DE102016124427B4

DE102016124427B4 - System eines Fahrzeugs zur Einstellung der gemessenen Sauerstoffspeicherkapazität basierend auf der stromaufwärtigen Sauerstoffsensorleistung

Info

Publication number: DE102016124427B4
Application number: DE102016124427.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Large; Grant J. Ovist; Sharianne Ziola; Timothy Wendling; Michael J. Gwidt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: US9650981B1; DE102016124427A1; CN106917689B; CN106917689A

Abstract

System eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst:ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul (214), das einen stromaufwärtigen Sauerstoffsensor (176) überwacht und eine stromaufwärtige Übergangsphase, basierend auf einem Zeitpunkt, bei dem der stromaufwärtige Sauerstoffsensor (176) einen reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang erfasst, bestimmt, wobei der stromaufwärtige Sauerstoffsensor eine Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms vor einem Motor-Katalysator (136) überwacht;ein Verzögerungsbestimmungsmodul (252), das eine Verzögerungsphase in Verbindung mit der Erfassung des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors (176) des reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergangs bestimmt, und zwar unter Verwendung einer Abgassystem-Leistungsdiagnostik basierend auf mindestens einer Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse;ein stromaufwärtiges Korrekturmodul (250), das eine korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase, basierend auf der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase, bestimmt;ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul (234), das einen stromabwärtigen Sauerstoffsensor (180) überwacht und eine stromabwärtige Übergangsphase, basierend auf einer Reaktion des stromabwärtigen Sauerstoffsensors auf den stromabwärtigen Sauerstoffsensor (180) des reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergangs, bestimmt, wobei der stromabwärtige Sauerstoffsensor (180) eine Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms hinter einem Motor-Katalysator (136) überwacht;ein Sauerstoffspeicherkapazität(OSC)-Bestimmungsmodul (258), das eine OSC-Periode, basierend auf der korrigierten, stromaufwärtigen Übergangsphase und der stromabwärtigen Übergangsphase, bestimmt; undein Katalysator-Fehlererkennungsmodul (280), das gezielt die Betriebsparameter eines Motors (102) des Fahrzeugs, basierend auf der OSC-Periode, einstellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotordiagnostik und insbesondere ein System eines Fahrzeugs zur Einstellung der gemessenen Sauerstoffspeicherkapazität.
Bezüglich des einschlägigen Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die DE 10 2012 214 989 A1 verwiesen, auf die nachfolgenden noch genauer eingegangen wird.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei auf die DE 10 2013 201 228 A1 verwiesen.
HINTERGRUND
Vorschriften gemäß Fehlfunktionskriterien für Motorsysteme. Hierunter fällt die Anforderung, dass das Borddiagnostik (OBD)-System die Funktionen und Bedingungen des Emissionssteuersystems, einschließlich der Motor-Katalysatoren (auch als katalytische Konverter bekannt) überwacht. Die Motor-Katalysatoren verringern Emissionen durch das chemische Umwandeln von Abgasen in weniger schädliche Nebenprodukte. Die Motor-Katalysatoren speichern Sauerstoff, normalerweise während das System kraftstoffarm läuft (sauerstoffreich). Der gespeicherte Sauerstoff wird später zum Kompensieren eines Sauerstoffmangels, während das System kraftstoffreich (sauerstoffarm) läuft, freigesetzt.
Die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC) bezieht sich auf die Fähigkeit eines Motor-Katalysators Sauerstoff zu speichern. Sauerstoffsensoren, die sich vor und nach einem Katalysator befinden, überwachen die Sauerstoffkonzentration des Abgases, das in den Katalysator ein- und austritt. Die Sauerstoffsensoren liefern Feedback-Singles im Verhältnis zur Sauerstoffkonzentration des Abgases an das Motorsteuergerät (ECM). Die gesammelten Daten werden zum Berechnen der OSC verwendet, die dann zum Überwachen der Leistung eines Motor-Katalysators verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus.
In anderen Merkmalen umfasst das System ein Katalysator-Testmodul, das den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang gezielt befiehlt. Der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang ist ein Übergang von einem kraftstoffreichen Zustand in einen mageren Kraftstoffzustand. Der kraftstoffreiche Zustand wird durch den stromaufwärtigen Sauerstoffsensor erfasst, wenn eine erste gemessene Sauerstoffkonzentration des Abgases einen ersten vorbestimmten Wert kreuzt. Der kraftstoffarme Zustand wird durch den stromaufwärtigen Sauerstoffsensor erfasst, wenn eine zweite gemessene Sauerstoffkonzentration des Abgases einen zweiten vorbestimmten Wert kreuzt.
In anderen Merkmalen stellt das stromaufwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul die stromaufwärtige Übergangsphase mit einer Differenz zwischen einem ersten Zeitpunkt ein, basierend darauf, wann der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wird und einem zweiten Zeitpunkt, an dem der stromaufwärtige Sauerstoffsensor den kraftstoffarmen Zustand erfasst. In anderen Merkmalen ist der erste Zeitpunkt ein Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Anzahl der Zylinder des Motors deaktiviert sind. In anderen Merkmalen stellt das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul die stromabwärtige Übergangsphase mit einer Differenz zwischen einem ersten Zeitpunkt ein, basierend darauf, wann der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wird und einem dritten Zeitpunkt, an dem der stromabwärtige Sauerstoffsensor den kraftstoffarmen Zustand erfasst.
In anderen Merkmalen beginnt die Abgassystem-Leistungsdiagnostik, wenn eine vorbestimmte Anzahl der Zylinder des Motors deaktiviert sind. Die Abgassystem-Leistungsdiagnostik wird beendet, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor einen kraftstoffarmen Zustand erfasst. In anderen Merkmalen umfasst die Abgassystem-Leistungsdiagnostik mindestens eine Tabelle der kalibrierten Werte, die durch die Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse indiziert werden.
In anderen Merkmalen stellt das stromaufwärtige Korrekturmodul die korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase mit einer Differenz der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase ein. In anderen Merkmalen stellt das OSC-Modul die OSC-Periode mit einer Differenz zwischen der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase und der stromabwärtigen Übergangsphase ein. In anderen Merkmalen umfasst das System ein Korrekturmodul, das die korrigierte OSC-Periode, basierend auf der OSC-Periode und basierend auf der Katalysatortemperatur und Höhe, korrigiert, ein erwartetes OSC-Modul, das eine erwartete OSC-Periode bestimmt, ein Normierungsmodul, das ein OSC-Verhältnis, basierend auf der korrigierten OSC-Periode und die erwartete OSC-Periode, bestimmt und ein Verhältnisfilterungsmodul, das ein gefiltertes OSC-Verhältnis, basierend auf dem OSC-Verhältnis, bestimmt.
In anderen Merkmalen bestimmt das Korrekturmodul die korrigierte OSC durch (i) die Bestimmung eines Korrekturfaktors unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der Korrekturfaktorwerte, die durch die Katalysatortemperatur und Höhe und (ii) Multiplikation der OSC-Periode durch die Korrekturgröße indiziert wird. Das erwartete OSC-Modul bestimmt die erwartete OSC-Periode unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der erwarteten OSC, die durch die Katalysatortemperatur und Luftmasse indiziert wird. Das Normierungsmodul bestimmt das OSC-Verhältnis durch das Teilen der korrigierten OSC-Periode durch die erwartete OSC-Periode. Das Verhältnisfilterungsmodul bestimmt das gefilterte OSC-Verhältnis unter Verwendung eines exponentiell gewichteten, gleitenden Mittelwertfilters.
Ein System für ein Fahrzeug umfasst ein Katalysator-Testmodul, das gezielt einen Kraftstoffversorgungsübergang von einem kraftstoffreichen Zustand in einen kraftstoffarmen Zustand befiehlt. Das System umfasst ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul, das einen stromaufwärtigen Sauerstoffsensor überwacht und eine stromaufwärtige Übergangsphase auf den Unterschied zwischen der Reaktion des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors auf den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang und den Zeitpunkt einstellt, an dem der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wurde. Der stromaufwärtige Sauerstoffsensor überwacht ein Abgas vor einem Motor-Katalysator. Das System umfasst ein Verzögerungsbestimmungsmodul, das eine Verzögerungsphase in Verbindung mit der Reaktion des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors vom reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang, basierend auf der Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse, bestimmt. Das System umfasst ein stromaufwärtiges Korrekturmodul, das eine korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase durch das Abziehen der Verzögerungsphase von der stromaufwärtigen Übergangsphase bestimmt. Das System umfasst ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul, das einen stromabwärtigen Sauerstoffsensor überwacht und eine stromabwärtige Übergangsphase auf den Unterschied zwischen der Reaktion des stromabwärtigen Sauerstoffsensors auf den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang und den Zeitpunkt einstellt, an dem der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wurde. Der stromabwärtige Sauerstoffsensor überwacht das Abgas nach dem Motor-Katalysator. Das System umfasst ein Sauerstoffspeicherkapazität(OSC)-Bestimmungsmodul, das eine OSC-Periode auf den Unterschied zwischen einer stromabwärtigen Übergangsphase und der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase einstellt. Das System umfasst ein Korrekturmodul, das eine korrigierte OSC-Periode durch (i) die Bestimmung eines Korrekturfaktors unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der Korrekturfaktorwerte, die durch die Katalysatortemperatur und Höhe und (ii) Multiplikation der OSC-Periode durch die Korrekturgröße indiziert wird. Das System umfasst ein erwartetes OSC-Modul, das eine erwartete OSC-Periode unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der erwarteten OSC bestimmt, die durch die Katalysatortemperatur und Luftmasse indiziert wird. Das System umfasst ein Normierungsmodul, das ein OSC-Verhältnis zur korrigierten OSC-Periode einstellt, die durch die erwartete OSC-Periode getrennt ist. Das System umfasst ein Verhältnisfilterungsmodul, das das gefilterte OSC-Verhältnis unter Verwendung eines exponentiell gewichteten, gleitenden Mittelwertfilters bestimmt. Das System umfasst ein Katalysator-Fehlererkennungsmodul, das gezielt die Betriebsparameter eines Motors des Fahrzeugs, basierend auf dem gefilterten OSC-Verhältnis, einstellt.
Ein Verfahren umfasst das Befehlen eines Kraftstoffversorgungsübergangs von einem kraftstoffreichen in einen kraftstoffarmen Zustand und die Bestimmung einer stromaufwärtigen Übergangsphase, basierend auf der Reaktion eines stromaufwärtigen Sauerstoffsensors auf den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang. Der stromaufwärtige Sauerstoffsensor überwacht einen Abgasstrom vor einem Motor-Katalysator des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer Verzögerungsphase in Verbindung mit einer Reaktion des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors auf den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase, basierend auf der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer stromabwärtigen Übergangsphase, basierend auf einer Reaktion des stromabwärtigen Sauerstoffsensors auf einen reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang. Der stromabwärtige Sauerstoffsensor überwacht den Abgasstrom nach dem Motor-Katalysator. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer Sauerstoffspeicherkapazität (OSC)-Periode, basierend auf der korrigierten, stromaufwärtigen Übergangsphase und der stromabwärtigen Übergangsphase. Das Verfahren umfasst ferner die Erfassung eines Fehlers in einem Katalysator, basierend auf der OSC-Periode. Das Verfahren umfasst ferner eine gezielte Einstellung der Betriebsparameter des Motors des Fahrzeugs.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren die Korrektur der OSC-Periode durch (i) die Bestimmung eines Korrekturfaktors unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der Korrekturfaktorwerte, die durch die Katalysatortemperatur und Höhe und (ii) Multiplikation der OSC-Periode durch die Korrekturgröße indiziert wird. Das Verfahren umfasst die Bestimmung einer erwarteten OSC-Periode unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der erwarteten OSC-Werte, die durch die Katalysatortemperatur und Luftmasse indiziert wird. Das Verfahren umfasst das Normieren der korrigierten OSC-Periode durch das Trennen der korrigierten OSC-Periode durch die erwartete OSC-Periode. Das Verfahren umfasst die Bestimmung eines gefilterten OSC-Verhältnisses von der normierten OSC-Periode unter Verwendung eines exponentiell gewichteten, gleitenden Mittelwertfilters.
In anderen Merkmalen ist wird die Verzögerungsphase unter Verwendung der Abgassystem-Leistungsdiagnostik bestimmt, die beginnt, wenn eine vorbestimmte Anzahl der Zylinder des Motors deaktiviert wurden und wird beendet, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor einen kraftstoffarmen Zustand erfasst. Die Abgassystem-Leistungsdiagnostik basiert auf der Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse. Die korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase wird, basierend auf der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase, bestimmt.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren die Korrektur der OSC-Periode durch (i) die Bestimmung eines Korrekturfaktors unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der Korrekturfaktorwerte, die durch die Katalysatortemperatur und Höhe und (ii) Multiplikation der OSC-Periode durch die Korrekturgröße indiziert wird. In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren die Bestimmung einer erwarteten OSC-Periode unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der erwarteten OSC-Werte, die durch die Katalysatortemperatur und Luftmasse indiziert wird. In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren das Normieren der korrigierten OSC-Periode durch das Trennen der korrigierten OSC-Periode durch die erwartete OSC-Periode. In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren die Bestimmung eines gefilterten OSC-Verhältnisses von der normierten OSC-Periode unter Verwendung eines exponentiell gewichteten, gleitenden Mittelwertfilters.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der detaillierten Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Katalysator-Überwachungsmoduls innerhalb des Motorsteuergerätes (ECM) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3A, 3B und 3C jeweils Abschnitte eines Flussdiagramms zeigen, das ein exemplarisches Verfahren zur Bestimmung eines gefilterten OSC-Verhältnisses offenbart.

In den Zeichnungen werden dieselben Referenznummern für ähnliche und/ oder identische Elemente verwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Motor eines Fahrzeugs gibt Abgase an einen Katalysator oder eine Reihe von Katalysatoren ab. Abgas reagiert mit einer oder mehreren Komponenten eines Katalysators zum Reduzieren schädlicher Emissionen. Ein Katalysator verwendet den gespeicherten Sauerstoff zur chemischen Umsetzung, wenn das Abgas sauerstoffarm und kraftstoffreich ist. Ein Katalysator füllt verbrauchten Sauerstoff auf, während das Abgas kraftstoffarm und sauerstoffreich ist. Die Funktionalität eines Katalysators wird an der Fähigkeit des Katalysators gemessen, Sauerstoff zu speichern. Eine Fähigkeit des Katalysators Sauerstoff zu speichern wird durch die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC) angezeigt. Eine Fähigkeit des Katalysators Sauerstoff zu speichern kann sich über die Zeit verschlechtern.
Die kraftstoffarmen und kraftstoffreichen Zustände sind relativ zum bevorzugten stöchiometrischen Zustand. Ein stöchiometrischer Betriebszustand repräsentiert das bevorzugte Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis. Sauerstoffkonzentrationen entsprechen erfassten Spannungen. Eine erfasste Spannung wird für einen sauerstoffarmen Zustand (kraftstoffreicher Zustand) höher sein als für einen sauerstoffreichen Zustand (kraftstoffarmer Zustand). In anderen Ausführungsformen kann eine erfasste Spannung für einen sauerstoffreichen Zustand (kraftstoffarmer Zustand) höher sein als für einen sauerstoffarmen Zustand (kraftstoffreicher Zustand).
Ein primärer Sauerstoffsensor befindet sich stromaufwärts eines Katalysators („Pre-Sensor“). Ein zweiter Sauerstoffsensor befindet sich stromabwärts eines Katalysators („Post-Sensor“). Diese Sensoren werden durch ein Motorsteuergerät (ECM) zum Überwachen der Funktion eines Katalysators verwendet. Allgemein steuert das ECM den Betrieb des Motors. Beispielsweise steuert das ECM die Kraftstoffversorgung des Motors. Unter bestimmten Umständen kann das ECM einen Übergang von einem kraftstoffreichen Zustand zu einem kraftstoffarmen Zustand einleiten. Das ECM kann die Kraftstoffversorgung des Motors von kraftstoffreich zu kraftstoffarm umstellen, um festzustellen, ob ein Fehler in einem Sauerstoffsensor vorliegt und/ oder zum Bestimmen, ob ein Fehler in einem Katalysator vorliegt.
Das ECM kann einen Kraftstoffübergang zum Bestimmen, ob ein Fehler in einem Katalysator vorliegt, auslösen, wenn bestimmte Rahmenbedingungen vorliegen, beispielsweise unmittelbar vor dem natürlichen Eintritt des Systems in einen Abbremsungs-Kraftstoffabschaltungsmodus (DFCO). Alternativ kann das ECM einen Kraftstoffübergang auslösen, wenn bestimmte Drehzahlen, Manifold Absolute Pressure (MAP), und/ oder Luftmassen (MAF) erkannt werden. DFCO tritt auf, wenn bestimmt wurde, dass weniger Strom erforderlich ist, beispielsweise, wenn ein Fahrer das Gaspedal zum Verlangsamen des Fahrzeugs loslässt. Ein oder mehrere Zylinder können deaktiviert werden, während sie sich in einem DFCO-Zustand befinden.
Das ECM bestimmt, ob ein Fehler in einem Katalysator vorliegt, basierend auf einem gefilterten Sauerstoffspeicherkapazität(OSC)-Verhältnis. Das gefilterte OSC-Verhältnis basiert auf der ermittelten OSC-Periode. Die OSC-Periode ist die Differenz zwischen der Reaktion des Post- und Pre-Sensors zu einem armen Zustand, nachdem das ECM den reichen zum armen Kraftstoffübergang eingeleitet hat. Eine Reaktion auf einen armen Zustand tritt auf, wenn die Spannungen, die durch die jeweiligen Sensoren erfasst werden, geringer als ein vorbestimmter Wert sind. Eine Verzögerung der Reaktion entweder des Pre- oder Post-Sensors auf einen armen Zustand kann zu einer fehlerhaften Bestimmung der OSC-Periode führen. Daher kann eine Verzögerung in jedem Sensor die Fähigkeit des ECM zum korrekten Identifizieren eines Fehlers und eines Ausfalls eines Katalysators beeinflussen.
Das ECM der vorliegenden Offenbarung überwacht die Leistung des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung der Reaktion des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors zu einem armen Zustand nach dem Einleiten des reichen zum armen Kraftstoffübergangs besteht. Liegt eine Verzögerung vor, wird die stromaufwärtige Übergangsphase unter Verwendung der ermittelten Verzögerung korrigiert. Die korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase dient dann dem Berechnen einer OSC-Periode zum Ermitteln des gefilterten OSC-Verhältnisses. Das gefilterte OSC-Verhältnis dient dem Bestimmen, ob ein Fehler in einem Katalysator vorliegt. Tritt ein Fehler wiederholt auf, kann der Ausfall eines Katalysators durch eine Störungsanzeigeleuchte angezeigt werden.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsystems 100. Das Motorsystem 100 umfasst einen Motor 102, der ein Kraftstoff-Luftgemisch verbrennt, um ein Antriebsmoment für ein Fahrzeug, basierend auf Fahrereingaben von einem Fahrereingabemodul 104, zu erzeugen. Die Luft wird durch einen Ansaugkrümmer 110 über ein Drosselventil 112 angesaugt. Ausschließlich als Beispiel kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem drehbaren Flügel umfassen. Ein ECM 114 steuert ein Drosselstellgliedmodul 116, das die Öffnung des Drosselventils 112 zum Steuern der Luftmenge, die in den Ansaugkrümmer 110 gesaugt wird, reguliert.
Die Luft vom Ansaugkrümmer 110 wird in die Zylinder des Motors gesaugt 102. Obwohl der Motor 102 mehrere Zylinder umfassen kann, ist hier zu Veranschaulichungszwecken stellvertretend ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 dargestellt. Ausschließlich als Beispiel kann der Zylinder 102 jeweils 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/ oder 12 Zylinder umfassen. Das ECM 114 kann einem Zylinderstellgliedmodul 120 zum gezielten Deaktivieren bestimmte Zylinder anweisen, wodurch unter bestimmten Betriebsbedingungen des Motors die Kraftstoffeffizienz verbessert werden kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung des Viertaktbetriebs betrieben werden. Die vier im Folgenden beschriebenen Takte werden als Einlasstakt, Verdichtungstakt, Verbrennungstakt und Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) erfolgen zwei der vier Takte innerhalb des Zylinders 118. Demzufolge sind zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich, damit der Zylinder 118 alle vier Takte ausführen kann.
Während des Einlasstaktes wird die Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffstellgliedmodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein erwünschtes Luft-Kraftstoffverhältnis zu erzielen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder mehreren Stellen, wie z. B. nahe am Einlassventil 122 jedes Zylinders, eingespritzt werden. In verschiedenen Anwendungen (nicht dargestellt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in mit den Zylindern verbundene Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoffstellgliedmodul 124 kann das Einspritzen von Kraftstoff in die deaktivierten Zylinder stoppen.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und bildet innerhalb des Zylinders 118 ein Kraftstoff-Luftgemisch. Während des Verdichtungstaktes komprimiert ein Kolben (nicht dargestellt) im Zylinder 118 das Kraftstoff-Luftgemisch. Der Motor 102 kann ein Dieselmotor sein, wobei in diesem Fall die Kompression in Zylinder 118 das Luft-Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Fremdzündungsmotor sein, wobei in diesem Fall das Zündfunkenstellgliedmodul 126 eine Zündkerze 128 im Zylinder 118 basierend auf einem Single von dem ECM 114 mit Strom beaufschlagt, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann so gelegt werden, dass sich der Kolben in diesem Moment in seiner als oberer Totpunkt (TDC) bezeichneten obersten Stellung befindet.
Das Zündstellgliedmodul 126 kann durch ein Zeit-Single gesteuert werden, das festlegt, wie lange vor oder nach dem TDC der Funke ausgelöst werden soll. Weil die Kolbenstellung direkt mit der Kurbelwellendrehung zusammenhängt, kann die Bedienung des Zündfunkenstellgliedmoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. In verschiedenen Anwendungen kann das Zündstellgliedmodul 126 die Funkenerzeugung für deaktivierte Zylinder stoppen.
Das Generieren des Funkens kann als Zündung bezeichnet werden. Das Zündstellgliedmodul 126 kann die Fähigkeit haben, den Zündzeitpunkt für jede Zündung zu ändern. Das Zündstellgliedmodul 126 ist möglicherweise sogar fähig, den Zündzeitpunkt für die nächste Zündung zu variieren, wenn das Zündfunkenzeitsignal zwischen einem letzten und dem nächsten Zündung geändert wird.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs den Kolben nach unten, und treibt dadurch die Kurbelwelle an. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit definiert werden, die zwischen dem Moment, in dem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht und dem, an welchem der Kolben zum unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt, vergeht.
Während des Auslasstaktes beginnt der Kolben sich von dem BDC aus aufwärts zu bewegen und stößt die Verbrennungs-Abfallprodukte durch ein Auslassventil 130 aus. Die Verbrennungs-Abfallprodukte werden aus dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen. Das Abgassystem 134 umfasst einen Katalysator 136, wie etwa einen Drei-Wege-Katalysator (TWC). Der Katalysator 136 reagiert mit einer oder mehreren Komponenten der Abgase, die durch den Katalysator 136 strömen. Der Katalysator 136 speichert Sauerstoff, wenn das Abgas kraftstoffarm (sauerstoffreich) ist.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. In unterschiedlichen Anwendungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder können die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
Das Zylinderstellgliedmodul 120 kann den Zylinder 118 durch Deaktivieren des Öffnens des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktivieren. In verschiedenen Anwendungen kann das Einlassventil 122 und/ oder das Auslassventil 130 durch andere Vorrichtungen als Nockenwellen, wie etwa durch elektromagnetische Stellglieder, gesteuert werden.
Der Zeitpunkt, an dem das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann hinsichtlich des oberen Totpunktes des Kolbens durch einen Einlassnockenversteller 148 variiert werden. Der Zeitpunkt, an dem das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann hinsichtlich des oberen Totpunktes des Kolbens durch einen Auslassnockenversteller 150 variiert werden. Ein Verstellerstellgliedmodul 158 kann den Einlassnockenversteller 148 und den Auslassnockenversteller 150 basierend auf Singles vom ECM 114 steuern. Wenn implementiert, kann ein variabler Ventilhub (nicht dargestellt) ebenfalls durch das Verstellerstellgliedmodul 158 gesteuert werden.
Das Motorsystem 100 kann eine Verstärkungsvorrichtung umfassen, die dem Ansaugkrümmer 110 Druckluft bereitstellt. 1 stellt beispielsweise einen Turbolader dar, der eine heiße Turbine 160-1 umfasst, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader umfasst ebenfalls einen Kaltluftkompressor 160-2, der durch die Turbine 160-1 angetrieben ist und der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geleitet wird. In verschiedenen Anwendungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbolader (nicht dargestellt) die Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft in den Ansaugkrümmer 110 befördern.
Ein Wastegate 162 kann auch zulassen, dass die Abgase die Turbine 160-1 umgehen, wodurch die Verstärkung (die Menge an Einlassluftkompression) des Turboladers reduziert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader über ein Verstärkungsstellgliedmodul 165 steuern. Das Verstärkungsstellgliedmodul 165 kann die Verstärkung des Turboladers durch Steuern der Position des Wastegates 162 modulieren. In unterschiedlichen Anwendungen können mehrere Turbolader durch das Verstärkungsstellgliedmodul 165 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Verstärkungsstellgliedmodul 165 gesteuert werden kann.
Ein Intercooler (nicht dargestellt) kann einen Teil der in der Druckluftladung enthaltenen Hitze ableiten, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die Druckluftladung kann auch von Komponenten des Abgassystems 134 absorbierte Hitze aufweisen. Obwohl sie aus Gründen der Veranschaulichung getrennt dargestellt sind, können die Turbine 160-1 und der Kaltluftkompressor 160-2 miteinander verbunden sein und die Einlassluft in die Nähe heißer Abgase leiten.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführventil (AGR) 164 umfassen, das Abgas gezielt zum Ansaugkrümmer 110 zurückführt. Das AGR-Ventil 164 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers nachgelagert angeordnet sein. Ein EGR-Stellgliedmodul 166 steuert das EGR-Ventil 164 basierend auf einem Single vom ECM 114.
Das Motorsystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines RPM-Sensors 170 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensors 171 gemessen werden. Der ECT-Sensor 171 kann innerhalb des Motors 102 oder an anderen Stellen angeordnet sein, an denen das Kühlmittel umgewälzt wird, wie beispielsweise ein Radiator (nicht dargestellt).
Der Druck im Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Manifold-Absolute-Pressure(MAP)-Sensors 172 gemessen werden. In verschiedenen Anwendungen kann der aus der Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck im Ansaugkrümmer 110 bestehende Motorunterdruck gemessen werden. Der Massendurchsatz der Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenmesser(MAF)-Sensors 173 gemessen werden. In unterschiedlichen Anwendungen kann der MAF-Sensor 173 in einem Gehäuse positioniert sein, das ebenfalls das Drosselventil 112 umfasst.
Das Drosselstellgliedmodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 174 überwachen. Beispielsweise überwachen die ersten und zweiten Drosselpositionssensoren 174-1 und 174-2 die Position des Drosselventils 112 und erzeugen erste und zweite Drosselpositionen (TPS1 und TPS2), basierend auf der Drosselposition. Die Temperatur der in den Motor 102 gezogenen Umgebungsluft kann mit einem Einlasslufttemperatur(IAT)-Sensor 175 gemessen werden.
Ein stromaufwärtiger Sauerstoffsensor 176 misst eine Sauerstoffmenge (z. B. Konzentration) im Abgas, das in den Katalysator 136 strömt. Ein stromabwärtiger Sauerstoffsensor 180 misst eine Sauerstoffmenge (z. B. Konzentration) im Abgas, das sich stromabwärtig im Katalysator 136 befindet. Sauerstoffkonzentrationen entsprechen bestimmten Spannungen. Eine erfasste Spannung wird für einen sauerstoffarmen Zustand (kraftstoffreicher Zustand) höher sein als für einen sauerstoffreichen Zustand (kraftstoffarmer Zustand). In anderen Ausführungsformen ist eine bestimmte Spannung für einen sauerstoffreichen Zustand (kraftstoffarmer Zustand) höher als für einen sauerstoffarmen Zustand (kraftstoffreicher Zustand).
Das ECM 114 kann Singles von den Sensoren nutzen und/ oder einen oder mehrere andere Sensoren, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 (siehe 2) zu treffen. Das ECM 114 speichert einen Fehlercode und beleuchtet die Störungsanzeigeleuchte 188 und zeigt Versagen an, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von Fehlern erfasst und Fehler aufgezeichnet und angezeigt werden.
Ein Getriebesteuermodul 194 steuert den Betrieb des Getriebes. Das ECM 114 kann mit dem Getriebesteuergerät 194 aus verschiedenen Gründen kommunizieren, wie etwa zum Teilen von Parametern und Koordinieren des Motorbetriebs mit einer Schaltung im Getriebe. Beispielsweise kann das ECM 114 bei einem Gangwechsel das Motordrehmoment gezielt reduzieren. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 zu koordinieren.
Der Elektromotor 198 kann ebenfalls als Generator arbeiten und zur Erzeugung von Elektroenergie für die Verwendung durch elektrische Systeme und/oder zur Speicherung in einer Batterie dienen. In verschiedenen Anwendungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als Stellglied bezeichnet werden. Jedes Stellglied empfängt einen Stellgliedwert. Das Drosselstellgliedmodul 116 kann beispielsweise als ein Stellglied und der Drosselöffnungsbereich als Stellgliedwert bezeichnet werden. Im Beispiel der 1 erreicht das Drosselklappenstellgliedmodul 116 den Drosselklappenöffnungsbereich durch Einstellen eines Winkels des Flügels des Drosselventils 112.
Das Zündstellgliedmodul 126 kann auch als ein Stellglied bezeichnet werden, obwohl der entsprechende Stellgliedwert den Frühzündungsgrad in Verbindung mit dem TDC des Zylinders sein kann. Andere Stellglieder können das Zylinderstellgliedmodul 120, das Kraftstoffstellgliedmodul 124, das Verstellerstellgliedmodul 158, das Verstärkerstellgliedmodul 165 und das EGR-Stellgliedmodul 166 umfassen. Für diese Stellglieder können die Stellgliedwerte jeweils einer Zylinderaktivierungs-/-deaktivierungsfolge, Kraftstoffversorgungsrate, Einlass- und Auslassnockenverstellerwinkeln, Verstärkungsdruck und EGR-Ventilöffnungsbereich entsprechen. Das ECM 114 kann die Stellgliedwerte steuern, um den Motor 102 zum Erzeugen eines erforderlichen Motorabtriebsdrehmoments zu veranlassen.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Katalysator-Überwachungsmoduls 290 innerhalb des ECMs 114. Ein Katalysator-Testmodul 218 erzeugt eine Testanzeige 208, die an ein Stellgliedmodul 224, ein Verzögerungsbestimmungsmodul 252, ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 und ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 gesendet wird. Das Katalysator-Testmodul 218 kann beispielsweise eine Testanzeige 208 vor dem natürlichen Eintritt des Systems in ein Abbremsungs-Kraftstoffabschaltungsmodul (DFCO) erzeugen. Das DFCO wird im Allgemeinen ausgelöst, wenn bestimmte Geschwindigkeiten, Gänge und Umdrehungen pro Minute (RPM) erfasst werden oder wenn sich das System in einem Verzögerungszustand befindet oder befunden hat. Wenn die vorbestimmten Rahmenbedingungen erkannt werden, übermittelt das Katalysator-Testmodul 218 die Testanzeige 208.
Nach Empfang der Testanzeige 208 kann das Stellgliedmodul 224 ein Single zum Kraftstoffstellgliedmodul 124 zum Einleiten des Kraftstoffstellgliedmoduls 124 übermitteln, um das System in einen reichen Zustand gegenüber dem bevorzugten stöchiometrischen Zustand zu bringen. Die reichen und armen Zustände werden durch Industriestandards bestimmt. Ausschließlich als Beispiel kann die Spannung von 450 mV für eine gemessene Sauerstoffkonzentration für einen bestimmten Sensor als stöchiometrische Begrenzung gewählt werden. Dies kann ebenfalls die Zielspannung für einen Regelkreis des Kraftstoffs sein. Nach der Anregung durch das Kraftstoffstellgliedmodul 124 sollte das System in einem reichen Zustand nach einer berechenbaren Verzögerungsphase betrieben sein, die beginnt, wenn die gemessene Spannung durch den stromabwärtigen Sauerstoffsensor 180 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Das Umfassen der kalibrierbaren Verzögerung vor dem Erkennen des reich laufenden Systems ermöglicht eine gründliche Katalysatorsättigung. Ein 30 - 40 % reicher Zustand wird bevorzugt.
Sobald ein reicher Zustand erkannt wird, wird das System zwangsweise arm. Ausschließlich als Beispiel kann das Kraftstoffstellgliedmodul 124 die Bereitstellung von Kraftstoff stoppen, um das System zwangsweise arm zu bekommen. In einem anderen Beispiel kann das Kraftstoffstellgliedmodul 124 eine Zylinderabschaltungsanzeige 242 auf das Zylinderstellgliedmodul 120 übermitteln, um das Zylinderstellgliedmodul 120 zum gezielten Deaktivieren einiger Zylinder zu veranlassen und eine zylinderdeaktivierte Anzeige 256 zu übermitteln.
Nach Empfang der Testanzeige 208 kann ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 einen internen stromaufwärtigen Timer zurücksetzen und starten. Gleichermaßen kann das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 einen internen stromabwärtigen Timer bei Empfang der Testanzeige 208 zurücksetzen und starten. Alternativ kann der jeweilige Timer eingeleitet werden, wenn ein reicher Zustand durch den stromabwärtigen Sauerstoffsensor 180 nach den Anregungen erfasst wurde. In einer anderen Ausführungsform kann der jeweilige Timer eingeleitet werden, wenn der reiche zum armen Übergang befohlen wird.
Die stromaufwärtigen und stromabwärtgen Timer laufen, bis ein kraftstoffarmer (saurestoffreicher) Abgaszustand erfasst wird. Der Timer läuft weiter bis die erfasste Spannung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Der Timerwerte werden zum Berechnen jeweils einer anfänglichen stromaufwärtigen Übergangsphase 220 und einer stromabwärtigen Übergangsphase 232 verwendet. Die Übergangsphasen können dann zum Berechnen einer OSC-Periode verwendet werden. Eine Verzögerung der Reaktion jedes Sensors auf einen kraftstoffarmen Zustand nach der Einleitung eines reichen zum armen Übergangs kann zur Ermittlung einer falschen OSC-Periode führen. Eine falsche OSC-Periode kann fälschlicherweise einen Katalysatorfehler anzeigen. Gleichermaßen kann eine atypisch beschleunigte Reaktion durch einen der Sensoren zur Ermittlung einer falschen OSC-Periode führen. Daher wird jede Erörterung in dieser Offenbarung zum Anpassen der OSC-Periode oder einer individuellen Sensor-Reaktionszeit zum Ermöglichen der Einstellung in beide Richtungen je nach Anwendung verstanden.
Ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 bestimmt eine anfängliche stromaufwärtige Übergangsphase 220 unter Verwendung der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Testanzeige 208 empfangen wurde und dem Zeitpunkt, an dem ein kraftstoffarmer, sauerstoffreicher Zustand durch den stromaufwärtigen Sauerstoffsensor 176 gemessen wurde. Beispielsweise wird der kraftstoffarme, sauerstoffreiche Zustand bestimmt, wenn die Spannung, die der Sauerstoffkonzentration entspricht, von einem größeren auf einen geringeren vorbestimmten Wert übertagen wird. Auf diese Weise gibt die anfängliche stromaufwärtige Übergangsphase 220 die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt an, wenn der Übergang von kraftstoffreich zu kraftstoffarm befohlen wurde (Zeitpunkt, zu dem die Testanzeige 208 empfangen wurde) und dem Zeitpunkt, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor 176 anzeigt, dass das Abgas kraftstoffarm war.
Ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 bestimmt eine stromabwärtige Übergangsphase 232 unter Verwendung der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Testanzeige 208 empfangen wurde und dem Zeitpunkt, an dem einem kraftstoffarmer, sauerstoffreicher Zustand durch den stromabwärtigen Sauerstoffsensor 180 gemessen wurde. Beispielsweise wird der kraftstoffarme, sauerstoffreiche Zustand bestimmt, wenn die Spannung, die der Sauerstoffkonzentration entspricht, von einem größeren auf einen geringeren vorbestimmten Wert übertagen wird. Auf diese Weise gibt die stromabwärtige Übergangsphase 232 die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt an, wenn der Übergang von kraftstoffreich zu kraftstoffarm befohlen wurde (Zeitpunkt, zu dem die Testanzeige 208 empfangen wurde) und dem Zeitpunkt, wenn der stromabwärtige Sauerstoffsensor 180 anzeigt, dass das Abgas kraftstoffarm war.
Eine Verzögerungsphase 210 in Verbindung mit der stromaufwärtigen Sauerstoffsensor-Reaktion auf den kraftstoffarmen Zustand kann durch das Verzögerungsbestimmungsmodul 252 bestimmt werden. Die Verzögerungsphase 210 kann zum Korrigieren der anfänglichen stromaufwärtigen Übergangsphase 220 verwendet werden, die zum Bestimmen einer korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase 216 verwendet wird. Das Verzögerungsbestimmungsmodul 252 bestimmt die Verzögerungsphase 210 des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors unter Verwendung der Abgassystem-Leistungsdiagnostik (ESPD). Die ESPD kann eingeleitet werden, wenn das Zylinderstellgliedmodul 120 eine vorbestimmte Anzahl an Zylindern deaktiviert.
Das Zylinderstellgliedmodul 120 wird die zylinderdeaktivierte Anzeige 256 an das Verzögerungsbestimmungsmodul 252 übermitteln, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Zylindern deaktiviert wurde. Ausschließlich als Beispiel wird das Zylinderstellgliedmodul 120 die zylinderdeaktivierte Anzeige 256 an das Verzögerungsbestimmungsmodul 252 übermitteln, wenn zwei Zylinder deaktiviert wurden. Die ESPD wird beendet, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor 176 anzeigt, das das Abgas kraftstoffarm ist, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor eine Spannung unterhalb eines vorbestimmten Wertes übermittelt.
Ein stromaufwärtiges Korrekturmodul 250 kann eine korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase 216 unter Verwendung der stromaufwärtigen Übergangsphase 220 und der Verzögerungsphase 210 bestimmen. Beispielsweise kann die anfängliche stromaufwärtige Übergangsphase 220 die korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase 216 durch das Subtrahieren der Verzögerungsphase 210 von der ursprünglichen stromaufwärtigen Übergangsphase 220 bestimmen.
In 2 bestimmt ein OSC-Modul 236 eine OSC-Periode 240 unter Verwendung einer korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase 216 und der stromabwärtigen Übergangsphase 232. Die OSC-Periode 240 entspricht einer Sauerstoffmenge, die der Katalysator 136 in der Lage ist zu speichern. Das OSC-Modul 236 kann die OSC-Periode 240 auf die Differenz zwischen der stromabwärtigen Sauerstoffsensoren-Reaktion zu einem Kraftstoffübergang und der stromaufwärtigen Sauerstoffsensor-Reaktion zu einem Kraftstoffübergang einstellen. In anderen Merkmalen wird das OSC-Modul 240 die OSC-Periode durch die Verwendung einer Differenz zwischen der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase 216 und der stromabwärtigen Übergangsphase 232 bestimmt.
In der Alternative kann die Korrektur für die Verzögerung in Verbindung mit dem stromaufwärtigen Sauerstoffsensor nach der Bestimmung einer anfänglichen OSC-Periode auftreten. Beispielsweise kann eine korrigierte OSC-Periode durch das Hinzufügen der Verzögerungsphase 210 auf eine anfängliche OSC-Periode bestimmt werden, die durch die Verwendung der Differenz zwischen der stromabwärtigen Übergangsphase 232 und der (unkorrigierten) anfänglichen stromaufwärtigen Übergangsphase 220 berechnet wird. Zusätzlich kann die Korrektur für die Verzögerung in Verbindung mit dem Pre-Katalysatorsensor mit einer zusätzlichen Korrektur für jede Verzögerung in Verbindung mit der Reaktion des stromabwärtigen Sauerstoffsensors auf einen kraftstoffarmen Zustand begleitet werden. Siehe US 2013 / 0 054 083 A1 oder DE 10 2012 214 989 A1 .
Sobald die OSC-Periode 240 bestimmt ist, bestimmt ein Korrekturmodul 244 eine korrigierte OSC-Periode 254. Beispielsweise kann das Korrekturmodul 244 eine korrigierte OSC-Periode als Funktion der Systemhöhe 204 und Katalysatortemperatur 202 bestimmen. Diese Korrekturen können erforderlich sein, da beispielsweise heiße Katalysatoren mehr Sauerstoff speichern. Als solches kann ein System mit einem heißen Katalysator eine künstlich hohe OSC-Periode berechnen. Die Katalysator-Temperatur 202 kann unter Verwendung eines kontinuierlichen offenen Regelkreismodells bestimmt werden, basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, MAF 248 und Motordruckgrößen.
Variierende Höhen 204 können die Bestimmungen der OSC-Periode 240, aufgrund der Menge des Luftsauerstoffs für das System, beeinflussen. Es besteht eine Möglichkeit, dass je niedriger die Menge des Luftsauerstoffs ist - das heißt, je höher die Höhe - desto größer ist die OSC-Periode 240 aufgrund von mehr erforderlicher Zeit für einen Katalysator zum Zurückbekommen des verlorenen Sauerstoffs nach dem reichen zum armen Übergang. Die Höhe 204 kann unter Verwendung eines barometrischen Sensors des Systems bestimmt werden. Wenn kein barometischer Drucksensor vorliegt, kann barometrischer Druck anhand der Werte des Absolutdrucks bestimmt werden. Ausschließlich als Beispiel kann das Korrekturmodul 244 die OSC-Periode 240 erhöhen, während sich die Katalysatortemperatur 202 erhöht oder verringert, erhöhen sich die OSC-Periode 240 und die Höhe 204.
Ein erwartetes OSC-Modul 258 kann eine erwartete OSC 222 aus den vorliegenden Betriebsbedingungen des Systems unter Verwendung einer Anzahl von gespeicherten Kalibrierungstabellen identifizieren. Die Kalibrierungstabellen können durch die Katalysatortemperatur, Motordrehzahl 226 und MAF 248 indiziert werden. Das Normierungsmodul kann die erwartete OSC 222 mit der korrigierten OSC-Periode 254 zum Bestimmen eines OSC-Verhältnisses 276 vergleichen. Ausschließlich als Beispiel kann das Normierungsmodul 272 das OSC-Verhältnis 276 anhand der Gleichung bestimmen: $OSC - Verh \ddot{a} ltnis 276 = \frac{korrigiert OSC - Periode 254}{erwartete OSC 222}$
Ein Verhältnisfilterungsmodul 277 kann einen Filter auf das OSC-Verhältnis 276 anwenden, um ein gefiltertes OSC-Verhältnis 268 zu erzeugen. Beispielsweise kann der Filter ein exponentiell gewichteter, gleitender Mittelwertfilter (EWMA) sein. Das Verhältnisfilterungsmodul 277 kann das gefilterte OSC-Verhältnis 268, basierend auf einem EWMA-Filter, einschließlich dem aktuellen Wert des OSC-Verhältnisses 276 und M-Vorgängerwerten 266 des OSC-Verhältnisses 276 von M vorherigen reichen zum armen Übergang erzeugen, wobei M ein Integer größer als Null ist. Die M-Vorgängerwerte 266 sind innerhalb eines historischen Speichermoduls 262 gespeichert und können alle bestimmten gefilterten OSC-Verhältnisse für eine bezeichnete Zeitspanne repräsentieren.
Ein Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 bestimmt, ob ein Fehler im Katalysator 136, basierend auf dem gefilterten OSC-Verhältnis 268, vorliegt. Ein Fehler kann anzeigen, dass die Fähigkeit des Katalysators 136 Sauerstoff zu speichern kleiner ist, als ein annehmbarer Wert. Beispielsweise kann das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 bestimmen, dass ein Fehler im Katalysator 136 vorliegt, wenn das gefilterte OSC-Verhältnis 268 einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Hingegen kann das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 bestimmen, dass kein Fehler im Katalysator 136 vorliegt, wenn das gefilterte OSC-Verhältnis 268 einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 kann gezielt eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen einleiten, wenn ein Fehler im Katalysator 136 auftritt. Beispielsweise kann das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 gezielt einen oder mehrere Motorbetriebsparameter einstellen. Beispielsweise können die Kraftstoffversorgungsänderungen als Ergebnis des gefilterten OSC-Verhältnisses 268 induziert werden. Das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 kann zusätzlich oder alternativ eine Katalysator-Fehleranzeige 284 im Fehlerspeicher 288 des Systems speichern. Die Katalysator-Fehleranzeige 284 kann beispielsweise einen vorbestimmten Diagnosefehler-Code (DTC) umfassen. Ein Fehler-Überwachungsmodul 292 kann den Fehlerspeicher 288 überwachen und eine Anzeige beleuchten, wie etwa eine Störungsanzeigeleuchte (MIL) 188, um einen Katalysatorfehler anzuzeigen, wenn ein Fehler im Katalysator 136 vorbestimmte Male angezeigt wurde. Beispielsweise können in drei, vier, fünf oder sechs Fällen des gefilterten OSC-Verhältnisses 268, die den vorbestimmten Wert innerhalb einer bestimmten Zeitspanne unterschreiten, die MIL 188 zum Leuchten bringen.
Unter Bezugnahme auf 3A, 3B und 3C, beschreibt ein Flussdiagramm ein exemplarisches Verfahren zur Bestimmung des gefilterten OSC-Verhältnisses 268 und die Bestimmung der Katalysatorfehler und Ausfälle.
In 3A, bei 304, bestimmt das Katalysator-Testmodul 218, ob eine oder mehrere Rahmenbedingungen erfüllt sind. Wenn die Rahmenbedingungen nicht erfüllt sind, verbleibt das System bei 304. Sind die Rahmenbedingungen erfüllt, erzeugt das Katalysator-Testmodul 218 bei 308 die Testanzeige 208. Die Testanzeige 208 wird an das Stellgliedmodul 224, das Verzögerungsbestimmungsmodul 252, ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 und ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 gesendet.
Bei 312, bei Empfang der Testanzeige 208, singelt das Stellgliedmodul 224 dem Kraftstoffstellgliedmodul 124 das System reich zu forcieren. Beispielsweise kann das Stellgliedmodul 224 einen Übergang von einem stöchiometrischen Zustand in einen kraftstoffreichen Zustand befehlen. Wenn bei 314 bestimmt wird, dass das System reich ist, wartet die Steuerung auf eine vorbestimmte Zeitspanne 315 bevor sie mit 316 fortfährt. Das Kraftstoffstellgliedmodul 124 befiehlt bei 316 einen reichen zum armen Übergang, wodurch das System warm wird. Beispielsweise kann das Kraftstoffstellgliedmodul 124 die Zylinderabschaltungsanzeige 242 auf das Zylinderstellgliedmodul 120 übermitteln, um das Zylinderstellgliedmodul 120 zum gezielten Deaktivieren einiger Zylinder zu veranlassen und die zylinderdeaktivierte Anzeige 256 zu übermitteln. Das Deaktivieren von Zylindern umfasst das Unterbrechen der Zufuhr des Kraftstoffs zu diesen Zylindern.
Bei 318 überwacht ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214, ob die erfasste Spannung entsprechend der Sauerstoffkonzentration 212 des Abgases niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn ja, fährt die Steuerung mit 320 fort; ansonsten verbleibt die Steuerung bei 318. Bei 320 kann ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 eine anfängliche stromaufwärtige Übergangsphase 220 gleich dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, wenn das Katalysator-Testmodul 218 den Kraftstoffversorgungsübergang befohlen hat - das heißt, wenn das Katalysator-Testmodul 218 die Testanzeige 208 übermittelt hat - und dem Zeitpunkt, wenn die vom stromaufwärtigen Sauerstoffsensor erfasste Spannung geringer als der vorbestimmte Wert und der Kraftstoff als arm betrachtet ist, einstellen. Das stromaufwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 214 speichert daraufhin die Werte der ermittelten stromaufwärtigen Übergangsphase bei 320.
Bei 328 bestimmt das Verzögerungsbestimmungsmodul 252 die Verzögerungsphase 210, falls vorhanden, in Verbindung mit der Reaktion des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors 176 auf die Kraftstoffversorgungsübergänge unter Verwendung der ESPD. Die ESPD kann Kalibrierungstabellen zum Indizieren durch die MAF, IAT und Katalysatortemperatur verwenden.
In 3B, bei 330, bestimmt dann das stromaufwärtige Korrekturmodul 250 eine korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase 216 durch das Einstellen der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase auf die Differenz der anfänglichen stromaufwärtigen Übergangsphase 220 und der Verzögerungsphase 210.
Bei 336 überwacht das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 234, ob die erfasste Spannung entsprechend der stromabwärtigen Sauerstoffkonzentration 228 kleiner als der vorbestimmte Wert und kraftstoffarm ist. Wenn die Spannung niedriger ist als der vorbestimmte Wert bestimmt das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 die stromabwärtige Übergangsphase 232 bei 340. Das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 kann eine anfängliche stromabwärtige Übergangsphase 232 gleich dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, wenn das Katalysator-Testmodul 218 den Kraftstoffversorgungsübergang befohlen hat und dem Zeitpunkt, wenn die Spannung geringer als der vorbestimmte Wert und der Kraftstoff als arm betrachtet ist, einstellen. Das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul 234 kann die stromabwärtige Übergangsphase 232 speichern.
Bei 344 kann das OSC-Modul 236 die OSC-Periode 240 durch das Einstellen der OSC-Periode 240 auf die Differenz zwischen der stromabwärtigen Übergangsphase 232 aus 340 und der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase 216 aus 330 bestimmen. Bei 348 kann das Korrekturmodul 244 einen Korrekturfaktor unter Verwendung einer Anzahl von gespeicherten Kalibrierungstabellen, die durch die Betriebsbedingungen des Systems indiziert werden, bestimmen. Beispielsweise können die Kalibrierungstabelle oder Tabellen durch die Höhe und Katalysatortemperatur indiziert werden.
Bei 350 kann die korrigierte OSC-Periode durch Multiplikation der OSC-Periode 240 durch den ermittelten Korrekturfaktor aus 348 bestimmt werden. Bei 354 kann das erwartete OSC-Modul 258 eine erwartete OSC 222 durch den Vergleich der ausgewählten Betriebsbedingungen des Systems mit einem Satz von gespeicherten Kalibrierungstabellen bestimmen. Bei 358 kann das OSC-Verhältnis 276 durch Dividieren der korrigierten OSC-Periode 254 durch die erwartete OSC 222 bestimmt werden.
In 3C, bei 364, kann das Verhältnisfilterungsmodul 277 das gefilterte OSC-Verhältnis 268 unter Verwendung eines EWMA bestimmen. Bei 366 wird das gefilterte OSC-Verhältnis 268 mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Wenn das gefilterte OSC-Verhältnis 268 unter dem vorbestimmten Wert liegt, fährt die Steuerung mit 370 fort. Wenn das gefilterte OSC-Verhältnis 268 über dem vorbestimmten Wert liegt, zeigt das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 bei 372 an, dass keine Fehler im Katalysator vorliegen. Das Fehlererfassungsverfahren startet bei 304 neu und wartet auf die entsprechenden Rahmenbedingungen.
Bei 370 kann das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 entscheiden, einen oder mehrere Betriebsparameter des Motors 102 gezielt zu ändern, wie etwa die Kraftstoffversorgungsmenge, Kraftstoff-Luft-Verhältnis oder Frühzündung. Sind die Bedingungen erfüllt, werden die Betriebsparameter bei 380 geändert. Der Steuerung fährt mit 386 fort.
Das Katalysator-Fehlererkennungsmodul 280 kann die Änderung der Betriebsparameter wählen, wenn ein Fehler mehrere vorbestimmte Male innerhalb einer bezeichneten Zeitspanne erfasst wurde. Wurde ein Fehler erfasst, kann eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten innerhalb einer bezeichneten Zeitspanne von Katalysatorfehlern angezeigt werden. Bei 386 wird ein Katalysatorfehler gefunden, wenn bestimmt wird, dass die Anzahl der Fälle, in denen sich das gefilterte OSC-Verhältnis unter dem vorbestimmten Wert befindet, eine vorbestimmte Anzahl von Fällen überschreitet. Daher kann eine Störungsanzeigeleuchte 188 bei 376 beleuchtet werden.
Ausschließlich als Beispiel wird der Katalysatorfehler bei 386 gefunden und eine Störungsanzeigeleuchte 188 bei 376 beleuchtet, wenn die Anzahl der Momente, in denen sich das gefilterte OSC-Verhältnis unter dem vorbestimmten Wert befindet, eine vorbestimmte maximalen Grenze überschreitet. Wenn bei 386 die Anzahl der Momente, in denen sich das gefilterte OSC-Verhältnis unter dem vorbestimmten Wert befindet, eine vorbestimmte maximale Grenze überschreitet, startet das Fehlererfassungsverfahren bei 304 erneut.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, gehen weitere Modifikationen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Ansprüchen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C.“
In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; eine Memory-Schaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann einen oder mehrere Schnittstellenschaltungen umfassen. In einigen Beispielen können die Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder mit Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen verbunden sind. Beispielsweise können mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z. B. Remote-Server oder Cloud) bestimmte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
Der Begriff „Code“, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/ oder Mikrocode umfassen und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/ oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsamer Prozessor-Schaltkreis“ bezieht sich auf einen einzelnen Prozessor-Schaltkreis, der bestimmten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierter Prozessor-Schaltkreis“ bezieht sich auf einen Prozessor-Schaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessor-Schaltkreisen bestimmten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessor-Schaltung umfassen mehrere Prozessor-Schaltung auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessor-Schaltung auf einem einzelnen Die, mehrere Kerne auf einem einzelnen Prozessor-Schaltung, mehrere Threads eines einzelnen Prozessor-Schaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsamer Speicherschaltkreis“ bezieht sich auf einen einzelnen Speicherschaltkreis, der bestimmten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Ausdruck „gruppierter Speicherschaltkreis“ bezieht sich auf einen Speicherschaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichem Speicher bestimmten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen speichert.
Der Begriff „Speicherschaltkreis“ ist dem Ausdruck „computerlesbares Medium“ untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf transitorische elektrische oder elektromagnetische Singles, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als greifbar und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht-transitorischen, greifbaren computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltkreise (z. B. Flash-Speicherschaltkreise, löschbare programmierbare ROM-Schaltkreise oder Masken-ROM-Schaltkreise), flüchtige Speicherschaltkreise (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltkreise), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-ray).
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziell hierfür vorgesehenen Computer, der für die Ausführung bestimmter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme umfassen prozessorausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nichtflüchtigen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic Input Output System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des Spezialcomputers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit bestimmten Vorrichtungen des Spezialcomputers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes umfassen: (i) Beschreibungstext, der geparst wird, wie etwa HTML (hypertext markup language) oder XML (extensible markup language), (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der aus Quellcode von einem Compiler erstellt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-intime-Compiler usw. Ausschließlich als Beispiel kann Quellcode mit einem Syntax von Sprachen, wie etwa C, C++, C#, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5, Ada, ASP (active server pages), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua und Python®, geschrieben werden.

Claims

System eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst: ein stromaufwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul (214), das einen stromaufwärtigen Sauerstoffsensor (176) überwacht und eine stromaufwärtige Übergangsphase, basierend auf einem Zeitpunkt, bei dem der stromaufwärtige Sauerstoffsensor (176) einen reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang erfasst, bestimmt, wobei der stromaufwärtige Sauerstoffsensor eine Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms vor einem Motor-Katalysator (136) überwacht; ein Verzögerungsbestimmungsmodul (252), das eine Verzögerungsphase in Verbindung mit der Erfassung des stromaufwärtigen Sauerstoffsensors (176) des reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergangs bestimmt, und zwar unter Verwendung einer Abgassystem-Leistungsdiagnostik basierend auf mindestens einer Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse; ein stromaufwärtiges Korrekturmodul (250), das eine korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase, basierend auf der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase, bestimmt; ein stromabwärtiges Sauerstoff-Monitoring-Modul (234), das einen stromabwärtigen Sauerstoffsensor (180) überwacht und eine stromabwärtige Übergangsphase, basierend auf einer Reaktion des stromabwärtigen Sauerstoffsensors auf den stromabwärtigen Sauerstoffsensor (180) des reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergangs, bestimmt, wobei der stromabwärtige Sauerstoffsensor (180) eine Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms hinter einem Motor-Katalysator (136) überwacht; ein Sauerstoffspeicherkapazität(OSC)-Bestimmungsmodul (258), das eine OSC-Periode, basierend auf der korrigierten, stromaufwärtigen Übergangsphase und der stromabwärtigen Übergangsphase, bestimmt; und ein Katalysator-Fehlererkennungsmodul (280), das gezielt die Betriebsparameter eines Motors (102) des Fahrzeugs, basierend auf der OSC-Periode, einstellt.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Katalysator-Testmodul (218), das gezielt den reichen zum armen Kraftstoffversorgungsübergang befiehlt, wobei der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang ein Übergang von einem kraftstoffreichen Zustand in einen mageren Kraftstoffzustand ist, wobei der kraftstoffreiche Zustand durch den stromaufwärtigen Sauerstoffsensor (176) erfasst wird, wenn eine erste gemessene Sauerstoffkonzentration des Abgases einen ersten vorbestimmten Wert kreuzt; und wobei der kraftstoffarme Zustand durch den stromaufwärtigen Sauerstoffsensor (176) erfasst wird, wenn eine zweite gemessene Sauerstoffkonzentration des Abgases einen zweiten vorbestimmten Wert kreuzt.
System nach Anspruch 2, wobei: das stromaufwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul (214) die stromaufwärtige Übergangsphase mit einer Differenz zwischen einem ersten Zeitpunkt einstellt, basierend darauf, wann der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wird und einem zweiten Zeitpunkt, an dem der stromaufwärtige Sauerstoffsensor (176) den kraftstoffarmen Zustand erfasst; und der erste Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, zu dem eine vorbestimmte Anzahl der Zylinder des Motors (102) deaktiviert sind.
System nach Anspruch 2, wobei das stromabwärtige Sauerstoff-Monitoring-Modul (234) die stromabwärtige Übergangsphase mit einer Differenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, basierend darauf, wann der arme zum reichen Kraftstoffversorgungsübergang befohlen wird und einem dritten Zeitpunkt, an dem der stromabwärtige Sauerstoffsensor (180) den kraftstoffarmen Zustand erfasst.
System nach Anspruch 1, wobei: die Abgassystem-Leistungsdiagnostik beginnt, wenn eine vorbestimmte Anzahl der Zylinder des Motors (102) deaktiviert wurden und wobei die Abgassystem-Leistungsdiagnostik stoppt, wenn der stromaufwärtige Sauerstoffsensor (176) einen kraftstoffarmen Zustand erfasst; und die Abgassystem-Leistungsdiagnostik umfasst mindestens eine Tabelle der kalibrierten Werte, die durch die Katalysatortemperatur, Einlasslufttemperatur und Luftmasse indiziert werden.
System nach Anspruch 1, wobei das stromaufwärtige Korrekturmodul (250) die korrigierte stromaufwärtige Übergangsphase mit einer Differenz der stromaufwärtigen Übergangsphase und der Verzögerungsphase einstellt.
System nach Anspruch 1, wobei das OSC-Modul (258) die OSC-Periode mit einer Differenz zwischen der korrigierten stromaufwärtigen Übergangsphase und der stromabwärtigen Übergangsphase einstellt.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Korrekturmodul (244), das die korrigierte OSC-Periode, basierend auf der OSC-Periode und auf der Katalysatortemperatur und Höhe, bestimmt; ein erwartetes OSC-Modul (258), das eine erwartete OSC-Periode bestimmt; ein Normierungsmodul (272), das ein OSC-Verhältnis, basierend auf der korrigierten OSC-Periode und der erwarteten OSC-Periode, bestimmt; und ein Verhältnisfilterungsmodul (277), das ein gefiltertes OSC-Verhältnis, basierend auf dem OSC-Verhältnis, bestimmt.
System nach Anspruch 8, wobei: das Korrekturmodul (244) die korrigierte OSC durch (i) die Bestimmung eines Korrekturfaktors unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der Korrekturfaktorwerte bestimmt, die durch die Katalysatortemperatur und Höhe und (ii) Multiplikation der OSC-Periode durch die Korrekturgröße indiziert wird; das erwartete OSC-Modul (258) die erwartete OSC-Periode unter Verwendung einer Kalibrierungstabelle der erwarteten OSC bestimmt, die durch die Katalysatortemperatur und Luftmasse indiziert wird; ein Normierungsmodul (272) das OSC-Verhältnis durch das Teilen der korrigierten OSC-Periode durch die erwartete OSC-Periode bestimmt; und das Verhältnisfilterungsmodul (277) bestimmt das gefilterte OSC-Verhältnis unter Verwendung eines exponentiell gewichteten, gleitenden Mittelwertfilters.