer variablen Auslassnockenzeitsteuerung, einer doppelt unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder einer festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Zylinder 30 kann z. B. alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert ist, und ein Auslassventil, das über eine Nockenbetätigung, die das CPS und/oder die VCT enthält, gesteuert ist, enthalten. In anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen Aktuator oder ein Betätigungssystem mit variabler Ventilzeitsteuerung gesteuert sein.
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Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als die Kanaleinspritzung des Kraftstoffs in die Einlassöffnung stromaufwärts der Verbrennungskammer 30 bekannt ist, im Einlasskrümmer 44 angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 kann den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW einspritzen, das über einen elektronischen Treiber 69 von dem Controller 12 empfangen wird. Der Kraftstoff kann durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler enthält, der Kraftstoffeinspritzdüse 66 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt ist, um den Kraftstoff in einer Weise, die als Direkteinspritzung bekannt ist, direkt darin einzuspritzen.
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Das Zündsystem 88 kann gemäß ausgewählten Betriebsmodi in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA vom Controller 12 über eine Zündkerze 92 der Verbrennungskammer 30 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Funkenzündungskomponenten gezeigt sind, können in einigen Ausführungsformen die Verbrennungskammer 30 oder eine oder mehrere andere Verbrennungskammern der Kraftmaschine 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
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Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Auslasskanal 48 gekoppelt ist. In einem Beispiel kann der Sensor 126 ein UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-)Sensor sein. Alternativ kann irgendein geeigneter Sensor, um eine Angabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor, ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Abgassensor 126 ein erster von mehreren Abgassensoren sein, die in dem Auslasssystem positioniert sind. Es können z. B. zusätzliche Abgassensoren stromabwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 70 positioniert sein.
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Es ist gezeigt, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 70 stromabwärts des Abgassensors 126 entlang dem Auslasskanal 48 angeordnet ist. Die Abgasreinigungsvorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. In einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungsvorrichtung 70 eine erste von mehreren Abgasreinigungsvorrichtungen sein, die in dem Auslasssystem positioniert sind. In einigen Ausführungsformen kann während des Betriebs der Kraftmaschine 10 die Abgasreinigungsvorrichtung 70 durch das Betreiben wenigstens eines Zylinders der Kraftmaschine innerhalb eines speziellen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
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Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabe-Ports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 106 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von dem Luftmassendurchflusssensor 120; einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 38 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor 58; und eines Krümmer-Absolutdrucksignals MAP von einem Sensor 124. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen. Es wird angegeben, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie z. B. ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Kraftmaschinendrehmoments angeben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich der Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 38, der außerdem als ein Kraftmaschinen-Drehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse erzeugen.
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Außerdem können wenigstens einige der oben beschriebenen Signale bei dem Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffverschiebung verwendet werden, das im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Der Kehrwert der Kraftmaschinendrehzahl kann z. B. verwendet werden, um die Verzögerungen zu bestimmen, die dem Zyklus Einspritzung – Einlassen – Verdichtung – Arbeit – Ausstoßen zugeordnet sind. Als ein weiteres Beispiel kann der Kehrwert der Geschwindigkeit (oder der Kehrwert des MAF-Signals) verwendet werden, um eine Verzögerung zu bestimmen, die der Bewegung des Abgases vom Auslassventil 54 zum Abgassensor 126 zugeordnet ist. Die oben beschriebenen Beispiele zusammen mit der anderen Verwendung der Signale der Kraftmaschinensensoren können verwendet werden, um die Zeitverzögerung zwischen einer Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Abgassensor-Reaktionsrate zu bestimmen.
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In einigen Ausführungsformen können die Bestimmung der Abgassensorverschlechterung und die Überwachung der Kraftstoffverschiebung in einem dedizierten Controller 140 ausgeführt werden. Der dedizierte Controller 140 kann Verarbeitungsbetriebsmittel 142 enthalten, um die Signalverarbeitung, die der Erzeugung, der Eichung und der Validierung der Bestimmung der Verschlechterung des Abgassensors 126 zugeordnet sind, abzuwickeln. Insbesondere kann ein Abtastwertpuffer (der z. B. etwa 100 Abtastwerte pro Sekunde pro Kraftmaschinenreihe erzeugt), der verwendet wird, um die Reaktionsrate des Abgassensors aufzuzeichnen, für die Verarbeitungsbetriebsmittel eines Antriebsstrang-Steuermoduls (PCM) des Fahrzeugs zu groß sein. Dementsprechend kann der dedizierte Controller 140 betriebstechnisch mit dem Controller 12 gekoppelt sein, um die Bestimmung der Abgassensorverschlechterung und der Kraftstoffverschiebung auszuführen. Es wird angegeben, dass der dedizierte Controller 140 die Kraftmaschinen-Parametersignale von dem Controller 12 empfangen kann und Kraftmaschinen-Steuersignale, Kraftstoffverschiebungs- und Verschlechterungsbestimmungsinformationen unter anderen Übertragungen an den Controller 12 senden kann. In einem weiteren Beispiel kann auf den dedizierten Controller verzichtet werden und können seine Operationen durch den Controller 12 ausgeführt werden.
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Es wird angegeben, dass der Festwertspeicher 106 des Speichermediums und/oder die Verarbeitungsbetriebsmittel 142 mit computerlesbaren Daten programmiert sein können, die durch den Prozessor 102 und/oder den dedizierten Controller 140 ausführbare Anweisungen zum Ausführen sowohl der im Folgenden beschriebenen verschiedenen Routinen als auch anderer Varianten repräsentieren.
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Die 2 und 3 zeigen beispielhafte graphische Darstellungen der DFSO-Eintritts- und -Austrittsoperationen und die Abgassensor-Zeitverzögerungen gemäß der vorliegenden Offenbarung. Spezifisch stellt 2 die Zeitverzögerungsreaktionen während eines Übergangs in die und aus der DFSO dar, wenn eine Kraftstoffverschiebung zu fett vorhanden ist. Gleichermaßen demonstriert 3 beispielhafte Zeitverzögerungsreaktionen während eines Übergangs in die und aus der DFSO, wenn eine Kraftstoffverschiebung zu mager vorhanden ist.
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2 zeigt ein Kennfeld 200, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder Lambda entlang der y-Achse graphisch dargestellt ist, während die Zeit entlang der x-Achse graphisch dargestellt ist. Die graphische Darstellung 202 repräsentiert ein befohlenes Lambda (die kleineren Striche), die graphische Darstellung 204 (die größeren Striche) zeigt die erwartete Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während eines DFSO-Ereignisses, wenn keine Kraftstoffverschiebung vorhanden ist, die graphische Darstellung 206 (die fettere durchgezogene Linie) gibt die Variationen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an, wenn eine Kraftstoffverschiebung zu fett vorhanden ist, und die graphische Darstellung 208 zeigt ein DFSO-Ereignis.
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Vor dem Zeitpunkt t1 kann die Kraftmaschine bei einem fetteren als dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeiten. Mit anderen Worten, die Kraftmaschine kann bei einem niedrigeren Lambda (die graphische Darstellung 206) als das befohlene Lambda (die graphische Darstellung 202) arbeiten. In dem gezeigten Beispiel kann sich das befohlene Lambda auf eins oder auf dem stöchiometrischen Verhältnis befinden. Zu t1 kann ein Controller basierend auf einer Rückkopplung das fettere als das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis korrigieren und kann ein magereres Luft-Kraftstoff-Verhältnis befehlen, um die Verbrennung zurück zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zu bringen. Dementsprechend kann eine magerere Tendenz im Lambda zu t1 befohlen werden, wie durch den Anstieg der graphischen Darstellung 202 zu sehen ist. In Reaktion auf die Änderung des befohlenen Lambdas kann das gemessene Lambda (die graphische Darstellung 206) steigen (wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer wird), wobei es zu t3 den ursprünglichen Sollwert, z. B. das stöchiometrische Verhältnis, erreicht. Zwischen t3 und t4 kann deshalb die Kraftmaschine mit einem befohlenen Lambda betrieben werden, das magerer als der ursprüngliche befohlene Wert ist, so dass das gemessene Lambda auf dem Sollverhältnis aufrechterhalten wird.
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Zu t4 kann ein DFSO-Ereignis eingeleitet werden (die graphische Darstellung 208), woraufhin das befohlene Lambda deaktiviert werden kann, wenn die Kraftstoffeinspritzung beendet wird. Folglich kann die Kraftmaschine während des Eintritts in die DFSO von einem stöchiometrischen Betrieb zu einem magereren Betrieb übergehen. Wenn die Kraftstoffeinspritzung gesperrt ist und basierend auf der Dauer des DFSO-Ereignisses kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen signifikant mageren Wert mit einem größeren Anteil von Luft mit Spurenmengen von Kraftstoff erreichen. Dementsprechend nimmt das gemessene Lambda zwischen t4 und t6 zu.
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Ferner können beginnend zu t4, wenn der Eintritt in die DFSO befohlen wird, Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wie sie durch den Abgassensor abgetastet werden, aufgezeichnet werden, bis eine erste Schwellenänderung des gemessenen Lambdas beobachtet wird. In dem gezeigten Beispiel tritt die erste Schwellenänderung zu t6 auf, wenn ein stationärer Lambda-Wert in der graphischen Darstellung 206 erreicht wird, z. B. ein Lambda von etwa 2,5 in 2. In anderen Beispielen kann die erste Schwellenänderung geschehen, wenn 75 % des stationären Lambda-Werts erreicht sind. Die erste Schwellenänderung kann z. B. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis sein, das fetter als 2,5, aber magerer als die Stöchiometrie ist. In noch anderen Beispielen kann die Schwellenänderung des Lambdas eine kleinere Änderung sein, die angibt, dass die Reaktion auf die befohlene Änderung begonnen hat, z. B. 5 %, 10 %, 20 % usw. Ferner kann ein Eintritt in die DFSO als abgeschlossen betrachtet werden, wenn ein stationärer Lambda-Wert erreicht ist.
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Wie in 2 beobachtet wird, erreicht die graphische Darstellung 204, die die erwartete Änderung des Lambdas zeigt, wenn keine Kraftstoffverschiebung vorhanden ist, zum Zeitpunkt t5 ein stationäres Lambda, spezifisch eine jeweilige erste Schwellenänderung des Lambdas. Wenn jedoch ein Kraftstoffverschiebungszustand zu fett vorhanden ist, kann ein stationärer Lambda-Wert (oder eine erste Schwellenänderung des Lambdas) zu t6 erreicht werden, einen Zeitraum später als der erwartete Zeitpunkt t5. Folglich kann bei einer Kraftstoffverschiebung zu fett das Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb der Kraftmaschine einen längeren Zeitraum erfordern, um einen stationären magereren Lambda-Wert zu erreichen, wenn in die DFSO eingetreten wird.
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Der Pfeil 212 veranschaulicht eine gemessene Eintrittszeitverzögerung, die die Zeitdauer von einem Start des Eintritts in die DFSO zu t4 bis zum Zeitpunkt t6, wenn die erste Schwellenänderung des gemessenen Lambdas erreicht ist, ist. Der Pfeil 210 gibt eine erwartete Zeitverzögerung an, die die Zeitdauer von dem Start des Eintritts in die DFSO zu t4 bis zum Zeitpunkt t5, zu dem die erste Schwellenänderung des Lambdas erwartet wird, wenn keine Kraftstoffverschiebungen vorhanden sind, ist. Der Pfeil 212 kann mit dem Pfeil 210 verglichen werden, um zu bestimmen, ob die gemessene Eintrittszeitverzögerung die erwartete Eintrittsverzögerung übersteigt. Wie in 2 beobachtet werden kann, ist die Zeitverzögerung des Abgassensors während des Eintritts in die DFSO (der Pfeil 212) größer als die erwartete Eintrittszeitverzögerung (der Pfeil 210), wenn eine Kraftstoffverschiebung zu fett vorhanden ist.
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Zwischen t6 und t7 kann die Kraftmaschine in einem DFSO-Zustand bei einem stationären magereren Lambda-Wert aufrechterhalten werden. Zu t7 kann ein Austritt aus der DFSO eingeleitet werden und kann die Kraftstoffeinspritzung wiederaufgenommen werden. Folglich kann während des Austritts aus der DFSO die Kraftmaschine von einem mageren Betrieb zu einem fetten Betrieb befohlen werden. In dem gezeigten Beispiel kann das befohlene Lambda die Stöchiometrie sein. Wie beim DFSO-Eintritt können die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Lauf der Zeit überwacht werden. Das gemessene Lambda (die graphische Darstellung 206) nimmt ab, wenn das Gemisch fetter wird. Zu t8 erreicht das gemessene Lambda den befohlenen Sollwert (hier die Stöchiometrie) zum oder etwa zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die erwartete Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (die graphische Darstellung 204) das Sollverhältnis (die Stöchiometrie) erreicht.
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Der Pfeil 214 stellt die Zeitverzögerung von einem Start des Austritts aus der DFSO dar, bis eine zweite Schwellenänderung des Lambdas erreicht ist. Die Austrittszeitverzögerung ist eine Dauer vom Start des Austritts aus der DFSO bis zu der zweiten Schwellenänderung des Lambdas. In dem Beispiel nach 2 ist die zweite Schwellenänderung des Lambdas, wenn die Stöchiometrie erreicht ist. Bei einem Kraftstoffverschiebungszustand zu fett kann das gemessene Lambda die Stöchiometrie mit im Wesentlichen der gleichen Rate und im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt wie die erwartete Lambda-Änderung erreichen, wenn ein Kraftstoffverschiebungszustand fehlt. Spezifisch kann die gemessene Austrittszeitverzögerung (der Pfeil 214) während einer Kraftstoffverschiebung zu fett im Wesentlichen die gleiche wie eine erwartete Austrittszeitverzögerung sein. In einem weiteren Beispiel kann sich die gemessene Austrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwerts der erwarteten Austrittsverzögerung befinden. Die gemessene Austrittszeitverzögerung kann sich z. B. innerhalb 5 % der erwarteten Austrittsverzögerung befinden.
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Folglich kann eine Kraftstoffverschiebung zu fett angegeben werden, wenn die Zeitverzögerung des Abgassensors während des Eintritts in die DFSO größer als eine erwartete Eintrittszeitverzögerung ist und sich die Zeitverzögerung des Abgassensors während des Austritts aus der DFSO innerhalb eines Schwellenwerts einer erwarteten Austrittsverzögerung befindet.
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Zurück zu 2 kann zu t9 das gemessene Lambda aufgrund der Kraftstoffverschiebung zu fett, die ein fetteres als das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erzeugt, mit der Zeit abnehmen. Dementsprechend ist zu t10 das befohlene Lambda auf ein magereres Verhältnis vergrößert. Deshalb nimmt zwischen t10 und t11 das gemessene Lambda zu, wobei es zu t11 einen Sollwert erreicht. Wie vorher erwähnt worden ist, kann hier das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis ein stöchiometrisches Verhältnis sein. Über t11 hinaus kann die Kraftmaschine mit einem befohlenen Lambda betrieben werden, das magerer ist, um sicherzustellen, dass sich das gemessene Lambda auf einem Sollwert befindet.
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3 zeigt ein Kennfeld 300, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder Lambda entlang der y-Achse graphisch dargestellt ist, während die Zeit entlang der x-Achse graphisch dargestellt ist. Die graphische Darstellung 302 repräsentiert ein befohlenes Lambda (die kleineren Striche), die graphische Darstellung 304 (die größeren Striche) repräsentiert eine erwartete Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wenn keine Kraftstoffverschiebung vorhanden ist, die graphische Darstellung 306 (die fettere durchgezogene Linie) zeigt die Variationen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wenn eine Kraftstoffverschiebung zu fett vorhanden ist, und die graphische Darstellung 308 gibt ein DFSO-Ereignis an.
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Vor dem Zeitpunkt t1 kann die Kraftmaschine bei einem magereren Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem höheren Lambda (die graphische Darstellung 306) als das befohlene Lambda (die graphische Darstellung 302) arbeiten. In dem gezeigten Beispiel kann sich das befohlene Lambda auf eins (auf dem stöchiometrischen Verhältnis) befinden. Zu t1 kann ein Controller basierend auf einer Rückkopplung das magerere als das Soll-Lambda durch das Befehlen eines fetteren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigieren. Dementsprechend kann eine fettere Tendenz im Lambda zu t1 befohlen werden, wie durch den Abfall der graphischen Darstellung 302 zu sehen ist. In Reaktion auf die Änderung des befohlenen Lambdas kann das gemessene Lambda (die graphische Darstellung 306) abnehmen, was zu einem fetteren Luft-Kraftstoff-Verhältnis führt, wobei zu t3 das gemessene Lambda den ursprünglichen Sollwert, z. B. die Stöchiometrie, erreichen kann. Zwischen t3 und t4 kann deshalb die Kraftmaschine mit einem befohlenen Lambda betrieben werden, das fetter als der ursprüngliche befohlene Wert ist, so dass das gemessene Lambda auf dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis (hier der Stöchiometrie) aufrechterhalten wird.
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Zu t4 kann ein DFSO-Ereignis eingeleitet werden (die graphische Darstellung 308), woraufhin das befohlene Lambda deaktiviert werden kann, wenn die Kraftstoffeinspritzung beendet wird. Folglich kann die Kraftmaschine während des Eintritts in die DFSO von einem stöchiometrischen Betrieb zu einem magereren Betrieb übergehen. Dementsprechend nimmt das gemessene Lambda zwischen t4 und t5 zu, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer wird. Die graphische Darstellung 304, die die erwartete Variation des Lambdas darstellt, nimmt außerdem zwischen t4 und t5 zu.
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Die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses können im Lauf der Zeit überwacht und aufgezeichnet werden, bis eine erste Schwellenänderung des gemessenen Lambdas beobachtet wird. In dem gezeigten Beispiel ist ähnlich zu 2 die erste Schwellenänderung, wenn ein stationärer Lambda-Wert erreicht wird, z. B. ein Lambda von etwa 2,5. In anderen Beispielen kann die erste Schwellenänderung geschehen, wenn 75 % des stationären Lambda-Werts erreicht sind. Die erste Schwellenänderung kann z. B. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis sein, das fetter als 2,5, aber magerer als die Stöchiometrie ist. In noch anderen Beispielen kann die Schwellenänderung des Lambdas eine kleinere Änderung sein, die angibt, dass die Reaktion auf die befohlene Änderung begonnen hat, z. B. 5 %, 10 %, 20 % usw. Ferner kann ein Eintritt in die DFSO als abgeschlossen betrachtet werden, wenn ein stationärer Lambda-Wert erreicht ist.
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Beim Vorhandensein eines Kraftstoffverschiebungszustands zu mager können das gemessene Lambda und das erwartete Lambda beim DFSO-Eintritt im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt t5 einen stationären Wert erreichen. Der Pfeil 310 stellt die Eintrittszeitverzögerung dar, wie sie gemessen wird. Der Pfeil 310 gibt außerdem die erwartete Eintrittszeitverzögerung an. Die Eintrittszeitverzögerung ist, wie früher erklärt worden ist, eine Dauer vom Start des Eintritts in die DFSO bis zu einer ersten Schwellenänderung des Lambdas. Hier sind die Dauer der erwarteten Eintrittsverzögerung und die gemessene Eintrittsverzögerung im Wesentlichen die gleiche. In anderen Beispielen kann sich die gemessene Eintrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwerts der erwarteten Eintrittszeitverzögerung befinden. Die gemessene Eintrittsverzögerung kann sich z. B. innerhalb 5–10 % der erwarteten Eintrittsverzögerung befinden.
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Zwischen t5 und t6 kann der DFSO-Zustand fortgesetzt werden und kann das gemessene Lambda in einem stationären Zustand bleiben. Zu t6 kann ein Austritt aus der DFSO befohlen werden und kann die Kraftstoffeinspritzung wiederaufgenommen werden. Folglich kann während des Austritts aus der DFSO die Kraftmaschine vom mageren Betrieb zum fetten Betrieb befohlen werden. In diesem Beispiel kann Lambda auf einen stöchiometrischen Betrieb befohlen werden. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter wird, nehmen das gemessene Lambda (und das erwartete Lambda) ab. Weil jedoch eine Kraftstoffverschiebung zu mager vorhanden ist, nimmt das gemessene Lambda mit einer langsameren Rate als erwartet ab.
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Wie in 3 gezeigt ist, kann die graphische Darstellung 304, die das erwartete Lambda darstellt, das befohlene Soll-Lambda (hier den Wert von eins oder das stöchiometrische Verhältnis) zu t7 erreichen. Die erwartete Austrittszeitverzögerung von t6 bis t7 ist durch den Pfeil 314 angegeben. Um dies auszuarbeiten, kann die Austrittszeitverzögerung eine Dauer vom Start des Austritts aus der DFSO bis zu einer zweiten Schwellenänderung des Lambdas sein. Weil eine Kraftstoffverschiebung zu mager vorhanden ist, kann das gemessene Lambda das befohlene Lambda, z. B. das stöchiometrische Verhältnis, zum erwarteten Zeitpunkt nicht erreichen, sondern es kann einen stationären Wert zu t8 erreichen. Hier ist der stationäre Wert ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als befohlen ist. Der Pfeil 312 gibt die gemessene Austrittsverzögerung als eine Dauer zwischen dem Zeitpunkt t6, zu dem der Austritt aus der DFSO eingeleitet wird, bis ein stationäres Lambda zu t8 erreicht ist, an. In dem gezeigten Beispiel kann die zweite Schwellenänderung sein, wenn das Lambda einen stationären Wert erreicht. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Schwellenänderung des Lambdas auftreten, wenn das Lambda ein befohlenes Lambda erreicht. In noch weiteren Beispielen kann der zweite Schwellenwert eine kleinere Änderung sein, die angibt, dass die Reaktion auf die befohlene Änderung eingeleitet worden ist. Der zweite Schwellenwert kann z. B. 10 %, 20 % usw. des befohlenen Lambdas sein.
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Weil das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Abgase zu t8 magerer als befohlen bleibt, kann der Controller zu t9 ein fetteres Luft-Kraftstoff-Verhältnis befehlen. In einem Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzung vergrößert werden. In einem weiteren Beispiel kann die Drosselklappenöffnung verringert werden. Zwischen t9 und t10 kann das befohlene Lambda abnehmen (oder kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen fetteren Wert befohlen werden). In Reaktion auf die Änderung des befohlenen Lambdas nimmt das gemessene Lambda außerdem zwischen t9 und t10 ab. Zu t10 erreicht das gemessene Lambda einen Sollwert, z. B. das stöchiometrische Verhältnis. Über t10 hinaus wird das befohlene Lambda auf einem Niveau aufrechterhalten, das fetter als das zu t7 ursprünglich befohlene ist, wobei folglich das gemessene Lambda auf einem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis aufrechterhalten wird.
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Wie früher erwähnt worden ist, gibt der Pfeil 314 eine erwartete Austrittszeitverzögerung an, wenn keine Kraftstoffverschiebung vorhanden ist, während der Pfeil 312 die gemessene Austrittszeitverzögerung angibt, bis ein erster stationärer Lambda-Wert erreicht ist. In alternativen Beispielen kann die zweite Schwellenänderung des Lambdas beim Erreichen eines Soll-Lambdas erreicht sein. Hier kann der Pfeil 316 die Dauer von der Einleitung des Austritts aus der DFSO zu t6 angeben, bis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis, z. B. die Stöchiometrie, zu t10 erreicht ist.
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Die gemessene Austrittszeitverzögerung, die durch den Pfeil 312 (oder den Pfeil 316) angegeben ist, übersteigt die erwartete Austrittsverzögerung, die durch den Pfeil 314 angegeben ist. Folglich kann eine Kraftstoffverschiebung zu mager bestimmt werden, falls sich die Zeitverzögerungsreaktion des Abgassensors, wenn in die DFSO eingetreten wird, innerhalb eines Schwellenwertes einer erwarteten Eintrittszeitverzögerung befindet und die Zeitverzögerung des Abgassensors, wenn aus der DFSO ausgetreten wird, größer als eine erwartete Austrittszeitverzögerung ist.
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In dieser Weise können durch das Überwachen der Zeitverzögerungsreaktionen des Abgassensors während eines DFSO-Ereignisses und das Vergleichen dieser gemessenen Reaktionen mit den erwarteten Zeitverzögerungsreaktionen die Kraftstoffverschiebungszustände in einer einfachen, nicht intrusiven Weise detektiert werden.
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Die 4–6 veranschaulichen verschiedene Routinen, für die ein Controller eines Fahrzeugs, wie z. B. der Controller 12 und/oder der dedizierte Controller 140, konfiguriert sein kann, um sie zum Bestimmen des Vorhandenseins einer Kraftstoffverschiebung in einer Kraftmaschine über einen Sensor, wie z. B. den (in 1 gezeigten) Abgassensor 126, zu aktivieren.
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4 zeigt eine Routine 400 zum Sammeln von Daten, die mit den Änderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse im Lauf der Zeit während eines Eintritts in die und eines Austritts aus der DFSO in Beziehung stehen. Spezifisch kann eine Kraftstoffverschiebung durch das Überwachen der Änderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse im Lauf der Zeit, wenn eine Kraftmaschine in die DFSO eintritt und aus der DFSO austritt, bestimmt werden.
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Bei 402 können die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl (Ne), die Kraftmaschinenlast, die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse, das Drehmoment, die Position des Fahrpedals, die Temperatur usw. geschätzt/gemessen werden. Die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine können basierend auf der Rückkopplung von verschiedenen Kraftmaschinensensoren bestimmt werden. Bei 404 kann bestimmt werden, ob ein DFSO-Ereignis eingeleitet worden ist. Während der DFSO wird die Kraftmaschine ohne Kraftstoffeinspritzung betrieben, während sich die Kraftmaschine dreht und Luft durch die Zylinder pumpt. Die DFSO-Eintrittsbedingungen können auf verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Kraftmaschine basieren. Insbesondere kann eine Kombination aus einer oder mehreren der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugbeschleunigung, der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinenlast, der Drosselklappenposition, der Pedalposition, der Gangposition des Getriebes und verschiedener anderer Parameter verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Kraftmaschine in die DFSO eintritt. In einem Beispiel können die DFSO-Eintrittsbedingungen auf einer Kraftmaschinendrehzahl unter einem Schwellenwert basieren. In einem weiteren Beispiel können die DFSO-Eintrittsbedingungen auf einer Kraftmaschinenlast unter einem Schwellenwert basieren. In einem noch weiteren Beispiel kann die DFSO-Bedingung auf einer Position des Fahrpedals basieren. Außerdem oder alternativ kann der Eintritt in die DFSO basierend auf einem befohlenen Signal, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden, bestimmt werden.
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Falls bei 404 bestimmt wird, des kein DFSO-Ereignis eingeleitet worden ist, kann die Routine 400 enden. Falls jedoch ein DFSO-Ereignis eingeleitet worden ist, kann die Routine 400 zu 406 weitergehen, wo bestimmt werden kann, ob der Abgassensor verschlechtert ist.
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Der Abgassensor kann sechs diskrete Typen eines Verschlechterungsverhaltens zeigen. Die Typen des Verschlechterungsverhaltens können als eine Verschlechterung des asymmetrischen Typs (z. B. eine asymmetrische Fett-zu-mager-Verzögerung, eine asymmetrische Mager-zu-Fett-Verzögerung, ein asymmetrisches Fett-zu-mager-Filter, ein asymmetrisches Mager-zu-fett-Filter), der nur die Reaktionsraten des Abgassensors von mager zu fett oder von fett zu mager beeinflusst, oder eine Verschlechterung des symmetrischen Typs (z. B. eine symmetrische Verzögerung, ein symmetrisches Filter), der die Reaktionsraten des Abgassensors sowohl von mager zu fett als auch von fett zu mager beeinflusst, kategorisiert werden. Die Verschlechterungsverhalten des Verzögerungstyps können der Anfangsreaktion des Abgassensors auf eine Änderung der Abgaszusammensetzung zugeordnet werden, während die Verschlechterungsverhalten des Filtertyps einer Dauer nach einer anfänglichen Abgassensorreaktion auf einen Übergang von einer Abgassensorausgabe von fett zu mager oder von mager zu fett zugeordnet werden können.
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Die 7a–7f zeigen jede eine graphische Darstellung, die einen der sechs diskreten Typen der Verschlechterungsverhalten des Abgassensors angeben. Die graphischen Darstellungen stellen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambda) gegen die Zeit (in Sekunden) graphisch dar. In jeder graphischen Darstellung gibt die gepunktete Linie ein Signal des befohlenen Lambdas an, das an die Kraftmaschinenkomponenten (z. B. die Kraftstoffeinspritzdüsen, die Zylinderventile, die Drosselklappe, die Zündkerze usw.) gesendet werden kann, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzeugen, das durch einen Zyklus fortschreitet, der einen oder mehrere Mager-zu-fett-Übergänge und einen oder mehrere Fett-zu-mager-Übergänge umfasst. In den dargestellten Figuren tritt die Kraftmaschine in die DFSO ein und aus der DFSO aus. In jeder graphischen Darstellung gibt die gestrichelte Linie eine erwartete Lambda-Reaktionszeit eines Abgassensors an. In jeder graphischen Darstellung gibt die ausgezogene Linie ein verschlechtertes Lambda-Signal an, das durch einen verschlechterten Abgassensor in Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas erzeugt würde. In jeder der graphischen Darstellungen geben die Doppelpfeillinien an, wo sich der gegebene Typ des Verschlechterungsverhaltens von dem erwarteten Lambda-Signal unterscheidet.
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7a zeigt eine graphische Darstellung, die einen ersten Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Dieser erste Typ des Verschlechterungsverhaltens ist ein symmetrischer Filtertyp, der eine langsame Abgassensorreaktion auf das befohlene Lambdasignal sowohl für die Fett-zu-mager- als auch für die Mager-zu-fett-Modulation enthält. Mit anderen Worten, das verschlechterte Lambda-Signal kann zu den erwarteten Zeitpunkten beginnen, von fett zu mager und von mager zu fett überzugehen, wobei aber die Reaktionsrate langsamer als die erwartete Reaktionsrate sein kann, was zu verringerten Mager- und Fett-Spitzenzeitpunkten führt.
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7b zeigt eine graphische Darstellung, die einen zweiten Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Der zweite Typ des Verschlechterungsverhaltens ist ein asymmetrischer Fett-zu-mager-Filtertyp, der eine langsame Abgassensorreaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas für einen Übergang von einem fetten zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthält. Dieser Verhaltenstyp kann den Übergang von fett mager zum erwarteten Zeitpunkt beginnen, wobei aber die Reaktionsrate niedriger als die erwartete Reaktionsrate sein kann, was zu einem verringerten Mager-Spitzenzeitpunkt führen kann. Dieser Typ des Verhaltens kann als asymmetrisch betrachtet werden, weil die Reaktion des Abgassensors während des Übergangs von fett zu mager langsam (oder niedriger als erwartet) ist.
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7c zeigt eine graphische Darstellung, die einen dritten Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Der dritte Typ des Verhaltens ist ein asymmetrischer Mager-zu-fett-Filtertyp, der eine langsame Abgassensorreaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas für einen Übergang von einem mageren zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthält. Dieser Verhaltenstyp kann den Übergang von mager zu fett zum erwarteten Zeitpunkt beginnen, wobei aber die Reaktionsrate niedriger als die erwartete Reaktionsrate sein kann, was zu einem verringerten Fett-Spitzenpunkt führen kann. Dieser Typ des Verhaltens kann als asymmetrisch betrachtet werden, weil die Reaktion des Abgassensors nur während des Übergangs von mager zu fett langsam (oder niedriger als erwartet) ist.
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7d zeigt eine graphische Darstellung, die einen vierten Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Dieser vierte Typ des Verschlechterungsverhaltens ist ein symmetrischer Verzögerungstyp, der eine verzögerte Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas sowohl für die Fett-zu-mager- als auch für die Mager-zu-fett-Modulation enthält. Mit anderen Worten, das verschlechterte Lambda-Signal kann zu Zeitpunkten, die von den erwarteten Zeitpunkten verzögert sind, beginnen, von fett zu mager und von mager zu fett überzugehen, wobei aber der jeweiligen Übergang mit der erwarteten Reaktionsrate stattfinden kann, was zu verschobenen Mager- und Fett-Spitzenzeitpunkten führt.
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7e zeigt eine graphische Darstellung, die einen fünften Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Dieser fünfte Typ des Verschlechterungsverhaltens ist ein asymmetrischer Fett-zu-mager-Verzögerungstyp, der eine verzögerte Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas von dem fetten zu dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthält. Mit anderen Worten, das verschlechterte Lambda-Signal kann zu einem Zeitpunkt, der von dem erwarteten Zeitpunkt verzögert ist, beginnen, von fett zu mager überzugehen, wobei aber der Übergang mit der erwarteten Reaktionsrate stattfinden kann, was zu verschobenen und/oder verringerten Mager-Spitzenzeitpunkten führt. Dieser Typ des Verhaltens kann als asymmetrisch betrachtet werden, weil die Reaktion des Abgassensors nur von dem erwarteten Startzeitpunkt während des Übergangs von fett zu mager verzögert ist.
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7f zeigt eine graphische Darstellung, die einen sechsten Typ des Verschlechterungsverhaltens angibt, der durch einen verschlechterten Abgassensor gezeigt werden kann. Dieser sechste Typ des Verhaltens ist ein asymmetrischer Mager-zu-fett-Verzögerungstyp, der eine verzögerte Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdas von dem mageren zu dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis enthält. Mit anderen Worten, das verschlechterte Lambda-Signal kann zu einem Zeitpunkt, der von dem erwarteten Zeitpunkt verzögert ist, beginnen, von mager zu fett überzugehen, wobei aber der Übergang mit der erwarteten Reaktionsrate stattfinden kann, was zu verschobenen und/oder verringerten Fett-Spitzenzeitpunkten führt. Dieser Typ des Verhaltens kann als asymmetrisch betrachtet werden, weil die Reaktion des Abgassensors nur von dem erwarteten Startzeitpunkt während des Übergangs von mager zu fett verzögert ist.
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In einem Beispiel kann die Abgassensorverschlechterung basierend auf den Eigenschaften einer Verteilung der Extremwerte der berechneten Lambda-Differentiale, die während des Kraftmaschinenbetriebs gesammelt werden, bestimmt werden. Die Eigenschaften können eine Mode und eine zentrale Spitze einer verallgemeinerten Extremwert-Verteilung (GEV-Verteilung) der extremen Lambda-Differentiale sein, die während der stationären Betriebsbedingungen gesammelt werden. Diese Eigenschaften sind in den beispielhaften graphischen Darstellungen nach den 8a und 8b veranschaulicht. Eine asymmetrische Verzögerung oder eine asymmetrische Filterverschlechterung können basierend auf der Größe der zentralen Spitze und/oder der Größe der Mode bestimmt werden. Eine weitere Klassifikation, z. B. eine symmetrische Verzögerung oder ein symmetrisches Filter, können auf einer bestimmten Sensorverzögerung oder einer bestimmten Sensorzeitkonstanten basieren.
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8a zeigt vier verschiedene Bereiche einer beispielhaften graphischen Darstellung, in der eine Extremwertverteilung abgebildet sein kann. Auf der y-Achse befindet sich die zentrale Spitze der Verteilung. Auf der x-Achse befindet sich die Mode der berechneten Lambda-Differentiale. Die Sensorverschlechterung kann basierend auf der Größe der zentralen Spitze und der Mode bestimmt werden. 8b zeigt eine beispielhafte graphische Darstellung, die zwei beispielhafte Extremwertverteilungskurven 802 und 804 veranschaulicht.
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Eine hohe zentrale Spitze in der Verteilung kann eine Sensorverschlechterung angeben. Spezifisch kann eine hohe zentrale Spitze ein asymmetrisches Verzögerungsverhalten angeben, wobei die Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt, zu dem eine befohlene Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses empfangen wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung tatsächlich stattfindet, größer als erwartet ist. Weil die Verzögerung asymmetrisch ist, wird entweder mehr Zeit bei einem fetten Betrieb verbracht (falls die Verzögerung eine Fett-zu-mager-Verzögerung ist) oder wird mehr Zeit bei einem mageren Betrieb verbracht (falls die Verzögerung eine Mager-zu-fett-Verzögerung ist). In jedem Fall ist weniger Gesamtvariation vorhanden.
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Folglich kann, wie in den Beispielen nach den 8a und 8b gezeigt ist, ein Sensorverschlechterungsverhalten einer asymmetrischen Verzögerung angegeben werden, falls die zentrale Spitze höher als ein erster Schwellenwert, T1, ist. Die Kurve 802 zeigt einen Sensor mit einer hohen zentralen Spitze. In einem Beispiel kann der erste Schwellenwert T1 durch das graphische Darstellen einer Verteilung der Extremwerte für einen neuen, nicht verschlechterten Sensor bestimmt werden, wobei der erste Schwellenwert die zentrale Spitze der Verteilung des nicht verschlechterten Sensors sein kann.
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Falls die zentrale Spitze kleiner als der erste Schwellenwert T1 ist, kann eine Mode der Verteilung bewertet werden. Die Mode ist der Wert des Lambda-Differentials, der am häufigsten in der Verteilung auftritt. Ein symmetrischer Sensor, d. h., ein Sensor, der keine asymmetrische Sensorverschlechterung zeigt, weist typisch eine Mode in einem symmetrischen Bereich, der um null zentriert ist, auf, die durch einen zweiten und einen dritten Schwellenwert begrenzt ist. Der zweite (T2) und der dritte (T3) Schwellenwert können in einer zum ersten Schwellenwert der zentralen Spitze ähnlichen Weise bestimmt werden. Beispielhafte zweite und dritte Schwellenwerte, T2 und T3, sind in den 8a und 8b veranschaulicht.
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Falls die Mode kleiner oder größer als der symmetrische Bereich ist, wird ein Verschlechterungsverhalten des asymmetrischen Filtertyps angegeben. Falls die Mode größer als der zweite Schwellenwert T2 ist, eine Fett-zu-mager-Filterverschlechterung. In diesem Fall erleidet der Sensor eine Verzögerung der Reaktion auf eine befohlene Fett-zu-mager-Änderung, wobei er folglich weniger Zeit bei dem befohlenen mageren Lambda als bei dem befohlenen fetten Lambda verbringt. Folglich tritt eine größere Menge der Lambda-Differentiale mit Werten mit einer positiven (mageren) Größe auf.
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Falls die Mode kleiner als der dritte Schwellenwert T3 ist, kann eine Sensorverschlechterung eines Mager-zu-fett-Filters vorhanden sein. Eine beispielhafte GEV-Verteilungskurve mit einer Mode, die kleiner als der dritte Schwellenwert T3 ist, ist als die Kurve 804 nach 8b veranschaulicht. Falls die Mode größer als der dritte Schwellenwert ist, aber kleiner als der zweite Schwellenwert ist, befindet sich die Mode in dem symmetrischen Bereich. Basierend auf den Eigenschaften der Verteilung können sowohl eine Verschlechterung einer symmetrischen Verzögerung und eines symmetrischen Filters als auch keine Verschlechterung nicht voneinander unterschieden werden.
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Um die Verschlechterung einer symmetrischen Verzögerung von einem Sensor ohne Verschlechterung zu unterscheiden, kann die Sensorzeitverzögerung mit einer nominellen Zeitverzögerung verglichen werden. Die nominelle Sensorzeitverzögerung ist die erwartete Verzögerung der Sensorreaktion auf eine befohlene Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf der Verzögerung von dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff eingespritzt wird, verbrannt wird und sich das Abgas von der Verbrennungskammer zum Abgassensor bewegt. Die bestimmte Zeitverzögerung kann sein, wenn der Sensor tatsächlich ein Signal ausgibt, das das geänderte Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. Falls die Zeitverzögerung nicht kleiner als die oder gleich der nominellen Zeitverzögerung ist, kann ein Verschlechterungsverhalten einer symmetrischen Verzögerung in dem Abgassensor vorhanden sein.
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Um einen Sensor mit einer Verschlechterung eines symmetrischen Filters von einem Sensor ohne eine Verschlechterung zu unterscheiden, kann eine Zeitkonstante des Sensors mit einer nominellen Zeitkonstanten verglichen werden. Die nominelle Zeitkonstante kann die Zeitkonstante sein, die angibt, wie schnell der Sensor auf eine befohlene Änderung des Lambda reagiert, wobei sie offline basierend auf der Funktion eines nicht verschlechterten Sensors bestimmt werden kann. Falls die bestimmte Zeitkonstante des Sensors größer als die nominelle Zeitkonstante ist, weist der Sensor eine langsame Reaktionsrate und folglich ein Verschlechterungsverhalten eines symmetrischen Filters auf.
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Falls die Zeitkonstante kleiner als die oder gleich der nominellen Zeitkonstanten ist, kann ein Sensor ohne eine Verschlechterung diagnostiziert werden. Keine Verschlechterung kann aufgrund der Eigenschaften der Verteilung, die ein symmetrisches Verhalten des Sensors angibt, und aufgrund dessen, dass sowohl die Sensorzeitkonstante als auch die Verzögerung ähnlich zu der nominellen Zeitkonstanten und der nominellen Verzögerung sind, angegeben werden.
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Folglich kann bestimmt werden, dass der Abgassensor robust ist, falls die zentrale Spitze der Verteilung kleiner als ein erster Schwellenwert (T1) ist und falls sich die Mode zwischen dem zweiten Schwellenwert T2 und dem dritten Schwellenwert T3 befindet. Ferner kann der Sensor robust sein, falls die Zeitverzögerung kleiner als eine oder gleich einer nominellen Zeitverzögerung ist, wobei die Zeitkonstante kleiner als eine oder gleich einer nominellen Zeitkonstanten ist.
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Falls zurück bei 406 der Routine 400 in 4 bestimmt wird, dass der Abgassensor verschlechtert ist, kann die Routine 400 gesperrt werden, wobei die Bestimmung und/oder die Angabe der Kraftstoffverschiebung abgebrochen werden können. Falls andererseits bestimmt wird, dass der Abgassensor nicht verschlechtert und robust ist, geht die Routine 400 zu 410 weiter, um die Änderungen des Lambdas (des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) im Lauf der Zeit während des DFSO-Eintritts aufzuzeichnen. Diese Änderungen des Lambdas können durch den Abgassensor detektiert werden und können in dem Speicher des Controllers oder des dedizierten Controllers während des Übergangs in die DFSO gespeichert werden.
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Bei 412 kann die Routine 400 bestätigen, dass der Eintritt in die DFSO abgeschlossen ist. Der Eintritt in die DFSO kann z. B. abgeschlossen sein, wenn ein stationärer Lambda-Wert erreicht worden ist. In einem weiteren Beispiel kann ein Eintritt in die DFSO als abgeschlossen betrachtet werden, falls ein vorgegebenes Lambda erreicht worden ist.
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Falls bestimmt wird, dass der DFSO-Eintritt nicht abgeschlossen ist, kann die Routine 400 zu 410 zurückkehren und kann die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses weiterhin aufzeichnen. Falls jedoch der Eintritt in die DFSO abgeschlossen ist, kann die Routine 400 zu 414 weitergehen, um das Aufzeichnen der Änderung des Lambdas zu stoppen. Der Abgassensor kann weiterhin überwacht werden.
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Bei 416 kann bestimmt werden, ob ein Austritt aus der DFSO ausgelöst worden ist. Der Austritt aus der DFSO kann in einem Beispiel auf einem befohlenen Signal, die Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, basieren. In einem weiteren Beispiel kann ein DFSO-Ereignis basierend auf einen Pedaldruck des Fahrers, der Fahrzeuggeschwindigkeit, die einen Schwellenwert erreicht, und/oder der Kraftmaschinenlast, die einen Schwellenwert erreicht, beendet werden. Falls ein Austritt aus der DFSO nicht eingeleitet wird, wartet die Routine 400 weiterhin, bis ein DFSO-Austritt befohlen wird. Falls bei 416 bestätigt wird, dass ein DSFO-Austritt eingeleitet worden ist, geht die Routine 400 zu 418 weiter, um die Änderungen des Lambdas im Lauf der Zeit während des Austritts aus der DFSO aufzuzeichnen. Wenn die Kraftmaschine aus der DFSO austritt, kann das befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wiederhergestellt werden, wobei die durch den Abgassensor detektierten Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während des Übergangs aus der DFSO in dem Speicher des Controllers oder des dedizierten Controllers gespeichert werden können.
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Bei 420 kann nimmt werden, ob der Austritt aus der DFSO abgeschlossen ist. In einem Beispiel kann der Austritt aus der DFSO als abgeschlossen betrachtet werden, falls ein stationärer Lambda-Wert erreicht worden ist. In einem weiteren Beispiel kann der Austritt aus der DFSO als abgeschlossen betrachtet werden, wenn sich das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einem Soll- oder befohlenen Wert befindet. Folglich können die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Lauf der Zeit durch den Abgassensor überwacht werden, bis das detektierte Lambda einen stöchiometrischen Sollwert erreicht.
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Falls der Austritt aus der DFSO nicht abgeschlossen ist, können die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses weiter überwacht und im Speicher des Controllers gespeichert werden. Falls andererseits der Austritt aus der DFSO abgeschlossen worden ist, kann bei 422 das Aufzeichnen der Änderung des Lambdas unterbrochen werden. Ferner kann bei 424 das Vorhandensein einer Kraftstoffverschiebung über die Routine 500 nach 5 bestimmt werden, wobei die Routine 400 enden kann.
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5 zeigt eine Routine 500 zum Bestimmen des Vorhandenseins einer Kraftstoffverschiebung in einem Kraftmaschinensystem eines Fahrzeugs basierend auf den während der Routine 400 gesammelten Ergebnissen. Spezifisch werden die Änderungen des Lambdas im Lauf der Zeit, die während eines Eintritts in die und eines Austritts aus der DFSO aufgezeichnet werden, verwendet, um die Zeitverzögerungen zu berechnen, wobei die berechneten Zeitverzögerungen mit einer erwarteten Eintrittszeitverzögerung und einer erwarteten Austrittszeitverzögerung verglichen werden, um das Vorhandensein einer Kraftstoffverschiebung zu bestimmen. Falls ferner das Vorhandensein einer Kraftstoffverschiebung bestätigt wird, kann ein Kraftmaschinenparameter eingestellt werden, um die bestimmte Kraftstoffverschiebung zu kompensieren.
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Bei 502 kann die Routine 500 eine erwartete Eintrittsverzögerung (TD_entry_exp) und eine gemessene Eintrittszeitverzögerung (TD_entry) während des DFSO-Eintritts bestimmen. Die gemessene Eintrittszeitverzögerung kann bestimmt werden, wie früher bezüglich der 2 und 3 beschrieben worden ist. Eine Eintrittszeitverzögerung kann z. B. als eine Dauer von einem Start des Eintritts in die DFSO gemessen werden, bis eine Schwellenänderung des Lambdas erreicht ist.
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Die erwartete Zeitverzögerung zwischen der Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der anfänglichen Abgassensorreaktion kann von mehreren Quellen der Verzögerung bestimmt sein. Zuerst gibt es einen Verzögerungsbeitrag von dem Zyklus Einspritzung – Einlassen – Verdichtung – Arbeit – Ausstoßen. Dieser Verzögerungsbeitrag kann zum Kehrwert der Kraftmaschinendrehzahl proportional sein. Zweitens gibt es einen Verzögerungsbeitrag von dem Zeitraum, bis sich das Abgas von der Auslassöffnung der Kraftmaschinenzylinder bis zum Abgassensor bewegt hat. Dieser Verzögerungsbeitrag kann sich mit dem Kehrwert der Geschwindigkeit oder der Luftmassendurchflussmenge des Gases im Auslasskanal verändern. Schließlich gibt es Verzögerungsbeiträge, die durch die Verarbeitungszeiten, der auf das Abgassensorsignal angewendeten Filterung und dem Zeitraum, der erforderlich ist, bis das gefilterte Signal des Abgassensors das erforderliche Delta-Lambda ändert, verursacht werden. Es wird erkannt, dass die erwartete Eintrittszeitverzögerung für Kraftmaschinenbedingungen ohne das Vorhandensein von Kraftstoffverschiebungen sein kann.
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Bei 504 werden eine erwartete Austrittszeitverzögerung (TD_exit_exp) und eine gemessene Austrittszeitverzögerung (TD_exit) während eines DFSO-Austritts ähnlich zu der oben beschriebenen Zeitverzögerung für den DFSO-Eintritt bestimmt. Die Austrittszeitverzögerung kann z. B. die Dauer von einem Start des Austritts aus der DFSO sein, bis eine zweite Schwellenänderung des Lambdas erreicht ist.
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Bei 506 kann die Routine 500 bestätigen, ob ein Kraftstoffverschiebungszustand vorhanden ist. Ein Kraftstoffverschiebungszustand kann gemäß der Routine 600 nach 6 bestimmt werden, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Falls kein Kraftstoffverschiebungszustand bestätigt wird, endet die Routine 500, wobei der Standard-Kraftmaschinenbetrieb weitergehen kann.
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Falls ein Kraftstoffverschiebungszustand bestätigt wird, geht die Routine 500 zu 508 weiter, wo ein Zähler der Messwerte der Kraftstoffverschiebung um eins inkrementiert werden kann. Als Nächstes kann bei 510 bestimmt werden, ob die Anzahl der Messwerte, die das Vorhandensein einer Kraftstoffverschiebung bestätigen, höher als ein Schwellenwert (SchwellenwertF) ist. Falls bestimmt wird, dass sich die Anzahl der Messwerte der Kraftstoffverschiebung unter dem SchwellenwertF befindet, geht die Routine 500 zu 512 weiter, um den vorhandenen Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten. Falls jedoch die Anzahl der Messwerte, die eine Kraftstoffverschiebung bestimmen, höher als der SchwellenwertF ist, kann die bestimmte Kraftstoffverschiebung signalisiert werden. Um eine angemessene Kraftmaschinensteuerung sicherzustellen, um die Kraftmaschinenemissionen und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf einem Sollniveau aufrechtzuerhalten, können bei 514 ein oder mehrere Betriebsparameter der Kraftmaschine eingestellt werden, falls gewünscht. Der eingestellte Kraftmaschinenparameter kann eine oder mehrere von der Kraftstoffeinspritzmenge, der Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung, der Ventilzeitsteuerung und der Drosselklappenposition sein. Falls z. B. die bestimmte und angegebene Kraftstoffverschiebung eine Kraftstoffverschiebung zu mager ist, kann die Kraftstoffeinspritzmenge vergrößert werden und/oder kann eine Öffnung der Drosselklappe verringert werden. Falls in einem weiteren Beispiel eine Kraftstoffverschiebung zu fett angegeben wird, kann die Kraftstoffeinspritzmenge verringert werden und/oder kann die Öffnung der Drosselklappe vergrößert werden. Nach dem Einstellen der Betriebsparameter der Kraftmaschine endet die Routine 500.
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6 ist ein beispielhafter Ablaufplan, der eine Routine 600 zum Angeben einer Kraftstoffverschiebung basierend auf den bestimmten und den erwarteten Zeitverzögerungen während des Austritts aus einer und des Eintritts in eine DFSO angibt. Die Routine 600 kann durch den Controller 12 und/oder den dedizierten Controller 140 ausgeführt werden, wobei sie während 506 der oben beschriebenen Routine 500 ausgeführt werden kann.
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Bei 602 kann die gemessene Eintrittszeitverzögerung (TD_entry) mit der erwarteten Eintrittszeitverzögerung (TD_entry_exp) verglichen werden, wobei die gemessene Austrittszeitverzögerung (TD_exit) mit der erwarteten Austrittszeitverzögerung (TD_exit_exp) verglichen werden kann. Spezifisch kann bei jedem DFSO-Ereignis die gemessene Zeitverzögerung beim Eintritt und beim Austritt mit ihrer jeweiligen erwarteten Zeitverzögerung verglichen werden, um einen Unterschied der Zeitverzögerungen zu bestimmen.
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Bei 604 wird bestimmt, ob eine der Eintritts- oder Austrittszeitverzögerungen größer als ihre jeweilige erwartete Zeitverzögerung ist. Falls nein, geht die Routine 600 zu 606 weiter, wo sie bestimmen und angeben kann, dass kein Kraftstoffverschiebungszustand vorhanden ist. Falls ja, geht die Routine 600 zu 608 weiter, wo bestätigt werden kann, ob die TD_entry größer als die TD_entry_exp ist und die TD_exit gleich der TD_exit_exp ist. Mit anderen Worten, es kann bestätigt werden, ob die gemessene Eintrittszeitverzögerung größer als die erwartete Eintrittsverzögerung ist, während die gemessene Austrittszeitverzögerung im Wesentlichen die gleiche wie die erwartete Austrittszeitverzögerung ist. In anderen Beispielen kann sich die gemessene Austrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwertes der erwarteten Austrittszeitverzögerung befinden.
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Falls ja, geht die Routine 600 zu 610 weiter, um das Vorhandensein eines Kraftstoffverschiebungszustands zu fett in der Kraftmaschine anzugeben. Falls nein, kann die Routine 600 bei 612 bestimmen, dass die TD_entry gleich der TD_entry_exp ist und dass die TD_exit größer als die TD_exit_exp ist. Mit anderen Worten, die gemessene Eintrittsverzögerung ist während des DFSO-Eintritts im Wesentlichen gleich der erwarteten Zeitverzögerung, während die gemessene Austrittszeitverzögerung größer als die erwartete Austrittszeitverzögerung ist. In anderen Beispielen kann sich die gemessene Eintrittszeitverzögerung innerhalb eines Schwellenwertes der erwarteten Eintrittszeitverzögerung befinden. Deshalb kann bei 614 die Routine 600 das Vorhandensein eines Kraftstoffverschiebungszustands zu mager angeben.
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Folglich stellen die hier dargestellten Verfahren das Bestimmen des Vorhandenseins eines Kraftstoffverschiebungszustands basierend auf den Zeitverzögerungsreaktionen des Abgassensors, die während eines Eintritts in die und eines nachfolgenden Austritts aus der DFSO gesammelt werden, bereit. Eine Kraftstoffverschiebung zu fett kann angegeben werden, falls nur eine Eintrittszeitreaktion von dem Abgassensor eine erwartete Eintrittszeitverzögerung übersteigt, während eine Kraftstoffverschiebung zu mager angegeben werden kann, falls nur eine Austrittszeitreaktion eine erwartete Austrittszeitverzögerung übersteigt. Hier ist eine Eintrittszeitverzögerung eine Dauer von einem Start des Eintritts in die DFSO bis zu einer ersten Schwellenänderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, während eine Austrittszeitverzögerung eine Dauer vom Start des Austritts aus der DFSO bis zu einer zweiten Schwellenänderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist. Falls ein Kraftstoffverschiebungszustand vorhanden ist, kann ein Betriebsparameter der Kraftmaschine basierend auf der bestimmten Kraftstoffverschiebung eingestellt werden. Der eingestellte Betriebsparameter der Kraftmaschine kann eine oder mehrere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung, einer Ventilzeitsteuerung und einer Drosselklappenposition sein. Ferner kann der Abgassensor bezüglich einer Verschlechterung ausgewertet werden, bevor die Zeitverzögerungsreaktion von dem Abgassensor während des Eintritts in den und des Austritts aus dem DFSO-Zustand überwacht wird. Falls bestimmt wird, dass der Abgassensor verschlechtert ist, können die Bestimmung und die Angabe der Kraftstoffverschiebung gesperrt werden.
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In dieser Weise kann das Vorhandensein von Kraftstoffverschiebungen während des Kraftmaschinenbetriebs in einer passiven und nicht intrusiven Weise bestimmt werden. Durch das Einstellen der Kraftmaschinenparameter, um die vorhandenen Kraftstoffverschiebungen zu lindern, können die Steuerung und der Betrieb der Kraftmaschine verbessert werden. Insgesamt können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und die Emissionen besser gesteuert werden.
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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. 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.
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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.
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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 Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.