DE102017111977A1 - Systeme und verfahren zur durchführung von prognosen der kraftstoffzufuhr - Google Patents

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Abstract

Motor beinhaltet eine Vielzahl von Verbrennungszylindern, die konfiguriert sind, einen Kraftstoff zu verbrennen, um den Motor anzutreiben, und eine Vielzahl von Einspritzdüsen. Jede der Einspritzdüsen ist angeordnet, um den aus einem Kraftstofftank zugeführten Kraftstoff an einen aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern zu verteilen. Der Motor beinhaltet auch eine Steuerung, die programmiert ist, eine Gemischregelungssignalverstärkung auf Grundlage der Messung des Abgasstroms stromabwärts vom Verbrennungszylinder einzustellen. Die Steuerung ebenfalls programmiert, eine kumulative Fehlzündungszählung für jeden aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern zu überwachen. Die Steuerung ist des Weiteren darauf programmiert, eine Prognosemeldung auszugeben, die einen Integritätsstatus mindestens einer aus der Vielzahl von Einspritzdüsen identifiziert, in Reaktion darauf, dass eine Gemischregelungssignalverstärkung einen Schwellenwert überschreitet und eine kumulative Fehlzündungszählung größer ist als eine Fehlzündungsschwelle.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft die Kraftstoffzufuhr beim Antriebsstrang eines Fahrzeugs.
  • EINFÜHRUNG
  • Die Kraftstoffzufuhr für einen Verbrennungsmotor beeinflusst die Motorleistung und kann durch eine oder mehrere Einspritzdüsen, reguliert werden, die aus einem Tank zugeführten Kraftstoff verteilen. Die Einspritzdüsen ermöglichen gemeinsam mit einer Anzahl anderer Komponenten zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsraum des Motors die präzise Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff. Der Ausfall einer dieser Kraftstoffzufuhr-Komponenten kann die ordnungsgemäße Zylinderverbrennung stören und die Motorleistung beeinträchtigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Motor beinhaltet eine Vielzahl von Verbrennungszylindern, die konfiguriert sind, einen Kraftstoff zu verbrennen, um den Motor anzutreiben, und eine Vielzahl von Einspritzdüsen. Jede der Einspritzdüsen ist angeordnet, um den aus einem Kraftstofftank zugeführten Kraftstoff an einen aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern zu verteilen. Der Motor beinhaltet auch eine Steuerung, die programmiert ist, eine Gemischregelungssignalverstärkung auf Grundlage der Messung des Abgasstroms stromabwärts vom Verbrennungszylinder einzustellen. Die Steuerung ebenfalls programmiert, eine kumulative Fehlzündungszählung für jeden aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern zu überwachen. Die Steuerung ist des Weiteren darauf programmiert, eine Prognosemeldung auszugeben, die einen Integritätsstatus mindestens einer aus der Vielzahl von Einspritzdüsen identifiziert, in Reaktion darauf, dass eine Gemischregelungssignalverstärkung einen Schwellenwert überschreitet und eine kumulative Fehlzündungszählung größer ist als eine Fehlzündungsschwelle.
  • Ein Verfahren für die Durchführung einer Einspritzdüsenprognose beinhaltet das Erfassen des Sauerstoffgehaltes in einem Abgasstrom stromabwärts von mindestens einer Zylinderreihe. Das Verfahren beinhaltet auch das Messen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Verbrennung innerhalb jeder Zylinderreihe auf Grundlage des erfassten Sauerstoffgehalts.
  • Das Verfahren beinhaltet des Weiteren das Zählen von Fehlzündungen eines Zylinders der mindestens einen Zylinderreihe und das Ausgeben einer Prognose-Warnmeldung, die ein Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht im Zusammenhang mit dem mindestens einen Zylinder anzeigt. Die Prognose-Warnmeldung wird in Reaktion darauf ausgegeben, dass die Zahl der Fehlzündungen eine Fehlzündungsschwelle überschreitet und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen Schwellenwert überschreitet.
  • Ein Kraftstoffzufuhrprognosesystem beinhaltet eine Vielzahl von Verbrennungszylindern, die in mindestens einer Zylinderreihe angeordnet sind, und eine Einspritzdüse in fließender Verbindung mit jedem einzelnen Verbrennungszylinder. Die Einspritzdüsen verteilen innerhalb jedes Verbrennungszylinders Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank zugeführt wurde. Das Kraftstoffzufuhrprognosesystem beinhaltet auch mindestens einen Sensor, der in einem Abgasstrompfad jeder Zylinderreihe angeordnet ist. Das Kraftstoffzufuhrprognosesystem beinhaltet des Weiteren eine Steuerung, die programmiert ist, den Sauerstoffgehalt des Abgasstromes auf Grundlage eines Signals von dem mindestens einen Sensor zu überwachen und ein Kraftstoffvolumen einzustellen, das auf Grundlage einer Motordrehmomentanforderung aus dem Kraftstofftank zugeführt wird. Die Steuerung ist ebenfalls programmiert, einen Gemischregelungswert auf Grundlage des Sauerstoffgehalts im Abgasstrom einzustellen und eine Prognose-Warnmeldung betreffend ein Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht im Zusammenhang mit mindestens einer Zylinderreihe auszugeben, in Reaktion auf eine Überschreitung eines Einstellungsschwellenwertes durch den Gemischregelungswert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Systemdiagramm einer Kraftstoffanlage für einen Fahrzeugmotor.
  • 2 zeigt einen Trend der Anpassung der Gemischregelung über den Verlauf eines Fahrzyklus.
  • 3 ist ein Diagramm eines Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtsindikators.
  • 4 ist Diagramm von kumulativen Fehlzündungszählungen für jeden aus einer Vielzahl von Verbrennungszylindern innerhalb einer Zylinderreihe.
  • 5A und 5b bilden zusammen 5 und sind ein Flussdiagramm eines Verfahrens für die Durchführung einer Einspritzdüsenprognose.
  • 6 ist ein Diagramm des Integritätsstatus einer Einspritzdüse.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie der Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Beliebige Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
  • Mit Bezug auf 1 versorgt eine Kraftstoffanlage 10 einen Verbrennungsmotor 14 mit Kraftstoff. Die Kraftstoffanlage 10 kann den Verbrennungsmotor 14 mit Kraftstoff in Form von Benzin und/oder Ethanol in verschiedenen Zusammensetzungen versorgen. In dem Beispiel, handelt es sich bei der Kraftstoffanlage 10 um ein Hochdruck-Direkteinspritzsystem. Der Kraftstoff wird vor der Bereitstellung für den Motor 14 unter Druck gesetzt. Eine Förderpumpe 16 zieht den Kraftstoff aus einem Vorratsbereich des Kraftstofftanks 12, um den Kraftstoff zu einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 zu leiten. Innerhalb der Hochdruckpumpe 18 steigt der Druck an und der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird über eine Kraftstoffverteilerleitung 20 jedem der Zylinder 22 des Motors 14 zugeführt.
  • Jeder Zylinder 22 erhält unter Druck stehenden Kraftstoff aus dem Kraftstoffverteilerrohr 20, und der Kraftstoff wird durch eine Einspritzdüse 28 innerhalb des Zylinders verteilt. Jede Einspritzdüse beinhaltet eine verschließbare Düse zur Regelung des Zeitablaufs von Kraftstoffstrahlsimpulsen. Mehrere Einspritzdüsen 28 stehen in fließender Verbindung mit der Vielzahl der Verbrennungszylinder 22, sodass jeder Zylinder Kraftstoff erhält, der von einer einzelnen Einspritzdüse 28 zugeführt wird. Während 1 schematisch vier Einspritzdüsen 28 zeigt, die der ersten Zylinderreihe 24 entsprechen, sollte klar sein, dass es eine Einspritzdüse 28 für jeden der aus der Vielzahl von Zylindern 22 gibt, ungeachtet der Anzahl von Zylindern.
  • Die Vielzahl von Zylindern 22 ist in getrennten Gruppen oder Zylinderreihen angeordnet. Im Beispiel von 1 beinhaltet eine erste Zylinderreihe 24 vier Zylinder und einer zweite Zylinderreihe 26 beinhaltet vier Zylinder. Die erste Zylinderreihe 24 und die zweiten Zylinderreihe 26 sind fluidgetrennt und jede gibt einen Abgasstrom ab, um Nebenprodukte der Verbrennung auszustoßen. Während im Sinne eines Beispiels acht Zylinder dargestellt werden, können Aspekte der vorliegenden Offenbarung Vorteile für Motoren mit jeder beliebigen Anzahl von Verbrennungszylindern bieten. In alternativen Beispielen können die Zylinder 22 in einer einzelnen Zylinderreihe in einer einzelnen Reihe angeordnet sein.
  • Jedem Zylinder 22 wird durch einen Ansaugkrümmer 30 Luft zugeführt. Der Ansaugkrümmer 30 lenkt zu jedem der Zylinder Luft durch ein Luftventil (nicht dargestellt), das dem jeweiligen Zylinder entspricht. Die Luft wird innerhalb jeden Zylinders 22 mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff gemischt, um ein gewünschtes Verhältnis von Luft zu Kraftstoff (Luft-Kraftstoffverhältnis) zu erzeugen, das eine optimale Kraftstoffverbrennung erleichtert. Ein Einlasssensor 32 befindet sich nahe dem Ansaugkrümmer 30, um ein Signal zu liefern, das den durch den Ansaugkrümmer hindurchgehenden Luftstrom anzeigt. Der Einlasssensor kann Daten bezüglich der Dichte, Temperatur und/oder Volumenstrom der in den Ansaugkrümmer 30 eintretenden Luft liefern.
  • Die Verbrennung in jedem Zylinder 22 treibt einen Kolben an, der wiederum die Kurbelwelle dreht um somit Ausgangsdrehmoment des Motors zu erzeugen. Gemäß Aspekten der Offenbarung, wird von jeder Einspritzdüse 28 unter Druck stehender Kraftstoff direkt in einen entsprechenden Zylinder 22 eingespritzt, um sich dort mit Luft zu mischen, anstatt vor der Kraftstoffeinspritzung vorgemischt zu werden. Durch die Direkteinspritzung von druckbeaufschlagtem Kraftstoff in die Zylinder wird die Möglichkeit verbessert, genaue Mengen Kraftstoff in exakten Zeitintervallen zu den Zylindern zu liefern. Die Hochdruckpumpe 18 kann beispielsweise einen Kraftstoffdruck von bis zu etwa 2.500 psi erzeugen, der an das Kraftstoffverteilerrohr 20 geliefert wird.
  • Nach der Verbrennung wird verbleibendes Nebenprodukt in Form von Abgas abgegeben und durch einen Abgaskrümmer 34 ausgelassen. Das Abgas wird dann durch einen Katalysator 36 geleitet, um Schadstoffe aus dem Abgas zu filtern, ehe es in die Umgebung ausgestoßen wird. Diese Schadstoffe können CO, NOx sowie Kohlenwasserstoffe in Zusammenhang mit unverbranntem und teilweise verbranntem Kraftstoff beinhalten. Der Inhalt des Abgasstromes variiert auf Grundlage der Qualität der Verbrennung in den Brennkammern und kann Zustände einer mageren Verbrennung (höherer Luftanteil als ein ideales stöchiometrisches Verhältnis) oder einer fetten Verbrennung (geringerer Luftanteil als ein stöchiometrisches Verhältnis) anzeigen. Während in 1 ein einziger Abgaskrümmer 34 und Katalysator 36 dargestellt sind, kann es separate Abgaskrümmer und Katalysatoren für jede der Verbrennungszylinderreihen 24, 26, um die Abgasstrom-Nachverbrennung unabhängig zu lenken.
  • Ein erster Sensor 38 befindet sich stromaufwärts des Katalysators 36 zur, um den Sauerstoffanteil im Abgasstrom zu erfassen, der den Motor verlässt. Der erste Sensor 38 stellt direkte Daten bereit, die auf die Qualität der Verbrennung hinweisen. Namentlich stellt der erste Sensor 38 einen Hinweis darüber bereit, ob die Motorverbrennung mager oder fett ist. In einem Beispiel wird ein separater erster Sensor 38 jeder aus der ersten Zylinderreihe 24 und der zweiten Zylinderreihe 26 zugewiesen, um die Leistung jeder der mehreren Zylinderreihen zu überwachen.
  • Ein zweiter Sensor 40 befindet sich stromabwärts vom Katalysator 36, um den Sauerstoffanteil im Abgasstrom nach der katalytischen Umwandlung zu erfassen. Der zweite Sensor 40 stellt Daten bezüglich des Abgasstroms bereit, der den Katalysator 36 verlässt. Diese Daten weisen auf die Leistung des Katalysators hin, indem sie anzeigen, in welchem Grad Schadstoffe innerhalb des Abgasstroms verringert worden sind. Der zweite Sensor 40 kann zur Feinabstimmung des angenommenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verwendet werden, der für den Ort des ersten Sensors 38 vorherbestimmt wurde, in Reaktion auf Änderungen in der Katalysatorleistung, beispielsweise aufgrund von Alterung, Abbau, und/oder Schwankungen von Teil zu Teil.
  • Die verschiedenen hierin erörterten Komponenten der Kraftstoffversorgung können von einer oder mehreren zugeordneten Steuerung(en) reguliert und überwacht werden. Die Steuerung 42, obwohl als einzelne Steuerung dargestellt, kann als eine Steuerung oder als ein System von zusammen wirkenden Steuerungen zur kollektiven Verwaltung der Kraftstoffzufuhr umgesetzt werden. Mehrere Steuermodule können über einen seriellen Bus (z. B. ein CAN (Controller Area Network)) oder über separate Leiter verbunden sein. Des Weiteren kann die Steuerung 42 fahrzeugseitige Datenverarbeitungsabschnitte wie ein Fahrzeugcomputersystem, sowie nicht fahrzeugseitige Datenverarbeitungsabschnitte wie einen externen Server beinhalten. Solche fahrzeugseitigen und nicht fahrzeugseitigen Board Prozessoren können in Fernkommunikation stehen und miteinander zusammenwirken, um die Kraftstoffzufuhr zu steuern und/oder zu überwachen.
  • Die Steuerung 42 ist darauf programmiert, den Betrieb der verschiedenen Komponenten der Kraftstoffzufuhr zu koordinieren. Die Steuerung 42 überwacht einen Kraftstoffbedarf des Motors 14, der erforderlich ist, um Drehmoments abzugeben. In einigen Beispielen variiert der Kraftstoffbedarf auf Grundlage von einer auf Fahrereingabe an ein Gaspedal (nicht dargestellt). In anderen Beispielen kann der Kraftstoffbedarf des Motors durch die Steuerung 42 automatisch bestimmt werden, ohne Gaspedaleingabe durch den Fahrer, wie bei einem selbstfahrenden autonomen Fahrzeug. Die Steuerung 42 überwacht auch die Betriebszustände der Niederdruck-Förderpumpe 16, der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18, des Kraftstoffverteilerrohrs 20, der Einspritzdüsen 28, der Zylinder 22 und/oder des Katalysators 36. Die Niederdruck Förderpumpe 16 kann Sensoren beinhalten, um Informationen bezüglich der zugeführten Kraftstoffmenge zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 an die Steuerung 42 zu melden. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 hat einen oder mehrere Sensor(en), die der Steuerung 42 ein Feedback zum Pumpenbetrieb liefern. Wie oben erörtert stellt der erste Sensor 38 Daten bezüglich des Gehalts der Abgase bereit, die den Abgaskrümmer 34 verlassen. Die vom ersten Sensor 38 bereitgestellten Daten zeigen an, ob die Verbrennung mager oder fett ist. Der zweite Sensor 40 stellt ebenfalls Daten bezüglich des Abgasgehalts bereit, aber stromabwärts vom Katalysator 36, und er zeigt den Leistungsgrad des Katalysators 36 an.
  • Der Motorleistungsbedarf kann anhand einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Beschleunigung bestimmt werden. Auf Grundlage des der Motorleistungsbedarfs steuert die Steuerung 42 die Menge des Kraftstoffs, der dem Motor 14 gemäß einem gewünschten Fahrzeugvortriebszustand zugeführt wird. Die Steuerung 42 ist darauf programmiert, zu versuchen, ein langfristiges stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten, um eine vollständige und effiziente Verbrennung von Kraftstoff während des Vortriebs zu erreichen. Im Beispiel eines Benzinmotors wird das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit etwa 14,7:1 vorherbestimmt. Wenn die Steuerung 42 ein Abweichen vom idealen Ziel erfasst, addiert oder subtrahiert sie Kraftstoff zu der Mischung, um die Abweichung zu kompensieren und das Verhältnis zu korrigieren.
  • Kraftstoff, Luft und/oder zurückgeführtes Abgas, das zum Motor 14 gelenkt wird, kann angepasst, d. h. geregelt werden, um Abweichungen von einem gewünschten Luft-Kraftstoffverhältnis zu korrigieren. Die Regelwerte, die für solche Korrekturen verwendet werden können in einem Speicher der Steuerung 42 gespeichert werden. Eine langfristige Gemischregelung kann durch einen oder mehrere langfristige Multiplikatoren (LTMs) angezeigt werden, die verwendet werden, um Korrekturen für Befehle zur Kraftstoffzufuhr zum Motor 14 in Reaktion auf sich ändernde Motorzustände bereitzustellen. Die Steuerung 42 passt LTMs periodisch gemäß einer langfristigen Zeitdauer an, beispielsweise unter Verwendung einer Zeitdauer, die länger ist als 1 Sekunde, wie etwa zehn Sekunden. LTMs können in einer Nachschlagetabelle in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden. Die LTM-Werte werden beibehalten, sodass die LTMs nach der Motorabschaltung als Ausgangspunkt für Anpassungen in nachfolgenden Fahrzyklen dienen können. Im Allgemeinen wird die Steuerung, wenn eine LTM-Anpassung eine Schwelle überschreitet, wahrscheinlich eine fehlerhafte Komponente kompensieren – das heißt, eine Ursache, die jenseits des normalen Motorverschleißes liegt. Zusätzlich kann ein LTM-Wert kann für jede der Zylinderbänke 24, 26 getrennt aufrechterhalten werden.
  • Die Steuerung 42 gibt Befehle bezüglich des Gehalts des zugeführten Kraftstoffs zumindest auf Grundlage der Daten von mindestens einem aus dem ersten Sensors 38 und dem zweiten Sensor 40 aus. In einem Beispiel können die Sensoren den Sauerstoffgehalt im Abgasstrom der Steuerung 42 als einen Spannungswert melden. Wenn der Sauerstoffgehalt hoch ist, erkennt die Steuerung 42 einen mageren Zustand und gibt in Reaktion darauf einen Befehl aus, die Kraftstoffzufuhr zu steigern. Wenn der Sauerstoffgehalt im Abgasstrom niedrig ist, wird ein fetter Zustand erfasst, und die Steuerung 42 gibt einen Befehl aus, die Kraftstoffzufuhr zu verringern. Es sollte beachtet werden, dass jeder von mehreren Sensortypen, die in der Lage sind, den Sauerstoffgehalt zu erfassen, gemäß der vorliegenden Offenbarung geeignet sein kann.
  • Die LTM-Werte zeigen eine Verlaufsgeschichte darüber an, wie die Steuerung 42 die Gemischregelung über eine längere Dauer angepasst hat. Wie bei kurzfristigen Anpassungen fügt die Steuerung Kraftstoff zu, um einen mageren Zustand auszugleichen, und reduziert eine Kraftstoffzufuhrrate, um einen fetten Zustand zu überwinden. Wenn jeder dieser Zustände über eine längere Zeitdauer besteht und die LTM-Werte einen vorbestimmten Schwellwert überschreiten, kann die Steuerung 42 einen Fehlerzustand erkennen.
  • Eine undichte Einspritzdüse, übermäßiger Kraftstoffdruck, Defekte an Abgas- oder Einlasssensoren oder Abgaslecks stromaufwärts vom Abgassensor können alle die Steuerung veranlassen, die Kraftstoffzufuhr anzupassen, um einen fetten Zustand auszugleichen. Umgekehrt können ein Luftleck, eine verstopfte oder verschmutzte Einspritzdüse bzw. Kraftstofffilter, ein falsch berechneter Luftstrom oder Abgasbeschränkungen wie ein verstopfter Katalysator die Ursache für einen mageren Zustand und eine nachfolgende Kompensation durch die Steuerung sein. Anhaltende abnorme Gemischregelungszustände können schließlich ihren Preis fordern und den Katalysator 36 schädigen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 zeigt Diagramm 200 einen exemplarischen Trend des LTM-Verhaltens über den Verlauf eines Fahrzyklus. Die Horizontalachse 202 stellt die Zeit dar und die Vertikalachse 204 den LTM-Wert, der zur Anpassung der Kraftstoffzufuhr in Reaktion auf Betriebszustände angewandt wird. Der LTM jeder Reihe von Verbrennungszylindern wird unabhängig voneinander von der gegenüberliegenden Zylinderreihe überwacht und angepasst. Kurve 206 stellt den LTM der Gemischregelung für eine erste Zylinderreihe dar, und Kurve 208 stellt den LTM der Gemischregelung für eine zweite Zylinderreihe dar. Die Werte sind relativ zueinander einzigartig, aufgrund unterschiedlicher Verbrennungszustände zwischen den unterschiedlichen Zylinderbänken.
  • Die Steuerung ist darauf programmiert, sowohl die Differenz zwischen LTM-Werten der einzelnen Zylinderreihen als auch einen Betrag der LTM-Abweichung von einem normierten Wert, der anfangs während der Kalibrierung bestimmt worden sein kann, zu berücksichtigen. Im Beispiel von 2 beträgt der normierte mittlere LTM-Wert für den Betrieb beider Zylinder rund 0,95. Die Steuerung speichert einen oder mehrere Schwellenwerte, die im Abstand um den normierten Wert angeordnet sind, um Trends des Gemischregelungs-LTM zu überwachen. Während Fahrtdaten gewonnen werden, können sich sowohl der normierte mittlere LTM als auch die entsprechenden Schwellen auf Grundlage von Betriebsbedingungen fortentwickeln. Eine obere LTM-Schwelle kann beispielsweise einen Wert um 1,00 aufweisen, wie durch Linie 210 angezeigt. Desgleichen kann eine untere LTM-Schwelle einen Wert um 0,90 aufweisen, wie durch Linie 212 angezeigt. Wie durch Kurve 206 dargestellt arbeitet die erste Zylinderreihe weitgehend in einen Bereich zwischen dem oberen LTM-Grenzwert und der unteren LTM-Schwelle, mit einer Ausnahme, die um die Zeit des Bereichs 214 auftritt.
  • Im Vergleich dazu weist der LTM-Trend, der der zweiten Zylinderreihe entspricht, wie durch Kurve 208 dargestellt, für eine wesentlich längere Dauer einen Betrieb bei LTM-Werten auf, die größer sind als die obere LTM-Schwellenlinie 210 sind. Namentlich überschreitet der auf die erste Zylinderreihe angewandte LTM-Wert die Schwelle für im Wesentlichen alle Datensätze, die im Diagramm 200 präsentiert werden. Höhere als die normierten LTM-Werte weisen auf einen mageren Zustand in der Zylinderreihe hin. Das heißt, der Gemischregelungsmultiplikator erhöht die Menge des zugeführten Kraftstoffs der Zylinderreihe, um den mageren Zustand in einen Versuch zu kompensieren, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung näher an einem stöchiometrischen Zustand zu halten. In mindestens einem Beispiel ist die Steuerung programmiert, zu reagieren und nachfolgende Fahrzeugaktionen auszulösen, wenn der LTM-Wert länger als eine vorgegebene Zeitdauer über einer Schwelle liegt.
  • Die Steuerung kann zusätzlich die Gemischregelungswerte, die für die erste Zylinderreihe angewendet werden, mit den Gemischregelungswerten vergleichen, die für die zweite Zylinderreihe angewendet werden. In einem Beispiel kann die Steuerung, wenn der LTM-Wert einer Zylinderreihe vom LTM-Wert der anderen Zylinderreihe um mehr als eine Abweichungsschwelle abweicht, den am weitesten vom normierten Gemischregelungswert entfernten LTM-Wert als Anzeichen für einen verschlechterten Verbrennungszustand markieren. Eine solche Verschlechterung kann des Weiteren eine Prognosereaktion auslösen, sodass die Steuerung einen Warnhinweis vor einem schwerwiegenden Ausfall der Kraftstoffzufuhr oder anderer Motorkomponenten ausgibt.
  • Unter Bezugnahme auf 3 stellt Diagramm 300 einen berechneten Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert für jede von einer ersten Zylinderreihe und einer zweiten Zylinderreihe dar. Die Horizontalachse 302 stellt die Zeit und die Vertikalachse 304 stellt den Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert dar. Der Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert repräsentiert den Verbrennungszustand für eine gegebene Zylinderreihe des Motors und kann auf einen unausgeglichenen Verbrennungszustand hinweisen, der vom stöchiometrischen Zustand abweicht. Der Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert einer nominalen ersten Zylinderreihe wird durch Kurve 306 dargestellt, wo das Gleichgewicht über den Fahrzyklus relativ konstant bleibt. Im Vergleich dazu weist der Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert, der einer zweiten Zylinderreihe entspricht, wie durch Kurve 308 dargestellt, auf ein Ungleichgewicht wie jenes hin, das während eines mageren Verbrennungszustands auftritt. Die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtwertes aufgrund eines Verbrennungsungleichgewichts kann auf eine verminderte Leistung mindestens einer Einspritzdüse innerhalb der zweiten Zylinderreihe hinweisen. Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein übermäßiges Ungleichgewicht auf Grundlage einer ersten Schwelle 310 bestimmt werden, die ein relativer Wert ist, der aus dem Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert 308 der zweiten Zylinderreihe bestimmt werden kann. Das heißt, die Steuerung kann programmiert sein, eine Beurteilung zwischen Zylinderreihen von Zylinderreihe zu Zylinderreihe vorzunehmen, zur das Vorhandensein eines unausgeglichenen Zylinderverbrennungszustandes zu erfassen. Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein übermäßiges Ungleichgewicht auf Grundlage einer zweiten Schwelle 312 bestimmt werden, die ein absoluter Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert ist. Die Steuerung kann programmiert werden, das Vorhandensein eines unausgeglichenen Verbrennungszustandes gestützt darauf zu erfassen, dass ein Luft-Kraftstoff-Gleichgewichtswert mindestens eine aus der ersten Schwelle 310 und der zweiten Schwelle 312 überschreitet. Sobald die Steuerung einen unausgeglichenen eine Luft-Kraftstoff-Verbrennungszustand in einer gegebenen Zylinderreihe erfasst, versucht die Steuerung, eine oder mehrere detaillierte Bewertungen vorzunehmen, indem sie bestimmt, ob Fehlzündungszustände bestehen, und identifiziert, welche(r) Zylinder möglicherweise fehlzündet/n.
  • Unter Bezugnahme auf 4 stellt Diagramm 400 eine Fehlzündungszählung für jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe des Motors dar. Die Horizontalachse 402 stellt die Zeit dar und die Vertikalachse 404 eine kumulative Fehlzündungszählung in Zusammenhang mit einem einzelnen Zylinder. Die Zylinder werden einzeln überwacht, und eine Fehlzündungszählung wird für den Fahrzyklus aufrechterhalten. Im Beispiel von 4 weist nur ein Zylinder der vier Zylinder der Zylinderreihe eine verminderte Leistung auf, die zu Fehlzündungen führt. Die Kurve 406 stellt die Fehlzündungszählung für die drei normal funktionierenden Einspritzdüsen dar und verharrt im Fahrzyklus bei null. Während sich die Zählung für jeden der drei normal funktionierenden Zylinder im Beispiel vollständig deckt und bei null verharrt, sollte klar sein, dass eine Fehlzündungszählung für jeden Zylinder zwischen Zylindern in unterschiedlichem Maß ansteigen kann.
  • Die Kurve 408 stellt die kumulative Fehlzündungszählung für den einzelnen Zylinder mit verschlechterter Leistung dar. Die Fehlzündungen können durch Fehlfunktionen der Einspritzdüse im Zusammenhang mit dem fehlzündenden Zylinder hervorgerufen werden. Sobald die Fehlzündungszählung einen Zählschwelle für einen bestimmten Zylinder überschreitet, kann die Steuerung eine Prognosewarnmeldung ausgeben, die auf ein Problem mit dem Kraftstofffluss im Zusammenhang mit der Einspritzdüse stehen, die dem betreffenden Zylinder zugeordnet ist. Im Beispiel der 2 bis 4 kann ein magerer Verbrennungszustand auf eine Einspritzdüse mit geringem Durchfluss, wie eine verstopfte oder verschmutzte Einspritzdüse hinweisen. In anderen Beispielen kann eine Einspritzdüse einen hohen Durchflusszustand aufweisen, der einen fetten Verbrennungszustand verursacht. In diesem Fall kann die Grundursache beispielsweise die Wurzel eine undichte Einspritzdüse sein.
  • Mit Bezug auf 5 wird Verfahren 500 zur Durchführung einer Prognose der Integrität von Einspritzdüsen vorgestellt. In Schritt 502 sammelt eine Kraftstoffanlagensteuerung langfristige Gemischregelungsinformationen bis zu und einschließlich der vorliegenden Fahrt. In Schritt 504 wird die Gemischregelungsinformation normiert. Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Gemischregelungsinformation gegen vorbestimmte Ausfallschwellen normiert werden. In einem Beispiel wird die angewandte Gemischregelung durch den vorbestimmten Ausfallschwellenwert geteilt, um eine prozentuale Nähe zu einem bekannten Ausfallzustand zu liefern. Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Gemischregelungsinformation gegen historische Betriebsbedingungen des Fahrzeugs normiert werden. Aktualisierungen in den oberen und/oder unteren Gemischregelungsausfallschwellen werden relativ zu den normierten Gemischregelungssollwerten durchgeführt.
  • In Schritt 506 beinhaltet das Verfahren die Erstellung einer Beurteilung der vorliegenden Gemischregelungswerte im Vergleich zu den normierten Werten. Das Verfahren beinhaltet auch das Vergleichen der vorliegenden Gemischregelungswerte zwischen den Zylinderreihen. Falls die Gemischregelungswerte Werte in Schritt 506 nominalen sind, kann die Steuerung zu Schritt 502 zurückkehren und den Gemischregelungszustand weiter überwachen.
  • Wenn die Steuerung in Schritt 506 Gemischregelungswerte erfasst, die nicht mehr nominal sind, werden verschiedene Betriebsbedingungen bewertet, um die Ursache für die Abweichung zu bestimmen. In Schritt 508 erfasst die Steuerung, ob der von dem Kraftstoffverteilerrohr empfangene Kraftstoffdruck gering ist. Ist der Kraftstoffdruck aus dem Brennstoffverteilerrohr gering, dann kann der Zustand auf einen Ausfallmodus stromaufwärts im Kraftstoffzufuhr-Strömungspfad abgesehen von den Einspritzdüsen hinweisen, der eine Abweichung in der Gemischregelung verursacht. Das heißt, stromaufwärts auftretende Kraftstoffflussfehler können die Gewissheit bei der Bestimmung eines bestimmten Einspritzdüsenfehlers schmälern. Ist der aus dem Kraftstoffverteilerrohr gelieferte Kraftstoffdruck gering, kann die Steuerung zu Schritt 502 zurückkehren und den Gemischregelungszustand weiter überwachen.
  • Wenn der Kraftstoffdruck in Schritt 508 innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, kann die Steuerung in Schritt 512 erfassen, ob die Eigenschaften der für die Verbrennung zugeführten Luft innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegen. Daten, die Luftstrommasse und -druck anzeigen, können gesammelt werden, um den Zustand der einströmenden Luft zu beurteilen. Eine volumetrische Wirkungsgradkorrektur kann auf Grundlage wechselnder Bedingungen der einströmenden Luft angewandt werden. In einem Beispiel liefert die volumetrische Wirkungsgradkorrektur eine Beurteilung des Luftmesssystems allgemein und zeigt notwendige Anpassungen für Einlassluftbedingungen wie Dichte, Temperatur, usw. an.
  • Ein möglicherweise bestehender Fehler im Zusammenhang mit dem volumetrischen Wirkungsgradkorrekturwert kann ein Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht unabhängig von einem möglichen Problem mit den Einspritzdüsen hervorrufen. Das heißt, stromaufwärts auftretende Luftstromfehler können die Gewissheit bei der Bestimmung eines bestimmten Einspritzdüsenfehlers schmälern. Falls in Schritt 512 ein Einlassluftstromfehler erfasst wurde, kann die Steuerung zu Schritt 502 zurückkehren und den Gemischregelungszustand weiter überwachen.
  • Ist die volumetrische Wirkungsgradkorrektur in Schritt 512 nominal, sammelt die Steuerung in Schritt 516 Daten bezüglich Steuersystemverstärkungen, die aufgrund von Bedingungen angewandt werden, die der Sensor stromabwärts vom Katalysator erfasst hat. Solche Verstärkungen können als Post-O2-Verstärkungen bezeichnet werden. Schritt 516 kann das Erfassen des Sauerstoffgehalts in einem Abgasstrom sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts vom Katalysator beinhalten. Je nach Richtung können die angewandten Verstärkungen für einen mageren Zustand oder einen fetten Zustand kennzeichnend sein. In Schritt 518 berücksichtigt die Steuerung die Richtung der angewandten Verstärkungen. Wenn sich die Verstärkungen in Schritt 518 nach oben verschieben, analysiert die Steuerung in Schritt 520 Signale, die maßgeblich anzeigen, ob eine Einspritzdüse in einem fetten Verbrennungszustand ist oder nicht.
  • Während der Sauerstoffsensor im Sinne eines Beispiels stromabwärts vom Katalysator beschrieben wird, ist vorgesehen, dass Schritt 516 das Erfassen des Sauerstoffgehalts im Abgas an anderen Stellen entlang des Abgasstrompfades beinhalten kann, einschließlich stromaufwärts vom Katalysator.
  • In Schritt 522 sammelt die Steuerung Daten bezüglich des Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichts. Wenn das Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht in Schritt 524 wie oben erörtert eine oder mehrere Schwellen überschreitet, erwägt die Steuerung, ob in einem gegebenen Zylinder aufgrund des Ungleichgewichts Fehlzündungen aufgetreten sind. Wenn in Schritt 526 eine Fehlzündung erfasst wurde, identifiziert die Steuerung in Schritt 534 welche Einspritzdüse betroffen ist und bestimmt, dass die betreffende Einspritzdüse einen hohen Kraftstoffflusszustand hervorruft. Wenn sich die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 536 verschoben haben, um eine vorgegebene Gemischregelungsschwelle zu überschreiten, gibt die Steuerung in Schritt 538 eine einspritzdüsenspezifische Prognosewarnmeldung aus, die eine verschlechterte Einspritzdüsenleistung (mit hohem Kraftstofffluss) anzeigt. Wenn jedoch die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 536 innerhalb der Gemischregelungsanpassungs-Schwellwerte bleiben, kann die Steuerung zum Beginn des Prognoseverfahrens in Schritt 502 zurückkehren und fortfahren, die der Kraftstoffzufuhrbedingungen zu überwachen. Auf diese Weise kann ein gewisses Maß an erhöhtem Kraftstofffluss aus einer gegebenen Einspritzdüse kann als innerhalb eines akzeptablen Leistungsbereichs liegend toleriert werden.
  • Wenn in Schritt 526 keine Fehlzündung erfasst wird, ist die Steuerung in Schritt 528 nicht in der Lage, eine bestimmte Einspritzdüse innerhalb einer Zylinderreihe zu identifizieren, die den fetten Verbrennungszustand hervorruft. In diesem Fall kann ein verschlechterter Zustand weiter vorliegen, und es kann eine Warnmeldung ausgegeben werden, die eine Zylinderreihe als Ganzes betrifft. Wenn in Schritt 530 einer oder mehrere Gemischregelungsverstärkungswerte außerhalb der vorbestimmten Gemischregelungsschwelle liegen, kann die Steuerung in Schritt 532 eine allgemeine Prognosemeldung ausgeben, die eine fette Verbrennung in einer gegebenen Zylinderreihe anzeigt. Wenn jedoch die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 530 innerhalb der Gemischregelungsanpassungs-Schwellwerte liegen, kann die Steuerung zum Beginn des Prognoseverfahrens in Schritt 502 zurückkehren und fortfahren, die der Kraftstoffzufuhrbedingungen zu überwachen.
  • Wenn sich die Verstärkungen in Schritt 518 nach unten verschieben, analysiert die Steuerung in Schritt 540 Signale, die maßgeblich anzeigen, ob eine Einspritzdüse in einem mageren Verbrennungszustand ist oder nicht.
  • In Schritt 542 sammelt die Steuerung Daten bezüglich des Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichts. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Schritt 544 eine oder mehrere Schwellen überschreitet und so ein exzessives Ungleichgewicht anzeigt, erwägt die Steuerung, ob in einem gegebenen Zylinder aufgrund des Ungleichgewichts Fehlzündungen aufgetreten sind. Wenn in Schritt 546 eine Fehlzündung erfasst wurde, identifiziert die Steuerung in Schritt 554 welche Einspritzdüse darin involviert ist und bestimmt, dass die betreffende Einspritzdüse einen niedrigen Kraftstoffflusszustand hervorruft. Wenn sich die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 556 verschoben haben, um eine vorgegebene Gemischregelungs-Anpassungsschwelle zu überschreiten, gibt die Steuerung in Schritt 558 eine einspritzdüsenspezifische Prognosewarnmeldung aus, die eine verschlechterte Einspritzdüsenleistung (mit niedrigen Kraftstofffluss) anzeigt. Wenn jedoch die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 556 innerhalb der Gemischregelungs-Schwellwerte bleiben, kann die Steuerung zum Beginn des Prognoseverfahrens in Schritt 502 zurückkehren und fortfahren, die der Kraftstoffzufuhrbedingungen zu überwachen. Auf diese Weise wird ein gewisses Maß an verringertem Kraftstofffluss aus einer gegebenen Einspritzdüse als innerhalb eines akzeptablen Leistungsbereichs liegend toleriert.
  • Wenn in Schritt 546 keine Fehlzündung erfasst wird, ist die Steuerung in Schritt 548 nicht in der Lage, eine bestimmte Einspritzdüse innerhalb einer Zylinderreihe zu identifizieren, die den mageren Verbrennungszustand hervorruft. In diesem Fall kann ein verschlechterter Zustand weiter vorliegen, und eine Warnmeldung kann ausgegeben werden, die eine Zylinderreihe als Ganzes betrifft. Wenn in Schritt 550 einer oder mehrere Gemischregelungsverstärkungswerte außerhalb der vorbestimmten Gemischregelungs-Anpassungsschwelle liegen, kann die Steuerung in Schritt 552 eine allgemeine Prognosemeldung ausgeben, die eine magere Verbrennung in einer gegebenen Zylinderreihe anzeigt. Wenn jedoch die Gemischregelungsverstärkungen in Schritt 550 innerhalb der Gemischregelungs-Schwellwerte liegen, kann die Steuerung zum Beginn des Prognoseverfahrens in Schritt 502 zurückkehren und fortfahren, die der Kraftstoffzufuhrbedingungen zu überwachen.
  • Unter Bezugnahme auf 6 bildet Diagramm 600 eine Einspritzdüsen-Integritätszustandsmetrik ab, die auf Grundlage eines oder mehrerer der oben erörterten Attribute des Verbrennungssystems abgeleitet wurden. Namentlich kann die durch Kurve 602 repräsentierte Einspritzdüsen-Integritätszustandsmetrik beispielsweise auf mindestens einem aus den LTM-Werten, den Post-O2-Verstärkungswerten und der Zylinderfehlzündungszählung basieren. In einem Beispiel kann die Steuerung einen Algorithmus speichern, um den Einspritzdüsen-Integritätszustand auf Grundlage einer Kombination aus mehreren Kraftstoffanlagen-Betriebsparametern zu berechnen. Obwohl in Diagramm 600 nur eine einzelne Kurve 602 abgebildet ist, ist vorgesehen, dass ein Integritätszustandwert für jede Anzahl von einzelnen Einspritzdüsen berechnet werden kann. Die Horizontalachse 604 repräsentiert die Zeit und die Vertikalachse 606 den Einspritzdüsen-Integritätszustand als Prozentsatz der Lebensdauer. Zum Zeitpunkt T0 liegt der Integritätszustand bei etwa 100 Prozent und kann anfangen, sich über die Lebensdauer der Einspritzdüse zu verschlechtern. Während die Einspritzdüse im Integritätszustandsbereich 608 arbeitet, kann die Einspritzdüse als vollauf integer angesehen werden, und die Steuerung kann keine reaktive Maßnahme ergreifen. Sobald der abgeleitete Integritätszustandswert der Einspritzdüse auf weniger als eine erste Warnschwelle abnimmt, kann die Steuerung eine erste Prognosemeldung ausgeben, um einen Hinweis auf den verschlechterten Integritätszustand der Einspritzdüse zu liefern. In einem Beispiel wie es in 6 dargestellt ist, liegt die erste Warnschwelle bei etwa 75 Prozent Lebensdauer. Die erste Prognosemeldung kann weiterhin bereitgestellt werden, während die Einspritzdüse weiter im Integritätszustandsbereich 610 arbeitet. In mindestens einem Beispiel wird die Prognosemeldung an einen nicht fahrzeugseitigen Diagnoseserver außerhalb des Fahrzeugs übertragen.
  • Falls sich die Einspritzdüsenleistung weiter verschlechtert, kann das Auftreten bestimmter Verbrennungsfehler wie sie oben erörtert wurden an Häufigkeit oder Schwere zuzunehmen beginnen. Falls der Einspritzdüsen-Integritätszustandswert unter eine zweite Warnschwelle abfällt, kann die Steuerung eine Warnmeldung ausgeben, die einen bevorstehenden Ausfall der Einspritzdüse anzeigt. Unter weiterer Bezugnahme auf das Beispiel in 6 gibt die Steuerung eine Meldung über einen bevorstehenden Ausfall in Reaktion darauf aus, dass der an Einspritzdüsen-Integritätszustandswert 602 unter eine zweite Warnschwelle von etwa 50 Prozent Lebensdauer gefallen ist. Die Meldung über den bevorstehenden Ausfall kann andauern, während die Einspritzdüse im Integritätszustandsbereich 612 arbeitet. Die Meldung über den bevorstehenden Ausfall kann eine erhöhte Dringlichkeit relativ zur ersten Prognosemeldung beinhalten. Zusätzlich kann die Meldung über den bevorstehenden Ausfall eine unterschiedliche Empfängergruppe gegenüber der ersten Prognosemeldung haben.
  • Ungefähr bei Bereich 614 kann die Steuerung bestimmen, dass eine Einspritzdüse ausgefallen ist, wenn der Einspritzdüsen-Integritätszustandswert unter eine dritte Warnschwelle abgefallen ist. Im Beispiel von 6 kann eine Fehlerfeststellung in Reaktion darauf erfolgen, dass der Einspritzdüsen-Integritätszustandswert 602 unter eine dritte Warnschwelle von etwa 25 Prozent Lebensdauer gefallen ist. Während die dritte Warnschwelle größer als null sein und einige Lebensdauer anzeigen kann, wie durch den Integritätszustandsbereich 616 dargestellt, kann sich die Leistung derart verschlechtert haben, dass eine Meldung betreffend die dringende Notwendigkeit für einen Fahrzeugservice bereitgestellt werden kann, um eine Abschaltung des Antriebsstrangs aufgrund eines Einspritzdüsenfehlers zu vermeiden.
  • Ein abgestuftes Prognosemeldungssystem kann unterschiedliche Informationen über den Einspritzdüsen-Integritätszustand in unterschiedlichen Abschnitten der Lebensdauer der Einspritzdüse liefern. Auch kann das Prognosesystem einen Fahrzeugbesitzer mit Informationen versorgen, damit er proaktiv einen Fahrzeugservice vornimmt, ehe das Fahrzeug tatsächlich ausfällt.
  • Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, der jede vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten verkörpert werden. Derartige exemplarische Vorrichtungen können On-Board als Teil eines Fahrzeugrechnersystems sein oder sich Off-Board befinden und eine Fernkommunikation mit Vorrichtungen an einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
  • Während exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen herbeigeführt werden. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit, usw. Als solches liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert im Vergleich zu anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Merkmale beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (10)

  1. Motor, Folgendes umfassend: eine Vielzahl von Verbrennungszylindern, die dazu konfiguriert sind, einen Kraftstoff zu verbrennen, um den Motor anzutreiben; eine Vielzahl von Einspritzdüsen, von deren jede angeordnet ist, einem aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zuzuführen; und eine Steuerung, darauf programmiert: eine Gemischregelungssignalverstärkung auf Grundlage der Messung des Abgasstroms stromabwärts vom Verbrennungszylinder einzustellen, eine kumulative Fehlzündungszählung für jeden aus der Vielzahl von Verbrennungszylindern zu überwachen, und eine Prognosemeldung auszugeben, die einen Integritätsstatus mindestens einer aus der Vielzahl von Einspritzdüsen identifiziert, in Reaktion darauf, dass eine Gemischregelungssignalverstärkung einen Schwellenwert überschreitet und eine kumulative Fehlzündungszählung größer ist als eine Fehlzündungsschwelle.
  2. Motor nach Anspruch 1, worin die Prognosemeldung indikativ ist für einen Fehlerzustand in einer bestimmten der Vielzahl von Einspritzdüsen, auf Grundlage der kumulativen Fehlzündungszählung eines Verbrennungszylinders, der der bestimmten aus der Vielzahl von Einspritzdüsen entspricht.
  3. Motor nach Anspruch 1, worin die Prognosemeldung einen Fehlerzustand einer Reihe von Einspritzdüsen anzeigt, wenn keine Fehlzündung für eine bestimmte aus der Vielzahl von Einspritzdüsen ermittelt wurde.
  4. Motor nach Anspruch 1, des Weiteren einen Katalysator stromabwärts von der Vielzahl der Verbrennungszylinder zur Reduzierung von Schadstoffen in einem Abgasstrom umfassend, worin der Sauerstoffgehalt im Abgas stromaufwärts und stromabwärts vom Katalysator ermittelt wird und die Steuerung außerdem programmiert ist, eine Verstärkung auf ein Kraftstoffzufuhrsignal auf Grundlage der Differenz zwischen dem Sauerstoffgehalt stromaufwärts vom Katalysator und dem Sauerstoffgehalt stromabwärts vom Katalysator anzuwenden.
  5. Motor nach Anspruch 1, worin die Vielzahl der Einspritzdüsen in mehreren Reihen angeordnet ist und die Prognosemeldung mindestens eine der mehreren Zylinderreihen identifiziert, wenn die Fehlzündungszählung geringer ist als die Fehlzündungsschwelle.
  6. Motor nach Anspruch 1, worin der Abgasstrom stromabwärts von den Verbrennungszylindern ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb mindestens eines aus der Vielzahl der Verbrennungszylinder anzeigt und die Gemischregelungs-Signalverstärkung auf Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angepasst wird.
  7. Motor nach Anspruch 1, worin die Prognosemeldung in Reaktion darauf ausgegeben wird, dass der Gemischregelungswert die Anpassungsschwelle für mehr als eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet.
  8. Motor nach Anspruch 1, worin die Steuerung außerdem programmiert ist, einen Gemischregelungswert einer ersten Zylinderreihe mit einem Gemischregelungswert einer zweiten Zylinderreihe zu vergleichen und eine Warnmeldung in Zusammenhang mit einer aus der ersten Zylinderreihe und der zweiten Zylinderreihe in Reaktion darauf auszugeben, dass eine Abweichung zwischen den Gemischregelungswerten eine Abweichungsschwelle übersteigt.
  9. Motor nach Anspruch 8, worin die Warnungsmeldung mit einem aus der ersten Zylinderreihe und der zweiten Zylinderreihe in Beziehung steht, die am weitesten von einem normierten Gemischregelungswert abgewichen ist.
  10. Motor nach Anspruch 1, worin die Steuerung außerdem programmiert ist, einen Gemischregelungswert einer ersten Zylinderreihe mit einem normierten Gemischregelungswert zu vergleichen, der bei einer Kalibrierung bestimmt wurde, und eine Warnmeldung in Zusammenhang mit der Zylinderreihe in Reaktion darauf auszugeben, dass eine Abweichung vom normierten Gemischregelungswert eine Abweichungsschwelle übersteigt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019242876A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-26 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur verschleisserkennung und prädiktiven verschleissprognose von elektromechanischen aktuatoren zur betriebszeit einer maschine mit verbrennungsmotor

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015214780A1 (de) * 2015-08-03 2017-02-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems
US10378501B2 (en) 2017-12-07 2019-08-13 GM Global Technology Operations LLC Systems and method for performing prognosis of fuel delivery systems using solenoid current feedback
US10808639B2 (en) * 2018-07-02 2020-10-20 Fca Us Llc Techniques for measuring fuel injector flow irregularity without removal from vehicle
US11133771B2 (en) 2019-12-04 2021-09-28 GM Global Technology Operations LLC Integrated fault isolation and prognosis system for electric drive system
US11451175B2 (en) 2019-12-06 2022-09-20 GM Global Technology Operations LLC Early fault detection and mitigation for electric motors
US11489471B2 (en) 2019-12-16 2022-11-01 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for detecting stator winding faults and degradation
US11860239B2 (en) 2022-03-29 2024-01-02 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for detecting and isolating faults within a power inverter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7159623B1 (en) * 2005-09-22 2007-01-09 General Motors Corporation Apparatus and methods for estimating vehicle fuel composition
US7735476B2 (en) * 2007-09-14 2010-06-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Virtual fuel sensor for dual fuel tank applications
US8055460B2 (en) * 2009-02-20 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring solenoid health
US8433672B2 (en) * 2010-02-17 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for vehicle component health prognosis by integrating aging model, usage information and health signatures
CN103080518B (zh) * 2010-09-03 2015-11-25 本田技研工业株式会社 内燃机诊断装置和内燃机诊断方法
JP5942965B2 (ja) * 2013-11-22 2016-06-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法
DE102014218430A1 (de) * 2014-09-15 2016-03-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung von defekten Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors
US9599060B2 (en) * 2015-07-21 2017-03-21 Ford Global Technologies, Llc Method for operating a fuel injection system
JP6252566B2 (ja) * 2015-09-02 2017-12-27 トヨタ自動車株式会社 エンジン装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019242876A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-26 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur verschleisserkennung und prädiktiven verschleissprognose von elektromechanischen aktuatoren zur betriebszeit einer maschine mit verbrennungsmotor

Also Published As

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CN107448313A (zh) 2017-12-08
US10167803B2 (en) 2019-01-01
US20170350340A1 (en) 2017-12-07

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