DE102016120484A1

DE102016120484A1 - Verfahren zur Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht-Detektion

Info

Publication number: DE102016120484A1
Application number: DE102016120484.6A
Authority: DE
Inventors: John Eric Rollinger; Robert Roy Jentz; Michael Igor Kluzner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2017-05-04
Also published as: RU2016140903A3; RU2016140903A; CN106640392B; US20170122227A1; US9752517B2; CN106640392A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Überwachen eines Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in den Zylindern einer Kraftmaschine beschrieben. In einem beispielhaften Verfahren wird ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders moduliert, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in dem Zylinder zu erzeugen, und werden die entsprechenden Kurbelbeschleunigungen gemessen, um eine Spitzenfunktion zu berechnen, die ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder angibt. Die Spitzenfunktion wird über mehrere Modulationen berechnet, um eine zuverlässigere Berechnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders und seiner Abweichung von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis bereitzustellen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Überwachen des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts eines Zylinders basierend auf Kurbelwellenbeschleunigungen.
Hintergrund/Zusammenfassung
Aufgrund verschiedener Faktoren können in Kraftmaschinen Variationen von Zylinder zu Zylinder bei der Verbrennung, die Ungleichgewichten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zugeordnet sind, auftreten. Die Ungleichgewichte des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Zylinder zu Zylinder können z. B. aufgrund der Variation von Zylinder zu Zylinder der Einlassventilablagerungen, verstopfter Abgasrückführungsöffnungen (AGR-Öffnungen), elektrischer Störungen, Luftaustritten und/oder verschobener Kraftstoffeinspritzdüsen usw. auftreten. Wenn ein Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem oder mehreren Zylindern auftritt, kann eine Kraftmaschine nicht imstande sein, die Emissionskonformität aufrechtzuerhalten.
Eine beispielhafte Herangehensweise, um das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht zu überwachen, ist von Rollinger u. a. in U.S. 2013/0184969 gezeigt. Darin wird eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder durch das Variieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gemäß einem vorgegebenen Muster erzeugt. Die aufgrund der Variationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erzeugten Kurbelbeschleunigungen werden dann gemessen, um ein potentielles Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in dem Zylinder zu bestimmen. Spezifisch werden die gemessenen Kurbelbeschleunigungen an eine Kurve angepasst und dann mit einer idealen Drehmomentkurve verglichen. Das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in dem Zylinder als solches basiert auf einem Anstieg und/oder einer Form der an die dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Kurbelbeschleunigungen entsprechenden Daten angepassten Kurve.
Die Erfinder haben jedoch hier potentielle Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können die Berechnungen des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts unter Verwendung des Verfahrens nach U.S. 2013/0184969 aufgrund des Rauschens verzerrt sein. In einem Beispiel können in den gemessenen Kurbelbeschleunigungen Fluktuationen auftreten, die fälschlicherweise als ein Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses detektiert werden können, wenn eine Bedienungsperson des Fahrzeugs eine Klimaanlage aktiviert. In einem weiteren Beispiel kann das Betätigen der Fenster des Fahrzeugs oder das Aktivieren der Fahrzeugleuchten außerdem die gemessenen Kurbelbeschleunigungen beeinflussen, was zu einer fehlerhaften Identifikation von Ungleichgewichten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses führt.
Die Erfinder haben hier die obigen Probleme erkannt und eine Herangehensweise identifiziert, um die obigen Probleme wenigstens teilweise zu behandeln. In einer beispielhaften Herangehensweise umfasst ein Verfahren das Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder einer Kraftmaschine, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen zu erzeugen, und das Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf einer Spitzenfunktion, wobei die Spitzenfunktion über mehrere Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird, wobei die Spitzenfunktion als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen während jeder der mehreren Modulationen berechnet wird. In dieser Weise können die aufgrund des Rauschens in der Kurbelwellenbeschleunigung auftretenden Variationen verringert werden.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren das Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder, um eine Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen des Zylinders zu erzeugen, das Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf den während des Modulierens erzeugten Kurbelbeschleunigungen und in Reaktion auf eine Entleerungsoperation in der Kraftmaschine das Deaktivieren des Modulierens und das Beenden des Identifizierens des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts. In dieser Weise kann die Überwachungseinrichtung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts des Zylinders an die Störungen aufgrund der Entleerungsoperation angepasst werden.
Ein Zylinder einer Kraftmaschine kann z. B. bezüglich eines potentiellen Ungleichgewichts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Zylinder getestet werden. Ein an die Kraftmaschine gekoppelter Controller als solcher kann eine in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge variieren, um eine Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen in dem Zylinder zu erzeugen. Ferner können die Kurbelbeschleunigungen während jeder Modulation gemessen werden und kann eine Spitzenfunktion basierend auf den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen geschätzt werden. Weiterhin kann eine Spitzenfunktion über mehrere Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geschätzt werden. Spezifisch kann die Spitzenfunktion als ein Kehrwert der Summe der Quadrate der Kurbelwellenbeschleunigungen berechnet werden, wobei die Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen das Berechnen einer Summation der Differenzen zwischen einer vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einer gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder der mehreren Modulationen, die zu einer Differenz zwischen einer durchschnittlichen vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigung während der mehreren Modulationen addiert wird, enthalten kann. Ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders kann aus der Spitzenfunktion in Erfahrung gebracht werden. Zusätzlich kann die Spitzenfunktion außerdem eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis angeben. Noch weiter kann die Schätzung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts vorübergehend ausgesetzt werden, falls eine Kanisterentleerungsoperation angegeben wird. Hier können die Modulation des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Zylinder der Kraftmaschine und die Berechnung der Spitzenfunktionen vorübergehend ausgesetzt werden, wenn die Kraftstoffdämpfe für die Verbrennung in die Kraftmaschine gesaugt werden.
In dieser Weise können die Variationen von Zylinder zu Zylinder in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis überwacht werden. Es kann eine technische Wirkung des In-Erfahrung-Bringens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch das Ausführen mehrerer Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein, dass irgendwelche Abweichungen in den Messwerten der Kurbelbeschleunigung, die durch vorübergehende Kraftmaschinenlasten verursacht werden, verringert werden können. Entsprechend kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis basierend auf den Kurbelbeschleunigungen mit einer höheren Genauigkeit geschätzt werden. Insgesamt können durch das Identifizieren eines Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts eines Zylinders mit höherer Zuverlässigkeit die Emissionen verringert werden und kann die Kraftmaschinenleistung erhöht werden.
Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Schutzumfang 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 zeigt eine schematische graphische Darstellung eines beispielhaften Kraftmaschinensystems.
2 stellt einen beispielhaften Ablaufplan dar, der eine Routine zum Bestimmen eines Zylinders mit einem Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in einer Kraftmaschine, wie z. B. dem Kraftmaschinensystem nach 1, veranschaulicht.
3 stellt eine beispielhafte Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen dar, die verwendet wird, um Kurbelbeschleunigungen zu verursachen.
4 stellt eine beispielhafte Detektion eines Zylinders mit einem Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht dar.
5 zeigt einen beispielhaften Ablaufplan, der eine Routine zum Schätzen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Zylinders basierend auf einer Spitzenfunktion gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
6 ist ein beispielhafter Ablaufplan, der eine Routine zum Berechnen der Spitzenfunktion gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
7 stellt ein beispielhaftes In-Erfahrung-Bringen der Spitzenfunktion basierend auf der Kurbelbeschleunigung dar.
8 stellt beispielhafte Spitzenfunktionen für verschiedene Zylinder dar, die aus den Kurbelbeschleunigungen in Erfahrung gebracht worden sind.
9 stellt beispielhafte Spitzenfunktionen für einen einzigen Zylinder über mehrere Modulationen dar.
10 stellt einen beispielhaften Ablaufplan bei einer Routine zum In-Erfahrung-Bringen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Zylinders dar, wenn eine Kanisterentleerungsoperation begonnen wird.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts der Zylinder in einer Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine nach 1. Eine beispielhafte Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht kann das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder enthalten, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in dem Zylinder zu erzeugen (3), während die Kraftmaschine im Wesentlichen auf der Stöchiometrie aufrechterhalten wird. Die der Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen des Zylinders zugeordneten Kurbelbeschleunigungen können überwacht werden, wobei basierend auf den Kurbelbeschleunigungen eine Spitzenfunktion berechnet werden kann (7). Die Spitzenfunktion kann als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der gemessenen und der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen über mehrere Modulationen berechnet werden (6). Die Spitzenfunktion als solche kann für jeden Zylinder der Kraftmaschine berechnet werden (8). Noch weiter kann die Spitzenfunktion für jeden Zylinder über mehrere Wiederholungen berechnet werden (9), um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders für jeden Zylinder der Kraftmaschine zu bestimmen (5). Zusätzlich kann der Zylinder mit einem Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch das Berechnen einer Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders bezüglich eines gewichteten durchschnittlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf allen Zylindern der Kraftmaschine bestimmt werden (2). Der Zylinder mit einer Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die höher als eine Schwellenabweichung ist, kann als der Zylinder mit einem Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses angegeben werden (4). Zusätzlich können die Modulation des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und das In-Erfahrung-Bringen der Spitzenfunktionen in Reaktion auf eine Kanisterentleerung in der Kraftmaschine deaktiviert werden (10). Folglich kann ein Zylinder mit einem potentiellen Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einer höheren Genauigkeit in Erfahrung gebracht werden, während den Übergangsvorgangsstörungen Rechnung getragen wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Zylinders 30 in einer Brennkraftmaschine 10. Der Zylinder 30 kann hier außerdem als eine Verbrennungskammer 30 bezeichnet 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.
Die Verbrennungskammer 30 der Kraftmaschine 10 kann die Verbrennungskammerwände 33 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.
Die Verbrennungskammer 30 kann die Einlassluft über einen Einlasskanal 42 von einem Einlasskrümmer 44 empfangen und kann die Verbrennungsgase über einen Auslasskrümmer 48 und einen Auslasskanal 58 ablassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskrümmer 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.
In dem Beispiel nach 1 können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 durch Nockenbetätigung gesteuert sein. Jedes Nockenbetätigungssystem 51 und 53 kann einen oder mehrere Nocken enthalten, die an einer oder mehreren (in 1 nicht gezeigten) Nockenwellen angebracht sind, und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Winkelpositionen der Einlass- und der Auslassnockenwelle können durch die Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Der Zylinder 30 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die CPS- und/oder VCT-Systeme enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten.
Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 66 direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW, das über einen elektronischen Treiber 99 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in sie einzuspritzen. In dieser Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das bereit, was als die Direkteinspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann z. B. an der Seite der Verbrennungskammer oder im Oberteil der Verbrennungskammer angebracht sein. 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 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.
Das Zündsystem 88 kann gemäß ausgewählten Betriebsmodi in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA vom Controller 12 über eine Zündkerze 91 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.
Es ist gezeigt, dass der Einlasskrümmer 44 mit einer Drosselklappe 62, die eine Drosselklappenplatte 64 aufweist, in Verbindung steht. In diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappenplatte 64 durch den Controller 12 über ein Signal, das einem (in 1 nicht gezeigten) Elektromotor oder Aktuator, der in der Drosselklappe 62 enthalten ist, bereitgestellt wird, variiert werden, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Die Drosselklappenposition kann durch den Elektromotor über eine Welle variiert werden. Die Drosselklappe 62 kann die Luftströmung vom Einlasskanal 42 zum Einlasskrümmer 44 und zur Verbrennungskammer 30 (und anderen Kraftmaschinenzylindern) steuern. Die Position der Drosselklappenplatte 64 kann dem Controller 12 durch ein Drosselklappenpositionssignal TP von einem Drosselklappenpositionssensor 158 bereitgestellt werden.
Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Es ist gezeigt, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 70 entlang dem Auslasskanal 58 stromabwärts eines Abgassensors 126 angeordnet ist. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Es kann ein (nicht gezeigtes) Abgasrückführungssystem (AGR-System) verwendet werden, um einen Sollanteil des Abgases vom Auslasskanal 58 zum Einlasskrümmer 44 zu leiten. Alternativ kann ein Anteil der Verbrennungsgase als interne AGR durch das Steuern der Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile in den Verbrennungskammern gehalten werden.
Ein Verdampfungsemissionssystem kann sowohl an die Kraftmaschine 10 als auch an ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem gekoppelt sein. Das Verdampfungsemissionssystem enthält einen Kraftstoffdampfbehälter oder -kanister 22, der verwendet werden kann, um Kraftstoffdämpfe einzufangen und zu lagern. Die in dem Kraftstoffsystem (z. B. einem Kraftstofftank) erzeugten Dämpfe können über eine Dampfrückgewinnungsleitung 31 zu dem Kraftstoffdampfkanister 22 geleitet werden, bevor sie zum Einlasskrümmer 44 entleert werden. Der Kraftstoffdampfkanister 22 kann hier außerdem als ein Kraftstoffsystemkanister oder einfach ein Kanister 22 bezeichnet werden. Die Dampfrückgewinnungsleitung 31 kann ein oder mehrere Ventile 116 enthalten, um den Kraftstofftank während bestimmter Bedingungen zu isolieren. In einem Beispiel kann das Ventil 116 ein Kraftstofftankabsperrventil (FTIV 116) sein. In einem weiteren Beispiel kann das Ventil 116 ein Dampfblockierventil (VBV) sein.
Der Kraftstoffdampfkanister 22 kann mit einem geeigneten Adsorptionsmittel gefüllt sein, um die Kraftstoffdämpfe (einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe) vorübergehend aufzufangen. In einem Beispiel ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle. Während ein einziger Kanister 22 gezeigt ist, wird erkannt, dass das Verdampfungsemissionssystem irgendeine Anzahl von Kanistern enthalten kann.
Wenn die Entleerungsbedingungen erfüllt sind, wie z. B. wenn der Kanister gesättigt ist, können die in dem Kraftstoffsystemkanister 22 gelagerten Dämpfe über eine Entleerungsleitung 28 durch das Öffnen eines Kanisterentleerungsventils 72 (das außerdem als Entleerungsventil 72 bezeichnet wird) in den Einlasskrümmer 44 entleert werden. Durch eine Entlüftungsleitung 27 kann Frischluft über ein Kanisterentlüftungsventil 74 in den Kanister 22 gesaugt werden, um die Desorption der gelagerten Kraftstoffdämpfe zu ermöglichen. Das Kanisterentlüftungsventil 74 kann z. B. ein drucklos geöffnetes Ventil sein, das offen aufrechterhalten werden kann, um Frischluft über die Entlüftungsleitung 27 in den Kanister 22 zu saugen. Das Kanisterentleerungsventil 72 kann ein drucklos geschlossenes Ventil sein, wobei es aber während bestimmter Bedingungen geöffnet werden kann, so dass der Unterdruck vom Einlasskrümmer 44 der Kraftmaschine dem Kraftstoffdampfkanister zum Entleeren der desorbierten Kraftstoffdämpfe bereitgestellt wird.
Die Luftströmung zwischen dem Kanister 22 und der Atmosphäre kann durch das Kanisterentlüftungsventil 74 geregelt sein. Ein Kraftstofftankabsperrventil 116 (FTIV 116) kann das Entlüften der Dämpfe vom Kraftstofftank in den Kanister 22 steuern. Das FTIV 116 kann zwischen dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffdampfkanister innerhalb der Leitung 31 positioniert sein. Das FTIV 116 kann ein drucklos geschlossenes Ventil sein, das, wenn es geöffnet ist, die Entlüftung der Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank zum Kanister 22 ermöglicht. Die Luft, der die Kraftstoffdämpfe entzogen worden sind, kann dann vom Kanister 22 über das Kanisterentlüftungsventil 74 und die Entlüftungsleitung 27 zur Atmosphäre entlüftet werden. Die im Kanister 22 gelagerten Kraftstoffdämpfe können zu einem späteren Zeitpunkt über das Kanisterentleerungsventil 72 zum Einlasskrümmer 44 entleert werden.
Das Kraftstoffsystem kann (z. B. nachdem eine Anspringtemperatur einer Abgasreinigungsvorrichtung erreicht worden ist und bei arbeitender Kraftmaschine) in einem Kanisterentleerungsmodus betrieben werden, wobei der Controller 12 das Kanisterentleerungsventil 72 und das Kanisterentlüftungsventil 74 öffnen kann, während er das FTIV 116 schließt. Der durch den Einlasskrümmer der arbeitenden Kraftmaschine erzeugte Unterdruck kann hier verwendet werden, um Frischluft durch die Entlüftungsleitung 27 und durch den Kraftstoffdampfkanister 22 zu saugen, um die gelagerten Kraftstoffdämpfe in den Einlasskrümmer 44 zu entleeren. In diesem Modus werden die aus dem Kanister entleerten Kraftstoffdämpfe in der Kraftmaschine verbrannt. Das Entleeren kann fortgesetzt werden, bis sich die in dem Kanister gelagerte Kraftstoffdampfmenge unter einem Ladungsschwellenwert befindet.
Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes enthält: eine Mikroprozessoreinheit 102, die Eingabe-/Ausgabeports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Controller 12 befehligt verschiedene Aktuatoren, wie z. B. das Kanisterentleerungsventil 72, die Drosselklappenplatte 64, die Kraftstoffeinspritzdüse 66 und dergleichen. Es ist gezeigt, dass der Controller 12 zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich Folgender: der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eines Positionssensors 134, der an ein Fahrpedal 130 gekoppelt ist, zum Abtasten der durch die Bedienungsperson 132 des Fahrzeugs eingestellten Position des Fahrpedals; einer Messung des Einlasskrümmerdrucks (MAP) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Messung der in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse von einem Luftmassendurchflusssensor 120; eine Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 158; und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AFR) von dem EGO-Sensor 126. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung kann ein Kurbelwellensensor 118, der als ein Kraftmaschinen-Drehzahlsensor verwendet werden kann, für jede Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse erzeugen, woraus die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann. Derartige Impulse können als ein Profil-Zündungs-Ansprechsignal (PIP) zum Controller 12 weitergeleitet werden, wie oben erwähnt worden ist. Der Kurbelwellensensor 118 kann außerdem verwendet werden, um die Kurbelwellenbeschleunigungen (die außerdem als die Kurbelbeschleunigungen bezeichnet werden) zu messen.
Der Festwertspeicher 106 des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die durch den Prozessor 102 ausführbare Anweisungen zum Ausführen verschiedener Routinen, die hier nicht spezifisch aufgelistet sind, repräsentieren. Der Controller 12 empfängt folglich Signale von den verschiedenen Sensoren nach 1 und verwendet die verschiedenen Aktuatoren nach 1, um den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und den in einem Speicher des Controllers gespeicherten Anweisungen einzustellen. Das Einstellen des Kanisterentleerungsventils 72 kann z. B. das Einstellen eines Aktuators des Kanisterentleerungsventils enthalten. Als ein Beispiel kann der Controller 12 ein Signal zu dem Aktuator des Kanisterentleerungsventils, wie z. B. einem Solenoid, übertragen, um eine Öffnung des Kanisterentleerungsventils einzustellen.
Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 lediglich einen Zylinder einer Mehrzylinder-Kraftmaschine und dass jeder Zylinder seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündkerzen usw. aufweist. In einem Beispiel kann die Kraftmaschine 10 vier Zylinder enthalten, die in einer Reihenweise angeordnet sind. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftmaschine 10 sechs Zylinder enthalten, die in einer V-Konfiguration angeordnet sind. In einem noch weiteren Beispiel kann die Kraftmaschine 10 acht Zylinder enthalten, die in einer V-Konfiguration angeordnet sind. Alternativ kann die Kraftmaschine 10 zusätzliche oder weniger Zylinder enthalten, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Ein Controller, wie z. B. der Controller 12, der Kraftmaschine kann in regelmäßigen Intervallen bezüglich eines Ungleichgewichts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Zylinder überwachen, um eine Variation des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Zylinder zu Zylinder zu detektieren. Die Ungleichgewichte des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern als solche können die Kraftmaschinenleistung und die Kraftmaschinenemissionen ungünstig beeinflussen. Wenn jedoch eine Ungleichgewichtsüberwachungseinrichtung basierend auf den Kurbelbeschleunigungen betriebsfähig ist, können das Rauschen und die Störungen vom Fahrzeugbetrieb (z. B. die Aktivierung oder die Deaktivierung einer Klimaanlage, der Fenster, der Leuchten usw.) die Messwerte der Kurbelbeschleunigungen verdrehen und verzerren. Die vorliegende Offenbarung schwächt die Verzerrungen bei der Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts von derartigen Störungen ab.
Hier kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder der Kraftmaschine intrusiv moduliert werden und können die entsprechenden Variationen der Kurbelwellendrehung, spezifisch der Kurbelbeschleunigungen, gemessen werden. Ferner kann sich die Kraftmaschine bei der Stöchiometrie befinden, selbst wenn sich die einzelnen Zylinder der Kraftmaschine nicht bei der Stöchiometrie befinden können. Falls z. B. ein erster Zylinder mit einem fetteren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, kann ein zweiter Zylinder mit einem magereren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, um die Kraftmaschinenstöchiometrie aufrechtzuerhalten. Es können alternative Muster des Modulierens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Zylinder verwendet werden, um die Kraftmaschine bei der Stöchiometrie aufrechtzuerhalten, während einzelne Zylinder mit fetteren oder magereren Gemischen betrieben werden. Ferner können als eine zusätzliche Beobachtung die Kurbelbeschleunigungen (z. B. die Drehmomentänderungen) außerdem gemessen werden, wenn einzelne Zylinder bei der Stöchiometrie arbeiten. Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen können mit einer idealen Drehmomentkurve verglichen werden, wobei eine Spitzenfunktion, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders angibt, basierend auf einer Qualität der Anpassung der gemessenen Kurbelbeschleunigungen an die ideale Drehmomentkurve berechnet werden kann. Um die Genauigkeit der Spitzenfunktion zu vergrößern und die Verzerrung vom Rauschen zu minimieren, wird die Berechnung über mehrere Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ausgeführt, die durch das Ausschließen wenigstens einer Modulation wiederholt ausgeführt werden. Um die Zuverlässigkeit des berechneten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders weiter zu verbessern, kann ein gewichteter Durchschnitt des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den mehreren Modulationen und den resultierenden Spitzenfunktionen geschätzt werden. Weiterhin kann der Controller einen Zylinder mit einem Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in der Kraftmaschine durch das Vergleichen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses jedes Zylinders mit einem gewichteten durchschnittlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis aller Zylinder der Kraftmaschine bestimmen.
2 stellt eine beispielhafte Routine 200 zum Detektieren von Ungleichgewichten der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der Zylinder in einer Kraftmaschine dar. Spezifisch kann eine Überwachungseinrichtung für das Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) aktiviert werden, um ein AFR jedes Zylinders in Erfahrung zu bringen. Ferner kann das in Erfahrung gebrachte AFR jedes Zylinders mit einem gewichteten durchschnittlichen AFR aller Zylinder in der Kraftmaschine verglichen werden, um den Zylinder mit dem AFR-Ungleichgewicht zu identifizieren. Das Zylinder-AFR als solches kann in Erfahrung gebracht werden, wie im Folgenden weiter beschrieben wird, indem die Variationen der Kurbelbeschleunigungen, die einer intrusiven Modulation des AFR des Zylinders entsprechen, beobachtet werden.
Die Routine 200 wird in Bezug auf das in 1 gezeigte System beschrieben, es sollte aber erkannt werden, dass ähnliche Routinen mit anderen Systemen verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die Anweisungen zum Ausführen der Routine 200 (ebenso wie der Routinen 500, 600 und 1000), die hier enthalten sind, können durch einen Controller, wie z. B. den Controller 12 nach 1, basierend auf den in einem Speicher des Controllers gespeicherten Anweisungen und im Zusammenhang mit den von den Sensoren des Kraftmaschinensystems, wie z. B. den oben bezüglich 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Der Controller kann die Kraftmaschinen-Aktuatoren des Kraftmaschinensystems, wie z. B. die Aktuatoren nach 1, verwenden, um den Kraftmaschinenbetrieb und den Fahrzeugbetrieb gemäß den im Folgenden beschriebenen Routinen einzustellen.
Bei 202 schätzt und/oder misst die Routine 200 die vorhandenen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. Beispielhafte Betriebsbedingungen der Kraftmaschine enthalten die Kraftmaschinendrehzahl (Ne), die Kraftmaschinenlast, den MAP, die Funkenzeitsteuerung usw. Der Controller kann z. B. die Signale von einem MAP-Sensor, wie z. B. dem MAP-Sensor 121 nach 1, empfangen und einen vorhandenen Krümmerdruck in Erfahrung bringen.
Als Nächstes bestimmt die Routine 200 bei 204, ob die Eintrittsbedingungen zum Aktivieren einer Überwachungseinrichtung für das Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (die außerdem als eine Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht bezeichnet wird) erfüllt sind. Bei 204 können verschiedene Eintrittsbedingungen zum Starten der Luft/Kraftstoff-Überwachungseinrichtung geprüft werden. In einem Beispiel können die Eintrittsbedingungen die Eintrittsbedingungen einer Hintergrundabtastrate (z. B. des zeitbasierten Abtastens) und/oder die Eintrittsbedingungen einer Vordergrundabtastrate (z. B. des auf dem Kurbelwinkelbereich basierenden Abtastens) enthalten. In einem weiteren Beispiel können die Eintrittsbedingungen von globalen Bedingungen, wie z. B. der Kraftmaschinentemperatur (die Kraftmaschine muss warmgelaufen sein, um den Test auszuführen), der Kraftmaschinenlast, der Kraftmaschinendrehzahl usw., abhängen. Falls die Kraftmaschine z. B. bei einer höheren Kraftmaschinenlast arbeitet, kann die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht nicht aktiviert werden. Die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht als solche enthält das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) in jedem Zylinder der Kraftmaschine, was die Kraftmaschinenausgabe ungünstig beeinflussen kann. In einem noch weiteren Beispiel kann die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht nicht aktiviert werden, falls Übergangsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. Pedaldrücke, Pedalfreigaben usw., detektiert werden. In einem zusätzlichen Beispiel kann das Überwachen des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts geplant werden, so dass es zu spezifischen Zeitpunkten oder in spezifischen Intervallen, z. B. nachdem eine bestimmte Anzahl von Meilen gefahren worden ist usw., ausgeführt wird.
Falls bei 204 die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, geht die Routine 200 zu 206 weiter, um zu warten, um die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht zu aktivieren, wobei sie dann endet. Spezifisch kann die Routine z. B. deaktiviert und für einen späteren Zeitpunkt, z. B. nachdem eine bestimmte Anzahl von Meilen gefahren worden ist, nachdem ein bestimmter Zeitraum vergangen ist, bei stationären Kraftmaschinenbedingungen usw., erneut geplant werden. Falls jedoch die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, geht die Routine 200 zu 208 weiter, um die Überwachungseinrichtung für das Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu aktivieren, um das AFR in jedem Zylinder der Kraftmaschine zu schätzen. Hier kann die Routine 500 nach 5 aktiviert werden, um das AFR in jeden Zylinder der Kraftmaschine zu modulieren. Ferner können entsprechende Kurbelwellenbeschleunigungen aufgrund der AFR-Modulation gemessen und verwendet werden, um eine Spitzenfunktion zu berechnen. Noch weiter kann die Spitzenfunktion über mehrere AFR-Modulationen in jedem Zylinder berechnet werden. Die Spitzenfunktion kann das AFR des Zylinders angeben. Die Schätzung des Zylinder-AFR wird ferner bezüglich 5 im Folgenden beschrieben.
Bei 210 enthält die Routine 200 das Schätzen eines gewichteten durchschnittlichen AFR basierend auf den geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen jedes Zylinders der Kraftmaschine. Mit anderen Worten, der gewichtete Durchschnitt kann auf den Zylinder-AFRs für alle Zylinder der Kraftmaschine basieren. Dieser gewichtete Durchschnitt basierend auf allen Zylindern kann als ein gewichtetes durchschnittliches AFR der Kraftmaschine bezeichnet werden. In einem Beispiel kann das gewichtete durchschnittliche AFR für alle Zylinder der Kraftmaschine durch das Berücksichtigen der relativen Differenzen der Zylinder-AFR berechnet werden. Spezifisch kann eine Abweichung von Zylinder zu Zylinder in dem AFR geschätzt werden, wobei das gewichtete durchschnittliche AFR sowohl basierend auf den relativen Zylinderabweichungen als auch basierend auf den einzelnen Zylinder-AFRs bestimmt werden kann.
Eine beispielhafte Berechnung des gewichteten durchschnittlichen AFR der Kraftmaschine (WAA_E) ist im Folgenden für eine 3-Zylinder-Kraftmaschine dargestellt: WAA_E = [(AFR_Cyl_1·D2) + (AFR_Cyl_2·D3) + (AFR_Cyl_3·D1)] ÷ D_total, wobei
AFR_Cyl_1, AFR_Cyl_2 und AFR_Cyl_3 die geschätzten AFRs für einen ersten Zylinder(Cyl 1), einen zweiten Zylinder(Cyl 2) bzw. einen dritten Zylinder(Cyl 3) sind;
D1 = 0,001 + (AFR_Cyl_1 – AFR_Cyl_2)²;
D2 = 0,001 + (AFR_Cyl_2 – AFR_Cyl_3)²;
D3 = 0,001 + (AFR_Cyl_3 – AFR_Cyl_1)²; und
D_total = D1 + D2 + D3 gilt.
Es wird erkannt, dass, obwohl das obige Beispiel für eine 3-Zylinder-Kraftmaschine ist, die Kraftmaschine zusätzliche oder weniger Zylinder enthalten kann. Falls noch weiter die Kraftmaschine eine V-Typ-Kraftmaschine ist, kann ein gewichtetes durchschnittliches AFR für jede Reihe der V-Kraftmaschine wie oben berechnet werden.
Als Nächstes schätzt die Routine 200 bei 212 die Abweichung jedes Zylinder-AFR von dem gewichteten durchschnittlichen AFR basierend auf den Zylinder-AFRs für alle Zylinder der Kraftmaschine. Das geschätzte AFR für jeden Zylinder kann spezifisch mit dem gewichteten durchschnittlichen AFR der Kraftmaschine verglichen werden. Folglich kann die Routine 200 bestimmen, ob die Zylinder-AFRs für die Zylinder der Kraftmaschine um ein ähnliches AFR zusammen gruppiert sind oder ob sich wenigstens ein Zylinder von den verbleibenden Zylindern um einen beträchtlichen Pegel (z. B. als ein "Ausreißer") unterscheidet.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes AFR eines "Ausreißer"-Zylinders bezüglich eines gewichteten durchschnittlichen AFR aller Zylinder der Kraftmaschine. 4 enthält ein Kennfeld 400, das das AFR in jedem Zylinder einer 3-Zylinder-Kraftmaschine bezüglich einer Linie 405, die das gewichtete durchschnittliche AFR aller Zylinder der 3-Zylinder-Kraftmaschine repräsentiert, darstellt. Alternativ kann das durch die Linie 405 dargestellte gewichtete durchschnittliche AFR ein gewichtetes durchschnittliches AFR für eine einzige Reihe von 3 Zylindern in einer 6-Zylinder-V-Kraftmaschine sein.
Das AFR eines ersten Zylinders ist durch einen Datenpunkt 416 (einen punktierten Kreis) dargestellt, das AFR eines zweiten Zylinders ist durch einen Datenpunkt 414 (einen massiven schwarzen Kreis) dargestellt und das AFR eines dritten Zylinders ist durch einen Datenpunkt 412 (einen hohlen Kreis) dargestellt. Wie im Kennfeld 400 gezeigt ist, weisen die AFRs sowohl des ersten Zylinders als auch des zweiten Zylinders (die Punkte 414 und 416) beträchtlich kleinere Abweichungen von dem gewichteten durchschnittlichen AFR der Kraftmaschine (die Linie 405) auf. Das AFR des dritten Zylinders (der Punkt 412) befindet sich jedoch bei einer höheren Abweichung von dem gewichteten durchschnittlichen AFR der Kraftmaschine. Spezifisch ist das AFR des dritten Zylinders höher als eine Schwellenabweichung, die durch die Linie 407 (die als Thr_D gezeigt ist) repräsentiert ist. Mit anderen Worten, der erste Zylinder und der zweite Zylinder weisen AFRs auf, die zueinander ähnlich sind, während der dritte Zylinder ein AFR aufweist, das von den AFRs sowohl des zweiten Zylinders als auch des ersten Zylinders signifikant verschieden ist. Folglich kann der dritte Zylinder als ein Ausreißerzylinder betrachtet werden, wobei er der Zylinder mit einem Ungleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein kann.
Bei 214 bestimmt die Routine 200, ob die geschätzte Abweichung der Zylinder-AFR von der gewichteten durchschnittlichen AFR für alle Zylinder der Kraftmaschine größer (oder höher) als eine Schwellenabweichung, Thr_D, ist. Spezifisch kann das AFR für jeden Zylinder mit dem gewichteten durchschnittlichen AFR (basierend auf allen Zylinder-AFRs für alle Zylinder) verglichen werden. Das Kennfeld 400 nach 4 stellt eine beispielhafte Schwellenabweichung als Thr_D dar. In einem Beispiel kann die Schwellenabweichung als eine prozentuale Abweichung, wie z. B. 40 %, ausgedrückt sein. Falls sich folglich eine Zylinder-AFR von der gewichteten durchschnittlichen AFR aller Zylinder der Kraftmaschine (oder der Reihe) um wenigstens 40 % unterscheidet, kann der Zylinder ein Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Schwellenabweichung niedriger sein, wie z. B. bei 30 %. Es können alternative Schwellenabweichungen in Betracht gezogen werden, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Falls zurück zur Routine 200 die Abweichung der Zylinder-AFR nicht höher als die Schwellenabweichung ist, wie z. B. in den Fällen des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders des Kennfeldes 400, geht die Routine 400 zu 216 weiter. Bei 216 gibt die Routine 200 an, dass kein Zylinderungleichgewicht vorhanden ist. Hier kann jeder Zylinder der Kraftmaschine bei einem AFR arbeiten, das sich im Wesentlichen auf dem oder nah bei dem gewichteten durchschnittlichen AFR (der Linie 405 nach 4) befindet. Falls andererseits bestimmt wird, dass sich ein Zylinder-AFR bei einer Abweichung befindet, die größer als die Schwellenabweichung ist, geht die Routine 200 zu 218 weiter, um anzugeben, dass in der Kraftmaschine ein Zylinderungleichgewicht vorhanden ist. Hier kann ein Ausreißerzylinder bestimmt werden, wie in 4 gezeigt ist, wobei der dritte Zylinder (der Datenpunkt 412) mit einer AFR-Abweichung, die höher als die Schwellenabweichung ist, ein AFR-Ungleichgewicht aufweisen kann. Bei 220 wird der Zylinder mit einem AFR-Ungleichgewicht identifiziert. Ferner setzt die Routine 300 bei 222 im Speicher des Controllers einen Diagnosefehlercode (DTC), der das Zylinderungleichgewicht angibt. Das Setzen des DTC kann außerdem das Leuchten einer Fehlfunktionsindikatorlampe (MIL) enthalten, um das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht des Zylinders anzugeben. Noch weiter enthält die Routine 200 bei 222 das Einstellen der Kraftmaschinenparameter. In einem Beispiel kann eine Funkenzeitsteuerung basierend auf dem in Erfahrung gebrachten Ungleichgewicht eingestellt werden. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzung in dem betroffenen Zylinder basierend auf dem AFR-Ungleichgewicht in dem Zylinder eingestellt werden. Dann endet die Routine 200.
Folglich kann ein erstes Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines ersten Zylinders einer Kraftmaschine durch das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Zylinder und das Beobachten der entsprechenden Kurbelbeschleunigungen in Erfahrung gebracht werden. Ähnlich kann ein zweites Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines zweiten Zylinders der Kraftmaschine außerdem durch das Variieren des AFR in dem zweiten Zylinder und das Beobachten der zugeordneten Änderungen der Kurbelbeschleunigungen in Erfahrung gebracht werden. Ferner kann ein gewichteter Durchschnitt des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den in Erfahrung gebrachten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen sowohl für den ersten Zylinder als auch für den zweiten Zylinder berechnet werden. Noch weiter kann die Verschlechterung des ersten Zylinders in Reaktion auf eine Abweichung des ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt, die höher als eine Schwellenabweichung, Thr_D nach den 2 und 4, ist, angegeben werden. Weiterhin kann der zweite Zylinder nicht verschlechtert sein, falls eine Abweichung des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt niedriger als die Schwellenabweichung ist.
5 repräsentiert eine beispielhafte Routine 500 zum Schätzen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in jedem Zylinder einer Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine 10. Hier können die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in jedem Zylinder intrusiv über einen Bereich von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen moduliert werden, wobei die resultierenden Kurbelbeschleunigungen gemessen und verwendet werden können, um eine Spitzenfunktion zu bestimmen, die sowohl ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder als auch eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis angibt. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders kann durch das wiederholte Wiederholen der mehreren Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und durch das Verwerfen einer oder mehrerer Modulationen bei jeder Messung mit einer höheren Genauigkeit in Erfahrung gebracht werden. Diese Berechnungen werden im Folgenden ausführlicher beschrieben. Die Routine 500 wird bezüglich des Kraftmaschinensystems nach 1 beschrieben.
Bei 502 enthält die Routine 500 das Verursachen einer Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder einer Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine 10 nach 1. Das AFR jedes Zylinders als solches kann durch das Verursachen der Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in Erfahrung gebracht werden. Die fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen können bei 504 durch das Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder verursacht werden. Es kann z. B. eine in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge variiert werden. Bei 506 kann die Menge der Kraftstoffeinspritzung als solche basierend auf einem vorgegebenen Muster variiert werden. Alternativ können außerdem zufällige Variationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die während des Kraftmaschinenbetriebs auftreten, verwendet werden. In einem zusätzlichen Beispiel kann die Menge der Luftströmung in den Zylinder außerdem eingestellt werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu modulieren.
3 zeigt eine beispielhafte Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen, die verwendet wird, um Kurbelbeschleunigungen in einer beispielhaften V-6-Kraftmaschine 302 zu verursachen. Die Kraftmaschine 302 enthält eine erste Reihe 304 (die Reihe 1) von Zylindern, die den Zylinder 306 (den Zylinder 1), den Zylinder 308 (den Zylinder 2) und den Zylinder 310 (den Zylinder 3) enthält. Die Kraftmaschine 302 enthält außerdem eine zweite Reihe 312 (die Reihe 2) von Zylindern, die den Zylinder 314 (den Zylinder 4), den Zylinder 316 (den Zylinder 5) und den Zylinder 318 (den Zylinder 6) enthält. Der Einlasskrümmer 320 und der Auslasskrümmer 322 sind an die Zylinder in der Reihe 304 gekoppelt. Der Einlasskrümmer 324 und der Auslasskrümmer 326 sind an die Zylinder in der Reihe 312 gekoppelt.
In der Tabelle 350 sind beispielhafte Muster gezeigt, die verwendet werden, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Kraftmaschinenzylindern zu erzeugen. In der Tabelle 350 sind vier beispielhafte Sätze von Mustern in vier Spalten gezeigt, wobei die Spalte 330 einen ersten Mustersatz zeigt, die Spalte 332 einen zweiten Mustersatz zeigt, die Spalte 334 einen dritten Mustersatz zeigt und die Spalte 336 einen vierten Mustersatz gezeigt. Jeder Eintrag in einer Spalte ist ein Kraftstoffmassenmultiplikator, der auf die Stöchiometrie (Lambda = 1) angewendet werden kann. In der Spalte 330 und dem ersten Mustersatz wird der Multiplikator 0,94 z. B. auf den Zylinder 1 angewendet, wenn der Zylinder 1 zündet, wird der Multiplikator 1,04 auf den Zylinder 2 angewendet, wenn der Zylinder 2 zündet, wird 1,04 auf den Zylinder 3 angewendet, wenn der Zylinder 3 zündet usw. Unter Verwendung verschiedener Kraftstoffmassenmultiplikatoren kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder moduliert werden.
Diese Multiplikatoren sind so gewählt, dass jede Reihe der Kraftmaschine im Wesentlichen auf der Stöchiometrie (z. B. innerhalb 5 % der Stöchiometrie) bleibt, wenn sie auf die Zylinder in einer spezifizierten Zündreihenfolge angewendet werden. Falls der Zylinder 1 z. B. mit einem fetteren Luft/Kraftstoff-Verhältnis gezündet wird, können die Zylinder 2 und 3 (derselben Reihe) mit magereren Luft-Kraftstoff-Verhältnissen gezündet werden, um die Reihenstöchiometrie und die Kraftmaschinenstöchiometrie aufrechtzuerhalten. Die Spalten 332, 334 und 336 zeigen zusätzliche beispielhafte Muster, die Kraftstoffmassenmultiplikatoren wie in der Spalte 330 enthalten, aber mit anderen Werten für verschiedene Zylinder, die immer noch die Kraftmaschine auf der Stöchiometrie aufrechterhalten, wenn sie angewendet werden. Es wird angegeben, dass, obwohl es in der Tabelle 350 nicht gezeigt ist, die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht außerdem die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in jedem Zylinder bei der Stöchiometrie (oder der angenommenen Stöchiometrie) für zusätzliche Messwerte modulieren kann. Die beispielhaften Muster können nacheinander auf jeden Zylinder angewendet werden, während das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht überwacht wird.
Zurück zur Routine 500 nach 5 werden bei 508 die Kurbelbeschleunigungen, die jeder Modulation des AFR in jedem Zylinder zugeordnet sind, gemessen. Die Kurbelbeschleunigungen können z. B. basierend auf der Ausgabe eines Kurbelwellensensors, wie z. B. des Sensors 118 nach 1, bestimmt werden. Die Kurbelwellenbeschleunigungen können während des Arbeitstakts eines zündenden Zylinders geschätzt werden. Die Kurbelwellenbeschleunigungen, die sich aus den Luft/Kraftstoff-Störungen ergeben, können z. B. durch den Controller 12 überwacht und verarbeitet werden. Die Kurbelbeschleunigungen als solche können verarbeitet werden, um Drehmomentänderungen anzugeben.
In 3 kann die Kraftmaschine 302 z. B. abermals mit dem ersten Mustersatz (der durch die Spalte 330 gezeigt ist) betrieben werden, wobei die zugeordneten Kurbelbeschleunigungen gemessen werden können. Folglich kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 302 basierend auf dem ersten Mustersatz Kraftstoff empfangen (um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu modulieren). Die Kraftmaschine 302 kann als Nächstes mit dem zweiten Mustersatz (die Spalte 332) betrieben werden, wobei die entsprechenden Kurbelbeschleunigungen gemessen werden können. Folglich kann der zweite Mustersatz dem ersten Mustersatz folgend angewendet werden. Dem zweiten Mustersatz kann der dritte Mustersatz folgen usw. Folglich kann der Zylinder 1 in einem ersten Zyklus mit dem Multiplikator 0,94, in einem dem ersten Zyklus folgenden zweiten Zyklus mit dem Multiplikator 0,97, in einem dem zweiten Zyklus folgenden dritten Zyklus mit dem Multiplikator 1,04 usw. gezündet werden, wobei die folgenden Kurbelbeschleunigungen gemessen werden können. Es wird erkannt, dass durch das Betreiben jedes Zylinders mit den verschiedenen in der Tabelle 350 gezeigten Mustern mehrere Modulationen des AFR verursacht werden können. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftmaschine 302 mit dem ersten Mustersatz der Kraftstoffmassenmultiplikatoren (die Spalte 330) während mehrerer Zyklen betrieben werden, wobei die zugeordneten Kurbelbeschleunigungen gemessen werden können. Nach einem ersten Satz von Wiederholungen kann die Kraftmaschine 302 mit dem zweiten Mustersatz während mehrerer Zyklen betrieben werden, wobei die sich ergebenden Kurbelbeschleunigungen gemessen werden können.
Folglich können für jede in einem Zylinder erzeugte fette, magere und stöchiometrische Bedingung, wie in 3 beschrieben ist, die Kurbelwellenbeschleunigungen und die resultierenden Drehmomentänderungen, die jeder verursachten Bedingung entsprechen, überwacht und in einem Speicher des Controllers gespeichert werden.
Bei 508 der Routine 500 kann das Bestimmen der Kurbelwellenbeschleunigungen das Berechnen normierter Drehmomentbeschleunigungen für jede Kurbelwellenbeschleunigung, die durch jede in einem Zylinder verursachte magere, fette oder stöchiometrische Bedingung erzeugt wird, enthalten. Die gemessene Kurbelwellenbeschleunigung kann in verschiedenen Weisen normiert werden. Die geschätzte Kurbelwellenbeschleunigung kann z. B. durch einen Wert des angegebenen Drehmoments minus einer Zubehörlast normiert werden. Als ein weiteres Beispiel wird bei 510 der Routine 500 die Kurbelwellenbeschleunigung bezüglich der Funkenzeitsteuerung normiert. Spezifisch können die Kurbelbeschleunigungen durch das Kompensieren bezüglich des Funkens aufgrund des verursachten AFR (z. B. der mageren und fetten Bedingungen) in dem Zylinder normiert werden. Eine Änderung der laminaren Flammengeschwindigkeit als solche kann bei einem verursachten AFR in dem Zylinder auftreten, wobei das verursachte AFR von der Stöchiometrie verschieden ist. Entsprechend kann ein Korrekturfaktor für einen Wert der Abweichung zwischen der Funkenzeitsteuerung bei der Stöchiometrie und der Funkenzeitsteuerung bei dem verursachten AFR in dem Zylinder angewendet werden. In einem Beispiel können die Korrekturfaktoren in Nachschlagtabellen im Speicher des Controllers gespeichert sein.
Die normierten Beschleunigungswerte und die korrelierten Werte des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder und für jede in den Zylindern verursachte magere, fette und stöchiometrische Bedingung können außerdem in einer Speicherkomponente des Controllers 12 für die weitere Verarbeitung, die im Folgenden beschrieben wird, gespeichert sein.
Bei 512 enthält die Routine 500 das Bestimmen einer Spitzenfunktion für mehrere Modulationen des AFR für jeden Zylinder. Die Spitzenfunktion kann durch das Aktivieren der Routine 600 nach 6 geschätzt werden.
6 stellt eine beispielhafte Routine 600 zum Berechnen einer Spitzenfunktion, Pf, für einen gegebenen Zylinder basierend auf mehreren Modulationen des AFR in dem gegebenen Zylinder dar. Spezifisch basiert die Spitzenfunktion auf einer Summe der Quadrate der über mehrere Modulationen des AFR in dem gegebenen Zylinder erzeugten Daten der normierten Kurbelbeschleunigungen, wie in der Tabelle 350 gezeigt ist. Die Spitzenfunktion des Zylinders 1 nach 3 kann z. B. durch das Modulieren des AFR in dem Zylinder 1 durch die in der Tabelle 350 gezeigten Sätze der Muster der Kraftstoffmassenmultiplikatoren (z. B. mehrerer Modulationen) in einer sich wiederholenden Weise in Erfahrung gebracht werden.
Bei 602 empfängt die Routine 600 die gemessenen Daten der Kurbelbeschleunigung für jede Modulation. Wie früher beschrieben worden ist, können die Kurbelbeschleunigungen für jedes in dem gegebenen Zylinder verursachte AFR gemessen werden. Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen können normiert werden, wie bezüglich 510 der Routine 500 beschrieben worden ist. Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen sind ferner als 'Si' bezeichnet, wobei das "i" jede Iteration des Messens der Kurbelbeschleunigung für ein korreliertes AFR repräsentiert. Bei 604 gewinnt die Routine 600 eine vorgegebene Kurbelbeschleunigung, Ri, für jede Modulation wieder. Die vorgegebene Kurbelbeschleunigung (oder das normierte Drehmoment) kann auf einer idealen Drehmomentkurve basieren. Ferner kann jede Ri mit einer entsprechenden gemessenen Kurbelbeschleunigung, Si, basierend auf dem AFR korreliert sein.
Bei 606 wiederholt die Routine 600 das Empfangen und Wiedergewinnen der gemessenen Kurbelbeschleunigungen bzw. der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen für den gegebenen Zylinder über die mehreren Modulationen. Wie früher beschrieben worden ist, können die mehreren Modulationen das Betreiben des gegebenen Zylinders mit jedem der in der Tabelle 350 gezeigten Mustersätze der Kraftstoffmassenmultiplikatoren enthalten. In einem weiteren Beispiel können die mehreren Modulationen das Betreiben des gegebenen Zylinders mit mehreren Wiederholungen der Mustersätze (oder einfach der Muster) der Kraftstoffmassenmultiplikatoren in einer aufeinanderfolgenden Weise enthalten. Als Nächstes berechnet die Routine 600 bei 608 einen Durchschnitt oder einen Mittelwert der gemessenen (und normierten) Kurbelbeschleunigungen, Xs, über die mehreren Modulationen. Ferner berechnet die Routine 600 bei 610 außerdem einen Durchschnitt der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen, Xr, über die mehreren Modulationen. Weitere Einzelheiten von Si, Ri, Xs und Xr werden bezüglich 7 ausgearbeitet.
Das Kennfeld 700 nach 7 stellt die normierten Drehmomentbeschleunigungen für den gegebenen Zylinder dar, die in einer Abbildung der Kurbelwellenbeschleunigungen (oder des normierten Drehmoments) gegen die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse, die der Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen, die in dem gegebenen Zylinder verursacht werden, entsprechen, graphisch dargestellt sind. Das Kennfeld 700 enthält die entlang der vertikalen oder y-Achse graphisch dargestellten Kurbelbeschleunigungen und das entlang der horizontalen oder x-Achse graphisch dargestellte AFR. Die graphische Darstellung 704 stellt die Abbildung der gemessenen Kurbelbeschleunigungen von dem gegebenen Zylinder entsprechend der Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen des AFR dar. Die graphische Darstellung 702 stellt eine ideale Drehmomentkurve dar.
Es wird angegeben, dass, während die graphische Darstellung 704 über der idealen Drehmomentkurve dargestellt ist, die durch die graphische Darstellung 702 angegeben ist, die gemessenen Beschleunigungen in anderen Beispielen niedriger als die ideale Drehmomentkurve sein (oder sich unter der graphischen Darstellung 702 befinden) können. Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen als solche können sich basierend auf einer Stärke des Zylinders, der überwacht wird, entweder über oder unter der idealen Drehmomentkurve befinden. Die Stärke des Zylinders kann eine Funktion der Geometrie des Zylinders, der Funkenzeitsteuerung usw. sein.
Die graphische Darstellung 704 enthält die gemessenen Kurbelbeschleunigungen, die wenigstens 5 Modulationen des AFR zugeordnet sind, die durch die Kreise 712 dargestellt sind. Folglich sind die gemessenen Kurbelbeschleunigungen, Si, bei jeder der 5 Modulationen des AFR durch die massiven Kreise 712 entlang der graphischen Darstellung 704 angegeben. Ferner können die vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen, Ri, basierend auf der idealen Drehmomentkurve für dieselben 5 Modulationen des AFR (als die gemessenen Kurbelbeschleunigungen) durch die Dreiecke 714 angegeben sein. Folglich können bei jeder Modulation des AFR (z. B. jeder Iteration "i") eine entsprechende vorgegebene Kurbelbeschleunigung, Ri, und eine entsprechende gemessene Kurbelbeschleunigung, Si, basierend auf den graphischen Darstellungen 702 bzw. 704 bestimmt werden. Bei dem AFR_1 kann z. B. die vorgegebene Kurbelbeschleunigung durch das erste Dreieck (oder das Dreieck auf der äußersten linken Seite) in der graphischen Darstellung 702 dargestellt sein, während die gemessene Kurbelbeschleunigung durch den ersten Kreis (oder den Kreis auf der äußersten linken Seite) in der graphischen Darstellung 704 angegeben sein kann.
Ferner ist ein Durchschnitt, z. B. Xs, der gemessenen Kurbelbeschleunigungen (z. B. Si) über die 5 Modulationen des AFR durch den gepunkteten Kreis 718 dargestellt. Folglich kann der Xs für die 5 Modulationen (oder Iterationen) des AFR durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
Gleichermaßen ist ein Durchschnitt, Xr, der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen, Ri, der mit denselben 5 Modulationen des AFR korreliert ist, bei dem die Kurbelbeschleunigungen gemessen werden, durch das gepunktete Dreieck 716 dargestellt ist. Folglich kann der Xr für die 5 Modulationen des AFR durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
Zurück zu 612 der Routine 600 in 6 berechnet die Routine 600 eine Differenz zwischen der vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und der gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder AFR-Modulation. Folglich wird für jede Iteration der AFR-Modulation die Differenz (Ri – Si) berechnet. Hier kann die Routine 600 eine Verschiebung der gemessenen Kurbelbeschleunigung von der idealen Drehmomentkurve, z. B. der entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigung, bestimmen. Ferner bestimmt die Routine 600 bei 614 eine Differenz zwischen der durchschnittlichen vorgegebenen Kurbelbeschleunigung, Xr, und der durchschnittlichen gemessenen Kurbelbeschleunigung, Xs, über die mehreren Modulationen. Bezüglich des Kennfeldes 700 nach 7 sind beispielhafte Differenzen zwischen der vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und der gemessenen Kurbelbeschleunigung für ein gegebenes AFR gezeigt. Beim AFR_1 ist z. B. (Ri – Si) durch 706 angegeben, während beim AFR_2 die entsprechende (Ri – Si) durch 708 angegeben ist. In dem dargestellten Beispiel ist (Ri – Si) beim AFR_1 kleiner als (Ri – Si) beim AFR_2. Die Differenz zwischen der Ri und der Si bei jeder der 5 AFR-Modulationen kann berechnet werden, obwohl z. B. nur zwei gezeigt sind. Gleichzeitig kann eine Differenz zwischen Xr und Xs (z. B. die Differenz zwischen 716 und 718 im Kennfeld 700) berechnet werden.
Zurück zur Routine 600 nach 6 werden bei 616 für jede AFR-Modulation (oder AFR-Iteration) die beiden Differenzen, z. B. (Ri – Si) und (Xr – Xs) zueinander addiert und dann quadriert, wie in der Gleichung im Folgenden gezeigt ist: ((Ri – Si) + (Xr – Xs))^2 (3)
Die Differenz (Xr – Xs) als solche kann für jede Iteration in einer gegebenen Berechnung die gleiche bleiben.
Ferner kann bei 618 der Term der obigen Gleichung (3) über die mehreren Modulationen des AFR summiert werden, wie durch die Gleichung im Folgenden gezeigt ist:
Mit anderen Worten, die Gleichung 4 repräsentiert eine Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen. Folglich enthält die Gleichung 4 eine Differenz zwischen der vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und der gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder der mehreren Modulationen (z. B. der 5 Modulationen nach 7), die zu einer Differenz zwischen einem Durchschnitt der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen und einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigungen über die mehreren Modulationen (z. B. die 5 Modulationen nach 7) addiert ist. Ferner wird die Differenz zwischen der vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und der gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder der mehreren Modulationen, die zu einer Differenz zwischen einem Durchschnitt der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen und einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigungen über die mehreren Modulationen addiert ist, vor dem Berechnen der Summation quadriert.
Als Nächstes wird bei 620 die Spitzenfunktion, Pf, für den gegebenen Zylinder als ein Kehrwert der Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen über die mehreren Modulationen, die über die mehreren Wiederholungen der Modulationen des AFR summiert sind, berechnet, wie durch die Gleichung im Folgenden gezeigt ist: Spitzenfunktion(Pf) = 1/Σ n1 / j=1(Σ n=5 / j=1((Ri – Si) + (Xr – Xs))^2 (5)
Die Spitzenfunktion kann außerdem als ein AFR_index bezeichnet werden. Die Spitzenfunktion, Pf, kann ein AFR des gegebenen Zylinders angeben und kann gleichzeitig eine Abweichung des AFR des gegebenen Zylinders von einem vorgegebenen AFR angeben. Das vorgegebene AFR kann das innerhalb des Zylinders verursachte AFR sein. In einem weiteren Beispiel kann das vorgegebene AFR die Stöchiometrie sein, was ein angenommenes stöchiometrisches Verhältnis sein kann. Dann endet die Routine 600.
7 enthält abermals ein Kennfeld 750, das die (obenerwähnten) verschiedenen Berechnungen zeigt, die das In-Erfahrung-Bringen der Spitzenfunktion ermöglichen. Das Kennfeld 750 enthält die graphische Darstellung 732, die eine Variation von ((Ri – Si) + (Xr – Xs)) zeigt, die graphische Darstellung 734, die eine Variation von [(Ri – Si) + (Xr – Xs)]² zeigt und die graphische Darstellung 736, die die Spitzenfunktion zeigt. Alle obigen graphischen Darstellungen sind gegen einen Kraftstoffmassenmultiplikator oder ein AFR gezeigt.
Die graphische Darstellung 732 kann Daten enthalten, die positiv und negativ sind, während die graphische Darstellung 734 die Summe der Quadrate zeigt, die sich "null" nähert. Falls die gemessenen Kurbelbeschleunigungen als solche im Wesentlichen mit den vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen der idealen Drehmomentkurve vergleichbar sind (sich z. B. innerhalb 10 % befinden), ist die Differenz zwischen der gemessenen Kurbelbeschleunigung und der entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigung bei jeder AFR-Modulationen vernachlässigbar. Mit anderen Worten, falls die gemessenen Kurbelbeschleunigungen im Wesentlichen zu den entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen (oder der idealen Drehmomentkurve) ähnlich sind, ist der Term [(Ri – Si) + (Xr – Xs)]² kleiner, wobei er sich null nähert. Um die Annäherung an die Minima zu betonen, kann ein Kehrwert der Summation der quadrierten Differenzen berechnet werden, wie in der graphischen Darstellung 736 gezeigt ist, was es ermöglicht, dass eine Spitzenfunktion berechnet wird. Die Spitzenfunktion als solche ist bei 740 dargestellt, wobei, wie gezeigt ist, die Spitzenfunktion eine Abweichung, Dv_1, des Zylinder-AFR von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wie z. B. einer angenommenen Stöchiometrie (AFR_Stoic), angibt.
Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen als solche können auf die ideale Drehmomentkurve normiert werden, um das Zylinder-AFR in Erfahrung zu bringen. Der AFR_index oder die Spitzenfunktion stellt eine Vorstellung einer Qualität der Übereinstimmung zwischen den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und den entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen entlang der idealen Drehmomentkurve bei einem gegebenen AFR bereit. In der beispielhaften graphischen Darstellung 736 gibt die Spitzenfunktion 740 an, dass sich die Zylinder-AFR nicht bei der Stöchiometrie befindet, sondern magerer als ein vorgegebenes AFR, wie z. B. eine angenommene Stöchiometrie, ist. Die obige Berechnung als solche detektiert die Verschiebung der Zylinder-AFR von der innerhalb des Zylinders verursachten angenommenen Stöchiometrie.
8 enthält ein Kennfeld 800, das beispielhafte Spitzenfunktionsberechnungen für mehrere Zylinder darstellt. Spezifisch veranschaulicht das Kennfeld 800 die gemessenen Kurbelbeschleunigungen und die entsprechenden Spitzenfunktionen für 3 Zylinder. Als ein Beispiel können die 3 Zylinder die 3 Zylinder von der Reihe 1 der Kraftmaschine 302 nach 3 sein. Das Kennfeld 800 enthält eine obere graphische Darstellung, die die Beschleunigung (oder die Kurbelbeschleunigung) darstellt, die gegen das AFR graphisch dargestellt ist. Die obere graphische Darstellung enthält die graphische Darstellung 802, die die ideale Drehmomentkurve und beispielhafte gemessene Kurbelbeschleunigungen für die 3 Zylinder darstellt. Genauer dargelegt, die graphische Darstellung 804 stellt die gemessenen Kurbelbeschleunigungen für einen ersten Zylinder dar, die graphische Darstellung 806 stellt die gemessenen Kurbelbeschleunigungen für einen zweiten Zylinder dar und die graphische Darstellung 808 stellt die gemessenen Kurbelbeschleunigungen für einen dritten Zylinder dar. Das Kennfeld 800 enthält außerdem eine untere graphische Darstellung, die die berechneten Spitzenfunktionen für jeden der ersten, zweiten und dritten Zylinder enthält. Spezifisch ist die graphische Darstellung 814 die Spitzenfunktion, die dem ersten Zylinder (und der graphischen Darstellung 804) entspricht, ist die graphische Darstellung 816 die Spitzenfunktion, die dem zweiten Zylinder (und der graphischen Darstellung 806 entspricht), und ist die graphische Darstellung 818 die Spitzenfunktion, die der graphischen Darstellung 808 für den dritten Zylinder entspricht. Sowohl die obere graphische Darstellung als auch die untere graphische Darstellung sind gegen das AFR auf der x-Achse dargestellt. Das AFR kann von links nach rechts zunehmen. Mit anderen Worten, das AFR kann zwischen magerer als die Stöchiometrie, fetter als die Stöchiometrie und der Stöchiometrie variieren.
Die Größe oder Höhe 'k' jeder Spitzenfunktion kann basierend auf einer Qualität der Anpassung zwischen den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und den vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen (z. B. der idealen Drehmomentkurve) variieren. Eine höhere Größe der Spitzenfunktion kann z. B. eine höhere Übereinstimmung zwischen den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und den entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen der idealen Drehmomentkurve angeben. Ferner gibt jede Spitzenfunktion die Abweichung jedes Zylinder-AFR von einem vorgegebenen AFR, z. B. einer angenommenen Stöchiometrie, an.
Wie in 8 dargestellt ist, kann der zweite Zylinder bei einem AFR arbeiten, das sich am nächsten bei der Stöchiometrie befindet. Mit anderen Worten, die graphische Darstellung 816, die die Spitzenfunktion für den zweiten Zylinder zeigt, befindet sich beträchtlich näher an dem Punkt der vorgegebenen Stöchiometrie entlang der x-Achse. Ferner ist die Größe der Spitze der graphischen Darstellung 816 höher, was angibt, dass die graphische Darstellung 806 im Wesentlichen ähnlich wie die ideale Drehmomentkurve geformt sein kann. Mit anderen Worten, die gemessenen Kurbelbeschleunigungen aufgrund der AFR-Modulationen in dem zweiten Zylinder können zu den vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen beträchtlich ähnlich sein. Andererseits gibt die graphische Darstellung 818, die die Spitzenfunktion für den dritten Zylinder basierend auf der graphischen Darstellung 808 zeigt, an, dass der dritte Zylinder signifikant magerer als die angenommene Stöchiometrie arbeitet. Die Größe der Spitze der graphischen Darstellung 818 ist ferner niedriger als die der graphischen Darstellung 816, was angibt, dass die gemessenen Kurbelbeschleunigungen, die den AFR-Modulationen in dem dritten Zylinder entsprechen, nicht mit den vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen übereinstimmen können. Die gemessenen Kurbelbeschleunigungen als solche für den dritten Zylinder können von den vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen signifikant verschieden sein.
Der erste Zylinder kann ungleich zu dem zweiten und dem dritten Zylinder fetter als die angenommene Stöchiometrie arbeiten, wie durch die graphische Darstellung 814 gezeigt ist. Ferner kann die Größe der Spitzenfunktion der graphischen Darstellung 814 höher als die der graphischen Darstellung 818, aber kleiner als die der graphischen Darstellung 816 sein. Entsprechend können die gemessenen Kurbelbeschleunigungen, die den AFR-Modulationen in dem ersten Zylinder entsprechen, sowohl nicht an die ideale Drehmomentkurve als auch nicht an die gemessenen Kurbelbeschleunigungen des zweiten Zylinders angepasst sein.
Um die Genauigkeit der Bestimmung der Spitzenfunktion zu vergrößern, können zusätzliche Berechnungen ausgeführt werden, die bezüglich der Routine 500 nach 5 weiter ausführlich beschrieben werden.
Zurück zu 512 der Routine 500 kann die Genauigkeit der Spitzenfunktion und der Analyse der Zylinder-AFR durch das Ausführen zusätzlicher Modulationen vergrößert werden, sobald die Spitzenfunktion für die mehreren Modulationen (und Wiederholungen) in dem gegebenen Zylinder in Erfahrung gebracht worden ist. Bei 514 enthält die Routine 500 das mehrmalige Wiederholen der Berechnung der Spitzenfunktion. Das AFR jedes Zylinders als solches kann entsprechend den in der Tabelle 350 gezeigten Mustern wiederholt moduliert werden. Mit anderen Worten, die Routine 500 führt aufeinanderfolgende Modulationen des AFR in dem Zylinder über die Folge von fetten, mageren, stöchiometrischen Bedingungen gemäß den vorgegebenen Mustern aus.
Um die Genauigkeit der Bewertung der Zylinder-AFR weiter zu vergrößern, schließt die Routine 500 bei 518 wenigstens eine Modulation in den aufeinanderfolgenden sich wiederholenden Modulationen des AFR aus. Genauer dargelegt, in einem Beispiel kann bezüglich der Tabelle 350 nach 3 der Zylinder 1 anfangs sequentiell intrusiven Modulationen des AFR wie folgt unterzogen werden: dem Muster in der Spalte 330, dem Muster in der Spalte 332, dem Muster in der Spalte 334, dem Muster in der Spalte 336 und zurück zum Muster in der Spalte 330, dem Muster in der Spalte 332 usw., um eine anfängliche Spitzenfunktion zu bestimmen. Um die Genauigkeit der Spitzenfunktion zu vergrößern, können zusätzliche Berechnungen durch das Modulieren des AFR in dem Zylinder 1 wie folgt ausgeführt werden: das Muster in der Spalte 330, das Muster in der Spalte 332, das Muster in der Spalte 336, das Muster in der Spalte 330, das Muster in der Spalte 334, das Muster in der Spalte 336, das Muster in der Spalte 332, das Muster in der Spalte 334 usw. Hier kann jedes dritte Muster ausgeschlossen werden. Das Muster in der Spalte 334 kann z. B. in der Folge der Modulationen von dem Muster in der Spalte 330, dem Muster in der Spalte 332 zu dem Muster in der Spalte 336 übersprungen werden. Alternative Beispiele der Überwachung des AFR-Ungleichgewichts können hinzugefügte AFR-Modulationsmuster enthalten und können eine Modulation in einer anderen Weise ausschließen. Falls z. B. die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht 7 Muster der AFR-Modulation in den Kraftmaschinenzylindern enthält, kann jedes fünfte Muster ausgeschlossen werden, um die Genauigkeit des In-Erfahrung-Bringens der Spitzenfunktion zu vergrößern. In einem noch weiteren Beispiel können anstelle des Ausschließens einer einzigen Modulation zwei Modulationen bei der aufeinanderfolgenden Wiederholung der Mustermodulationen ausgeschlossen werden.
Bei 520 berechnet die Routine 500 eine Spitzenfunktion (Pf) und die Größe jeder Spitzenfunktion (k) für jede Iteration, i, der Modulationen in dem Zylinder. 9 stellt ein beispielhaftes Kennfeld 900 dar, das mehrere Spitzenfunktionen veranschaulicht, die für einen spezifischen Zylinder durch das Ausschließen einer Modulation des AFR über aufeinanderfolgenden AFR-Modulationen berechnet worden sind. Das Kennfeld 900 stellt die Spitzenfunktion auf der y-Achse und das AFR entlang der x-Achse dar. Das AFR variiert zwischen fetter als die Stöchiometrie, magerer als die Stöchiometrie und der Stöchiometrie.
Das Kennfeld 900 enthält außerdem eine graphische Darstellung 916, die eine erste Spitzenfunktion für einen Zylinder mit einer Größe k1 angibt, eine graphische Darstellung 926, die eine zweite Spitzenfunktion für den Zylinder (z. B. denselben Zylinder) mit einer Größe k2 angibt, und eine graphische Darstellung 936, die eine dritte Spitzenfunktion für denselben Zylinder mit einer Größe k3 angibt. Hier geben sowohl die erste Spitzenfunktion, die zweite Spitzenfunktion als auch die dritte Spitzenfunktion ein AFR für denselben Zylinder an.
Wie dargestellt ist, gibt jede der Spitzenfunktionen außerdem an, dass das Zylinder-AFR etwas magerer als stöchiometrisch ist. Mit anderen Worten, jede Spitzenfunktion gibt eine Abweichung des Zylinder-AFR von einem vorgegebenen AFR, wie z. B. der Stöchiometrie, an. Es wird angegeben, dass die Stöchiometrie, die auf der x-Achse dargestellt ist, eine angenommene Stöchiometrie sein kann. Wie früher in der Beschreibung erwähnt worden ist, kann die Größe der Spitzenfunktion eine Qualität der Übereinstimmung zwischen den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und den entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen (der idealen Drehmomentkurve) angeben. Das AFR des Zylinders kann basierend auf den im Kennfeld 900 gezeigten drei Spitzenfunktionen genauer bestimmt werden. Spezifisch kann das AFR des Zylinders als ein gewichtetes durchschnittliches AFR basierend auf jeder der im Kennfeld 900 gezeigten drei Spitzenfunktionen für den Zylinder berechnet werden. Jede Spitzenfunktion kann basierend auf ihrer jeweiligen Größe gewichtet werden. Folglich empfängt die Spitzenfunktion mit einer höheren Größe und deshalb einer höheren Übereinstimmung zwischen den gemessenen Kurbelbeschleunigungen und den entsprechenden vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen ein größeres Gewicht bei der Berechnung des Zylinder-AFR.
Zurück zur Routine 500 wird bei 522 das Zylinder-AFR als ein gewichteter Durchschnitt basierend auf jeder Spitzenfunktion, die für den Zylinder während der aufeinanderfolgenden Wiederholung der Modulationen, wobei wenigstens eine Modulation ausgeschlossen ist, bestimmt worden ist, geschätzt. Spezifisch wird bei 524 das Zylinder-AFR (AFR_cyl) wie folgt berechnet:
wobei Pf_i eine Spitzenfunktion für jede Iteration der AFR-Modulation mit einer ausgeschlossenen Modulation ist und k_i die der Spitzenfunktion entsprechende Größe ist. Dann endet die Routine 500.
In 9 und im Kennfeld 900 mit drei Spitzenfunktion für denselben Zylinder kann das AFR des Zylinders basierend auf der obigen Gleichung 6 wie folgt bestimmt werden: AFR_cylinder_map900 = (Pf_plot916·k1 + Pf_plot926·k2 + Pf_plot936·k3)/(k1 + k2 + k3).
Folglich kann unter Verwendung mehrerer Modulationen des AFR das Berechnen der Spitzenfunktion für jeden Zylinder über die mehreren Modulationen und das Verwenden eines Verfahrens des gewichteten Durchschnitts, um das Zylinder-AFR zu berechnen, ein genaueres Zylinder-AFR berechnet werden. Die Abweichungen der gemessenen Kurbelbeschleunigungen als solche während der Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts, die aufgrund geringer Drehmomentstörungen auftreten, können abgeschwächt werden.
Eine zusätzliche Störung, die während der Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts auftreten kann, kann eine Kanisterentleerungsoperation in der Kraftmaschine sein. Die in einem Kanister des Verdampfungsemissionssystems gelagerten Kraftstoffdämpfe können z. B. in die Kraftmaschine entleert werden. Die hier beschriebene Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht kann bezüglich der Entleerungsoperation und der im Einlasskrümmer empfangenen entsprechenden Kraftstoffdämpfe korrigieren.
Die Routine 1000 nach 10 veranschaulicht eine beispielhafte Einstellung der Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht basierend auf dem Detektieren einer Entleerungsoperation. Spezifisch wird die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht vorübergehend ausgesetzt, wenn das Kanisterentleerungsventil geöffnet wird und die Entleerungsströmung allmählich hochgefahren wird. Wenn eine stationäre Strömung der Kraftstoffdämpfe erreicht ist, wird die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht erneut aktiviert. Die Routine 1000 wird sowohl bezüglich 1 als auch bezüglich der vorher beschriebenen Routinen beschrieben. Die Anweisungen zum Ausführen der hier enthaltenen Routine 1000 können durch einen Controller, wie z. B. den Controller 12 nach 1, basierend auf den in einem Speicher des Controllers gespeicherten Anweisungen und im Zusammenhang mit den von den Sensoren des Kraftmaschinensystems, wie z. B. den Sensoren, die oben bezüglich 1 beschrieben worden sind, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Der Controller kann die Kraftmaschinen-Aktuatoren des Kraftmaschinensystems, wie z. B. die Aktuatoren nach 1, verwenden, um den Kraftmaschinenbetrieb und den Fahrzeugbetrieb gemäß den im Folgenden beschriebenen Routinen einzustellen.
Bei 1002 bestimmt die Routine 1000, ob die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht der Zylinder in der Kraftmaschine aktiv ist. Der Controller kann z. B. bestätigen, ob in jedem Zylinder Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingeführt werden, um eine Folge fetter, magerer und stöchiometrischer Bedingungen zu erzeugen. Falls nein, geht die Routine 1000 zu 1004 weiter, um sowohl den vorhandenen Kraftmaschinenbetrieb und die vorhandene Überwachungseinrichtung als auch den Systemstatus aufrechtzuerhalten. Dann endet die Routine 1000.
Falls jedoch bestätigt wird, dass die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht arbeitet, geht die Routine 1000 zu 1006 weiter, um das In-Erfahrung-Bringen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse jedes Zylinders der Kraftmaschine fortzusetzen. Wie früher beschrieben worden ist, enthält das In-Erfahrung-Bringen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse jedes Zylinders der Kraftmaschine bei 1008 das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern zu erzeugen. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als solches wird bei 1010 durch das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder basierend auf vorgegebenen Mustern moduliert, wie z. B. das in der Tabelle 350 dargestellte Beispiel. Die vorgegebenen Muster enthalten die Werte der Kraftstoffmassenmultiplikatoren, die eine Einstellung einer in jeden Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge ermöglichen.
Als Nächstes bestimmt die Routine 1000 bei 1012, ob die Kanisterentleerung erwünscht oder angegeben ist. Die Kanisterentleerung kann z. B. angegeben sein, wenn eine Ladung des Kanisters (d. h., eine in dem Kanister gelagerte Menge der Kraftstoffdämpfe) höher als eine Schwellenladung ist. In einem weiteren Beispiel kann die Kanisterentleerung erwünscht sein, wenn eine Schwellendauer seit einer vorhergehenden Kanisterentleerung überschritten ist. Die Kanisterentleerung als solche kann ausgeführt werden, nachdem ein Emissionskatalysator die Anspringtemperatur erreicht hat und wenn die Kraftmaschine verbrennt.
Falls bei 1012 bestimmt wird, dass die Kanisterentleerung nicht angegeben wird, geht die Routine 1000 zu 1014 weiter, um die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht aufrechtzuerhalten. Das Überwachen der Kraftmaschine bezüglich des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts der Zylinder als solches kann fortgesetzt werden. Dann endet die Routine 1000. Falls andererseits bestätigt wird, dass eine Kanisterentleerungsoperation erwünscht ist oder angegeben wird, geht die Routine 1000 zu 1016 weiter, um die Ungleichgewichtsüberwachungseinrichtung abzubrechen. Die Modulation der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse als solche in den Zylindern der Kraftmaschine kann bei 1018 beendet werden, wenn die Kanisterentleerung zusätzliche Kraftstoffdämpfe in der Kraftmaschine bereitstellt, die die vorgegebenen Muster der AFR-Modulation beeinflussen können. Ferner können außerdem das Messen der zugeordneten Kurbelbeschleunigungen und das In-Erfahrung-Bringen der Spitzenfunktionen beendet werden.
Sobald die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht beendet worden ist, geht die Routine 1000 zu 1020 weiter, um die Kanisterentleerungsoperation zu beginnen. Spezifisch wird bei 1022 das Kanisterentleerungsventil (CPV) in einer Entleerungsleitung geöffnet. Ferner kann die Öffnung des CPV vergrößert oder allmählich vergrößert werden. Hier überträgt der Controller ein Signal an einen elektromechanischen Aktuator, wie z. B. das CPV-Solenoid, um eine Öffnung des CPV zu vergrößern. Der Controller als solcher bestimmt einen Arbeitszyklus des CPV-Solenoids. Gleichzeitig wird bei 1024 ein Kanisterentlüftungsventil (CVV) in einer Entlüftungsleitung zu dem Kanister von geschlossen geöffnet (oder offen aufrechterhalten, falls es bereits offen ist). Durch das Öffnen des CVV kann über die Entlüftungsleitung Frischluft in den Kanister gesaugt werden, um die Desorption der gelagerten Kraftstoffdämpfe in dem Kanister zu fördern. Falls ein Kraftstofftankabsperrventil (FTIV) vorhanden ist, wird ferner das FTIV eingestellt, um es von offen zu schließen. Durch das Schließen des FTIV kann die Strömung der Kraftstoffdämpfe von einem Kraftstofftank in den Kanister blockiert werden. Der Kraftstofftank als solcher kann isoliert sein.
Weil das CPV geöffnet ist (oder eine Öffnung des CPV vergrößert ist), können die Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister entlang der Entleerungsleitung durch es hindurch in den Einlasskrümmer strömen. Weil das CPV allmählich geöffnet wird, kann die Strömung der Entleerungsdämpfe anfangs unstetig sein. Entsprechend bestimmt die Routine 1000 bei 1026, ob eine stationäre Entleerungsströmung erreicht ist. Eine stationäre Entleerungsströmung kann in einem Beispiel basierend auf einem Steuersignal, das durch das CPV-Solenoid von dem Controller empfangen wird, in Erfahrung gebracht werden. Eine stationäre Entleerungsströmung kann z. B. basierend auf dem Arbeitszyklus des CPV-Solenoids bestimmt werden. In einem weiteren Beispiel kann eine stationäre Entleerungsströmung durch die Ausgabe von einem Sensor in einem Einlasskrümmer bestätigt werden. Falls keine stationäre Entleerungsströmung bestätigt wird, geht die Routine 1000 zu 1028 weiter, um die Überwachungseinrichtung für das AFR-Ungleichgewicht deaktiviert aufrechtzuerhalten. Dann kehrt die Routine 1000 zu 1026 zurück.
Falls umgekehrt eine stationäre Entleerungsdurchflussmenge bestätigt wird, geht die Routine 1000 zu 1030 weiter, um die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht erneut zu aktivieren. Die Entleerungsströmung als solche kann bei 1030 stabilisiert sein und eine stationäre Menge von Kraftstoffdämpfen von dem Kanister in dem Einlasskrümmer bereitstellen. Weil jedoch zusätzliche Kraftstoffdämpfe von dem Kanister in der Kraftmaschine empfangen werden, kann die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht bezüglich des zusätzlichen Kraftstoffs korrigiert werden. Spezifisch können die Kraftstoffmassenmultiplikatoren in den Mustern der Tabelle 350 bezüglich der zusätzlichen Kraftstoffdämpfe basierend auf der stabilen Entleerungsdurchflussmenge kompensiert werden. Bei 1032 wird die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder basierend auf der stationären Entleerungsdurchflussmenge eingestellt. Anders dargelegt, die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder während der AFR-Modulation für die Ungleichgewichtsüberwachungseinrichtung kann basierend auf einer geschätzten Menge der Kraftstoffdämpfe, die von dem Kanister über die Entleerungsleitung empfangen wird, modifiziert werden. Die Menge der Kraftstoffdämpfe als solche in der Entleerungsströmung kann aus der Entleerungsdurchflussmenge in Erfahrung gebracht werden.
Ferner kann bei 1034 die AFR in den Zylindern moduliert werden, um abermals eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen zu verursachen. Die Modulationsmuster während der Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts (wie z. B. jene in der Tabelle 350) können jedoch bezüglich einer von dem Kanister empfangenen Menge der Kraftstoffdämpfe kompensiert werden. In einem Beispiel kann der über die Kraftstoffeinspritzdüsen in die Zylinder eingespritzte Kraftstoff (von den ursprünglichen Mustern in der Tabelle 350) verringert werden, wenn die Entleerungsdämpfe von dem Kanister in der Kraftmaschine empfangen werden. Folglich kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Zylinder moduliert werden, um das Zylinderungleichgewicht während des Betriebs einer stationären Entleerungsströmung in einer davon verschiedenen Weise in Erfahrung zu bringen, wenn die Entleerung nicht vorhanden ist.
Als Nächstes enthält die Routine 1000 bei 1036 das Aufrechterhalten der Entleerungsströmung bei der stationären Durchflussmenge, bis die Überwachung des Ungleichgewichts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abgeschlossen ist. Dann endet die Routine 1000. Es wird angegeben, dass, sobald die Entleerungsoperation abgeschlossen ist, die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht mit den Modulationen der Tabelle 350 ohne irgendeine Korrektur bezüglich der Entleerung betrieben werden kann.
Folglich kann das Überwachen des Ungleichgewichts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vorübergehend ausgesetzt werden, falls eine Entleerungsoperation angegeben wird. Sobald die Entleerungsdurchflussmenge stabilisiert ist, kann ferner die Überwachungseinrichtung für das Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht erneut gestartet werden, aber mit anderen Kraftstoffmodulationen, um die gewünschten fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern zu erzeugen. Weiterhin kann die Entleerungsströmung während der erneut aktivierten Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts auf der stationären Rate gehalten werden. Wenn eine Entleerungsoperation als solche nicht auftritt, kann das AFR in den Zylindern während der Ungleichgewichtsüberwachung über eine erste Kraftstoffeinspritzmenge moduliert werden, wohingegen, wenn die Entleerungsoperation mit einer stationären Entleerungsströmung andauernd ist, das AFR in der Ungleichgewichtsüberwachungseinrichtung über eine zweite Kraftstoffeinspritzmenge moduliert werden kann. Es wird angegeben, dass die erste Kraftstoffeinspritzmenge auf vorgegebenen Mustern, wie z. B. jenen, die bezüglich 3 (die Tabelle 350) dargestellt und beschrieben worden sind, basieren kann. Die zweite Kraftstoffeinspritzmenge kann jedoch auf der stationären Entleerungsdurchflussmenge basieren. Spezifisch kann die zweite Kraftstoffeinspritzmenge die vorgegebenen Muster der Tabelle 350 sein, die bezüglich der stationären Strömung der Entleerungsdämpfe von dem Kanister korrigiert sind.
In dieser Weise kann eine Kraftmaschine bezüglich des Ungleichgewichts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) der Zylinder überwacht werden. Unter Verwendung mehrerer Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die fette, magere und stöchiometrische Bedingungen in dem Zylinder verursachen, kann eine Spitzenfunktion, die das Zylinder-AFR angibt, in Erfahrung gebracht werden. Die Spitzenfunktion kann basierend auf einer Übereinstimmung der gemessenen Kurbelbeschleunigungen und der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen bestimmt werden. Um die Genauigkeit der Ergebnisse zu vergrößern, kann die Spitzenfunktion über mehrere Wiederholungen der AFR-Modulation in Erfahrung gebracht werden, wobei wenigstens eine Modulation des AFR ausgeschlossen wird. Die geschätzte Zylinder-AFR kann zuverlässiger sein, da die geschätzte Zylinder-AFR auf einem gewichteten Durchschnitt der mehreren Spitzenfunktionen, die über zahlreiche Wiederholungen in Erfahrung gebracht worden sind, basiert. Ferner kann der Zylinder mit dem AFR-Ungleichgewicht basierend auf einer Ausreißerberechnung bestimmt werden, die wiederum auf dem Schätzen eines gewichteten Durchschnitts der AFRs aller Zylinder in der Kraftmaschine basiert. Insgesamt ist die technische Wirkung des Ermittelns der Zylinder-AFR mit einem höheren Grad der Genauigkeit das Ermöglichen von Einstellungen des Kraftmaschinenbetriebs basierend auf dem detektierten AFR-Ungleichgewicht. Entsprechend kann die Kraftmaschinenleistung vergrößert werden und können die Emissionen verringert werden.
In einem Beispiel kann ein Verfahren das Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder einer Kraftmaschine, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen zu erzeugen, und das Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf einer Spitzenfunktion umfassen, wobei die Spitzenfunktion über mehrere Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird, wobei die Spitzenfunktion als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen über die mehreren Modulationen berechnet wird. In dem vorhergehenden Beispiel kann die Spitzenfunktion zusätzlich oder optional eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis angeben. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ das Ausschließen einer der mehreren Modulationen während aufeinanderfolgender Wiederholungen der Folge der fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen umfassen. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann die Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen zusätzlich oder optional eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einer gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder der mehreren Modulationen, die zu einer Differenz zwischen einer durchschnittlichen vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigung während der mehreren Modulationen addiert ist, enthalten. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional das Bestimmen einer Größe jeder Spitzenfunktion über jede der mehreren Modulationen umfassen. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders zusätzlich oder optional durch das Berechnen eines gewichteten Durchschnitts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geschätzt werden, wobei der gewichtete Durchschnitt auf der Größe jeder Spitzenfunktion während der mehreren Modulationen basiert. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional das Bestimmen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder der Kraftmaschine und das Angeben eines Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in einem gegebenen Zylinder durch das Vergleichen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses jedes Zylinders mit einem gewichteten Durchschnitt des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aller Zylinder der Kraftmaschine umfassen. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional das Normieren der Kurbelbeschleunigungen bezüglich der Funkenzeitsteuerung während jeder der mehreren Modulationen umfassen.
In einem weiteren Beispiel kann ein Verfahren für eine Kraftmaschine das Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder, um eine Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen des Zylinders zu erzeugen, das Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf den während des Modulierens erzeugten Kurbelbeschleunigungen und in Reaktion auf eine Entleerungsoperation in der Kraftmaschine das Deaktivieren des Modulierens und das Beenden des Identifizierens des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts umfassen. In dem vorhergehenden Beispiel kann das Verfahren zusätzlich oder optional das Wiederaufnehmen des Identifizierens des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder in Reaktion auf eine stationäre Entleerungsdurchflussmenge umfassen. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann vor der Entleerungsoperation das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Zylinder zusätzlich oder optional das Anwenden einer ersten Einstellung auf eine in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge enthalten, wobei das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um ein potentielles Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in dem Zylinder während der Entleerungsoperation bei einer stationären Entleerungsdurchflussmenge zu identifizieren, zusätzlich oder optional das Anwenden einer zweiten Einstellung auf die Kraftstoffmenge in dem Zylinder enthalten kann. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann die Menge der ersten Einstellung zusätzlich oder optional auf einem vorgegebenen Muster basieren und kann die zweite Einstellung zusätzlich oder optional auf der stationären Entleerungsdurchflussmenge basieren. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Identifizieren des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder zusätzlich oder optional das Berechnen einer Spitzenfunktion basierend auf einer Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen während jeder von mehreren Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses enthalten, wobei wenigstens eine Modulation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zusätzlich oder optional während aufeinanderfolgender Wiederholungen der mehreren Modulationen ausgeschlossen werden kann.
Ein beispielhaftes System kann eine Kraftmaschine mit einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder, einen Kurbelwellensensor, eine erste Kraftstoffeinspritzdüse, die an den ersten Zylinder gekoppelt ist, und eine zweite Kraftstoffeinspritzdüse, die an den zweiten Zylinder gekoppelt ist, und einen Controller umfassen, der mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind und durch einen Prozessor ausführbar sind, zum Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des ersten Zylinders in einer Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen durch das Variieren des durch die erste Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzten Kraftstoffs, Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des zweiten Zylinders in einer Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen durch das Variieren des durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzten Kraftstoffs, Messen der durch das Modulieren erzeugten Kurbelbeschleunigungen über den Kurbelwellensensor, In-Erfahrung-Bringen eines ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des ersten Zylinders und In-Erfahrung-Bringen eines zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des zweiten Zylinders basierend auf den Kurbelbeschleunigungen, Berechnen eines gewichteten Durchschnitts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den in Erfahrung gebrachten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen sowohl für den ersten Zylinder als auch für den zweiten Zylinder, und Angeben einer Verschlechterung des ersten Zylinders in Reaktion auf eine Abweichung des ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt, die höher als eine Schwellenabweichung ist. In dem vorhergehenden Beispiel kann die Kraftmaschine zusätzlich oder optional während des Modulierens auf einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechterhalten werden, wobei der Controller ferner Anweisungen enthält, um in Reaktion auf eine Abweichung des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt, die niedriger als die Schwellenabweichung ist, keine Verschlechterung des zweiten Zylinders anzugeben. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann der Controller zusätzlich oder optional ferner Anweisungen zum Einstellen eines oder mehrerer Betriebsparameter der Kraftmaschine in Reaktion auf das Angeben der Verschlechterung des ersten Zylinders enthalten. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann sowohl das erste Luft/Kraftstoff-Verhältnis als auch das zweite Luft/Kraftstoff-Verhältnis zusätzlich oder optional basierend auf einer Spitzenfunktion in Erfahrung gebracht werden, wobei die Spitzenfunktion als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der gemessenen Kurbelbeschleunigungen während jedes Modulierens berechnet wird, wobei die Summe der Quadrate das Berechnen einer Differenz zwischen einer gemessenen Kurbelbeschleunigung und einer entsprechenden vorgegebenen Beschleunigung für jeden Zylinder bei jedem Modulieren und einer Differenz zwischen einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigungen und einem Durchschnitt der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen über mehrere Modulationen enthält. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das System zusätzlich oder optional ferner eine erste Zündkerze, die an den ersten Zylinder gekoppelt ist, und eine zweite Zündkerze, die an den zweiten Zylinder gekoppelt ist, umfassen, wobei die gemessenen Kurbelbeschleunigungen für jeden Zylinder zusätzlich oder optional bezüglich der Funkenzeitsteuerung eingestellt werden können. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das System zusätzlich oder optional ferner einen Kanister, der fluidtechnisch an einen Einlasskrümmer der Kraftmaschine gekoppelt ist, umfassen, wobei der Controller zusätzlich oder optional ferner Anweisungen zum Beenden des Modulierens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sowohl in dem ersten Zylinder als auch in dem zweiten Zylinder in Reaktion auf eine Entleerungsoperation des Kanisters enthalten kann. In irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann der Controller zusätzlich oder optional ferner Anweisungen zum Schätzen einer Menge der Entleerungsdämpfe und erneuten Starten des Modulierens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sowohl in dem ersten Zylinder als auch in dem zweiten Zylinder in Reaktion auf eine stationäre Entleerungsdurchflussmenge enthalten, wobei der Controller zusätzlich oder optional ferner Anweisungen zum Einstellen einer sowohl in den ersten Zylinder als auch in den zweiten Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge basierend auf der geschätzten im Einlasskrümmer empfangenen Menge der Kraftstoffdämpfe enthalten kann.
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 2013/0184969 [0003, 0004]

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder einer Kraftmaschine, um eine Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen zu erzeugen; und Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf einer Spitzenfunktion, wobei die Spitzenfunktion über mehrere Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird, wobei die Spitzenfunktion als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen über die mehreren Modulationen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spitzenfunktion eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders von einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis angibt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ausschließen einer der mehreren Modulationen während aufeinanderfolgender Wiederholungen der Folge der fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einer gemessenen Kurbelbeschleunigung bei jeder der mehreren Modulationen, die zu einer Differenz zwischen einer durchschnittlichen vorgegebenen Kurbelbeschleunigung und einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigung während der mehreren Modulationen addiert ist, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen einer Größe jeder Spitzenfunktion über jede der mehreren Modulationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders durch das Berechnen eines gewichteten Durchschnitts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geschätzt wird, wobei der gewichtete Durchschnitt auf der Größe jeder Spitzenfunktion während der mehreren Modulationen basiert.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Bestimmen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder der Kraftmaschine und das Angeben eines Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in einem gegebenen Zylinder durch das Vergleichen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses jedes Zylinders mit einem gewichteten Durchschnitt des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aller Zylinder der Kraftmaschine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Normieren der Kurbelbeschleunigungen bezüglich der Funkenzeitsteuerung während jeder der mehreren Modulationen umfasst.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Modulieren eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder, um eine Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen des Zylinders zu erzeugen; Identifizieren eines potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder basierend auf den während des Modulierens erzeugten Kurbelbeschleunigungen; und in Reaktion auf eine Entleerungsoperation in der Kraftmaschine Deaktivieren des Modulierens und Beenden des Identifizierens des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Wiederaufnehmen des Identifizierens des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder in Reaktion auf eine stationäre Entleerungsdurchflussmenge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei vor der Entleerungsoperation das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Zylinder das Anwenden einer ersten Einstellung auf eine in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge enthält und wobei das Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um ein potentielles Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht in dem Zylinder während der Entleerungsoperation bei einer stationären Entleerungsdurchflussmenge zu identifizieren, das Anwenden einer zweiten Einstellung auf die Kraftstoffmenge in dem Zylinder enthält.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Menge der ersten Einstellung auf einem vorgegebenen Muster basiert und die zweite Einstellung auf der stationären Entleerungsdurchflussmenge basiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Identifizieren des potentiellen Luft/Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem Zylinder das Berechnen einer Spitzenfunktion basierend auf einer Summe der Quadrate der Kurbelbeschleunigungen während jeder von mehreren Modulationen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses enthält und wobei wenigstens eine Modulation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während aufeinanderfolgender Wiederholungen der mehreren Modulationen ausgeschlossen wird.
System, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine mit einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder; einen Kurbelwellensensor; eine erste Kraftstoffeinspritzdüse, die an den ersten Zylinder gekoppelt ist, und eine zweite Kraftstoffeinspritzdüse, die an den zweiten Zylinder gekoppelt ist; und einen Controller, der mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind und durch einen Prozessor ausführbar sind, zum: Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des ersten Zylinders in einer Folge von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen durch das Variieren des durch die erste Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzten Kraftstoffs; Modulieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des zweiten Zylinders in einer Folge von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen durch das Variieren des durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzten Kraftstoffs; Messen der durch das Modulieren erzeugten Kurbelbeschleunigungen über den Kurbelwellensensor; In-Erfahrung-Bringen eines ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des ersten Zylinders und In-Erfahrung-Bringen eines zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des zweiten Zylinders basierend auf den Kurbelbeschleunigungen; Berechnen eines gewichteten Durchschnitts des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den in Erfahrung gebrachten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen sowohl für den ersten Zylinder als auch für den zweiten Zylinder; und Angeben einer Verschlechterung des ersten Zylinders in Reaktion auf eine Abweichung des ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt, die höher als eine Schwellenabweichung ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Kraftmaschine während des Modulierens auf einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechterhalten wird und wobei der Controller ferner Anweisungen enthält, um in Reaktion auf eine Abweichung des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem gewichteten Durchschnitt, die niedriger als die Schwellenabweichung ist, keine Verschlechterung des zweiten Zylinders anzugeben.
System nach Anspruch 14, wobei der Controller ferner Anweisungen zum Einstellen eines oder mehrerer Betriebsparameter der Kraftmaschine in Reaktion auf das Angeben der Verschlechterung des ersten Zylinders enthält.
System nach Anspruch 14, wobei sowohl das erste Luft/Kraftstoff-Verhältnis als auch das zweite Luft/Kraftstoff-Verhältnis basierend auf einer Spitzenfunktion in Erfahrung gebracht werden, die Spitzenfunktion als ein Kehrwert einer Summe der Quadrate der gemessenen Kurbelbeschleunigungen während jedes Modulierens berechnet wird, die Summe der Quadrate das Berechnen einer Differenz zwischen einer gemessenen Kurbelbeschleunigung und einer entsprechenden vorgegebenen Beschleunigung für jeden Zylinder bei jedem Modulieren und einer Differenz zwischen einem Durchschnitt der gemessenen Kurbelbeschleunigungen und einem Durchschnitt der vorgegebenen Kurbelbeschleunigungen über mehrere Modulationen enthält.
System nach Anspruch 14, das ferner eine erste Zündkerze, die an den ersten Zylinder gekoppelt ist, und eine zweite Zündkerze, die an den zweiten Zylinder gekoppelt ist, umfasst, und wobei die gemessenen Kurbelbeschleunigungen für jeden Zylinder bezüglich der Funkenzeitsteuerung eingestellt werden.
System nach Anspruch 14, das ferner einen Kanister, der fluidtechnisch an einen Einlasskrümmer der Kraftmaschine gekoppelt ist, umfasst, und wobei der Controller ferner Anweisungen zum Beenden des Modulierens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sowohl in dem ersten Zylinder als auch in dem zweiten Zylinder in Reaktion auf eine Entleerungsoperation des Kanisters enthält.
System nach Anspruch 19, wobei der Controller ferner Anweisungen zum Schätzen einer Menge der Entleerungsdämpfe und erneuten Starten des Modulierens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sowohl in dem ersten Zylinder als auch in dem zweiten Zylinder in Reaktion auf eine stationäre Entleerungsdurchflussmenge enthält, und wobei der Controller ferner Anweisungen zum Einstellen einer sowohl in den ersten Zylinder als auch in den zweiten Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge basierend auf der geschätzten im Einlasskrümmer empfangenen Menge der Kraftstoffdämpfe enthält.