DE102018127337A1

DE102018127337A1 - Abgassensorsteuerungsanpassung bei asymmetrischer sensordegradierung

Info

Publication number: DE102018127337A1
Application number: DE102018127337.1A
Authority: DE
Inventors: Hassene Jammoussi; Imad Hassan Makki; Gladys G. Galicia; Kenneth John Behr; Zena Yanqing Yee
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-05-09
Also published as: US20190136780A1; CN109751106A; US10337436B2

Abstract

Es sind Verfahren und Systeme zum Umwandeln einer asymmetrischen Sensorreaktion eines Abgassensors in eine symmetrische Reaktion bereitgestellt. In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung als Reaktion auf ein modifiziertes Abgasrückkopplungssignal von einem Abgassensor, wobei das modifizierte Abgasrückkopplungssignal durch Umwandeln einer asymmetrischen Reaktion des Abgassensors in eine symmetrische Reaktion modifiziert wird. Ferner kann das Verfahren Anpassen von Parametern einer antizipatorischen Steuerung des Abgassensors auf Grundlage der modifizierten symmetrischen Reaktion beinhalten.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors auf Grundlage von modifizierten Reaktionen eines Abgassensors mit asymmetrischer Sensordegradierung.
STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Ein Abgassensor kann zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des aus einem Verbrennungsmotor abgeführten Gases in einem Abgassystem eines Fahrzeugs positioniert sein. Beispielsweise können die Abgassensormesswerte eine Rückmeldung an einer Steuerung zum Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors durch Modifizieren der Menge an Kraftstoffeinspritzung von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors geben.
Eine Degradierung des Abgassensors kann eine Motorsteuerungsdegradierung hervorrufen, was zu erhöhten Emissionen und/oder einer verringerten Fahrbarkeit des Fahrzeugs führen kann. Insbesondere kann ein Abgassensor zahlreiche diskrete Arten von Degradierung aufweisen. Die Sensordegradierungsarten können in Filterdegradierung und Verzögerungsdegradierung unterteilt werden. Ferner können die Sensordegradierungsarten entweder symmetrisch oder asymmetrisch sein. Beispielsweise kann ein Sensor mit einer asymmetrischen Sensordegradierung andere Reaktionsdynamiken (wie etwa Reaktionszeit oder Reaktionsrate) aufweisen, wenn sich die Sensorreaktion erhöht, als wenn sich die Sensorausgabe verringert.
Vorangehende Ansätze zum Angehen der Sensordegradierung beinhalten Ausstatten des Abgassensors mit einer antizipatorischen Steuerung zum Korrigieren oder Ausgleichen der Degradierung. Beispielsweise können Parameter der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Art der Sensordegradierung eingestellt werden. Ferner können Verstärkungen des Rückkopplungssteuerungsablaufs der Steuerung, wie etwa eines Proportional-/Integralsteuerablaufs, erheblich verringert werden, um eine Systeminstabilität zu verringern, um die Stabilität des antizipatorischen Steuersystems aufrechtzuerhalten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Beispielsweise gleicht das Einstellen von Parametern der antizipatorischen Steuerung unter Umständen die asymmetrische Dynamik der Sensorreaktion während eines fett-mager- und mager-fett-Übergangs nicht aus. Dies kann zu einem asymmetrischen Motorbetrieb führen, wenn ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen (z. B. die fett-mager-Richtung und die mager-fett-Richtung) übergeht. Folglich kann mehr oder weniger Kraftstoff in Richtung der Degradierung zugeführt werden und die CO- oder NOx-Emission kann ansteigen.
Als ein Beispiel können die vorangehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren gelöst werden, das Folgendes umfasst: Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorreaktion; und Einstellen der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Auf diese Weise kann die antizipatorische Steuerung die Sensordegradierung sowohl, wenn das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in die fett-mager-Richtung, auch als, wenn es in die mager-fett-Richtung übergeht, ähnlich ausgleichen und kann der asymmetrische Motorbetrieb verringert werden.
Als ein Beispiel kann ein Verfahren Betreiben eines Motors mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Bestimmen der Art und Stärke der Sensordegradierung durch Vergleichen des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfassen. Es kann bestimmt werden, dass der Abgassensor eine asymmetrische Sensordegradierung aufweist, wenn eine Reaktionsrate und/oder eine Reaktionszeit der Sensorreaktion als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen (z. B. die fett-mager- oder mager-fett-Richtung) übergeht, verschieden sind/ist. Der Abgassensor kann eine symmetrische Sensordegradierung aufweisen, wenn die Reaktionsrate und Reaktionszeit als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht, gleich sind, während sich die Reaktionsrate oder die Reaktionszeit von einem erwarteten Wert unterscheidet. Als Reaktion auf die asymmetrische Sensordegradierung kann eine modifizierte Sensorreaktion durch Einführen einer niedrigeren Reaktionsrate und höheren Reaktionszeit (z. B. durch Modifizieren der Sensormesswerte in symmetrische) verglichen mit einem fehlerfreien Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses generiert werden. Somit kann die modifizierte Sensorreaktion dieselbe Reaktionsrate und/oder Reaktionszeit aufweisen, wenn das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jede von der erhöhenden und abnehmenden Richtung übergeht. Somit ist die modifizierte Sensorreaktion verglichen mit dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis symmetrischer. Die modifizierte Sensorreaktion kann dann einer antizipatorischen Steuerung mit Parametern, die auf Grundlage der Sensordegradierung angepasst wurden, zugeführt werden. Auf diese Weise kann die antizipatorische Steuerung symmetrischer und wirksamer betrieben werden, um die Sensordegradierung sowohl während eines fett-magerals auch eines mager-fett-Übergangs auszugleichen. Ferner kann der Kalibrierungsaufwand der Steuerung verringert werden und können die NOx- und CO-Emissionen des Motors verringert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu vorgesehen, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Motorsystems eines Fahrzeugs, das einen Abgassensor beinhaltet.
2 zeigt einen Graphen, der eine symmetrische Sensorfilterdegradierung eines Abgassensors angibt.
3 zeigt einen Graphen, der eine asymmetrische fett-mager-Sensorfilterdegradierung eines Abgassensors angibt.
4 zeigt einen Graphen, der eine asymmetrische mager-fett-Sensorfilterdegradierung eines Abgassensors angibt.
5 zeigt einen Graphen, der eine symmetrische Sensorverzögerungsdegradierung eines Abgassensors angibt.
6 zeigt einen Graphen, der eine asymmetrische fett-mager-Sensorverzögerungsdegradierung eines Abgassensors angibt.
7 zeigt einen Graphen, der eine asymmetrische mager-fett-Sensorverzögerungsdegradierung eines Abgassensors angibt.
8 zeigt einen Graphen einer beispielhaften Reaktion eines degradierten Abgassensors auf ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
10 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Umwandeln einer Sensorreaktion mit einer asymmetrischen Degradierung in eine symmetrische Reaktion.
11 zeigt ein Beispiel für eine modifizierte Sensorreaktion, die von einer asymmetrischen fett-mager-Sensorverzögerungsreaktion modifiziert wurde.
12 zeigt ein Beispiel für eine modifizierte Sensorreaktion, die von einer asymmetrischen fett-mager-Sensorfilterreaktion modifiziert wurde.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Anpassen von Parametern der PI-Steuerung und der antizipatorischen Steuerung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors eintritt, auf Grundlage einer Rückkopplung von einem Abgassensor. Insbesondere beinhaltet das Verfahren Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung, um asymmetrische Reaktionen von einem degradierten Abgassensor auszugleichen. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorsystems, das mit einem Abgassensor ausgestattet ist. Der Sensor kann sechs Arten von Degradierung aufweisen, die in 2-7 veranschaulicht sind. Die Degradierung kann als symmetrische Sensordegradierung (2 und 5) und asymmetrische Sensordegradierung (3-4 und 6-7) kategorisiert werden. Die asymmetrische Sensordegradierung kann zu einem asymmetrischen Motorbetrieb als Reaktion darauf führen, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht (z. B. die mager-fett-Richtung und die fett-mager-Richtung). Ein Sensor mit einer asymmetrischen Degradierung weist eine verschiedene Reaktionsdynamik auf, wenn das erfasste Signale in verschiedene Richtungen übergeht. Die Dynamik der Sensorreaktion kann mit Parametern quantifiziert werden, wie etwa Zeitverzögerung, Zeitkonstante und Linienlänge, wie in 8 gezeigt. 9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Luft-Kraftstoff-Steuerung. Das Verfahren beinhaltet Modifizieren einer Sensorreaktion und von Parametern einer Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Art und Stärke der Sensordegradierung und Steuern einer Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage der modifizierten Sensorreaktion über die modifizierte Abgassensorsteuerung. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm auf niedrigere Ebene zum Modifizieren einer asymmetrischen Sensorreaktion zu einer symmetrischen Reaktion. 11 und 12 sind Beispiele für ein erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein modifiziertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis jeweils in der asymmetrischen Sensorverzögerungsdegradierung und der asymmetrischen Sensorfilterdegradierung. 13 zeigt Vorgänge zum Anpassen von Parametern der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Sensordegradierung.
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Zylinder eines mehrzylindrigen Motors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs beinhaltet sein kann, in dem ein Abgassensor 126 genutzt werden kann, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines durch den Motor 10 erzeugten Abgases zu bestimmen. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (nebst anderen Betriebsparametern) kann zur Rückkopplungssteuerung des Motors 10 in unterschiedlichen Betriebsmodi verwendet werden. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Brennkammer (d. h. ein Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an zumindest ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft aus einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen und Verbrennungsgase über einen Abgaskanal 48 abführen. Eine Drossel 62, die eine Drosselklappe 64 beinhaltet, kann zum Variieren der Strömungsrate und/oder des Drucks der Ansaugluft, die an den Motorzylindern bereitgestellt wird, zwischen dem Ansaugkrümmer 44 und dem Ansaugkanal 42 bereitgestellt sein. Ein Einstellen einer Position der Drosselklappe 64 kann die Öffnung der Drossel 62 vergrößern oder verkleinern, wodurch ein Luftmassenstrom oder die Strömungsrate der Ansaugluft, die in die Motorzylinder eintritt, verändert wird. Beispielsweise kann der Luftmassenstrom durch Vergrößern der Öffnung der Drossel 62 zunehmen. Umgekehrt kann der Luftmassenstrom durch Verkleinern der Öffnung der Drossel 62 abnehmen. Auf diese Weise kann die Menge an Luft, die zur Verbrennung in die Brennkammer 30 eintritt, durch das Einstellen der Drossel 62 eingestellt werden. Durch Erhöhen des Luftmassenstroms kann zum Beispiel die Drehmomentabgabe des Motors zunehmen.
Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskanal 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile aufweisen. In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und die Auslassventile 54 durch Nockenbetätigung über entsprechende Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils ein oder mehrere Nocken beinhalten und ein oder mehrere der folgenden Systeme verwenden: System zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (Variable Valve Timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 kann jeweils durch Ventilpositionssensoren 55 und 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil beinhalten, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, darunter CPS- und/oder VCT-Systeme.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist in der Darstellung in dem Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet, welche die sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in die Ansaugöffnung stromaufwärts von der Brennkammer 30 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW einspritzen, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt ist, um Kraftstoff direkt und auf eine Art, die als Direkteinspritzung bezeichnet wird, darin einzuspritzen.
Ein Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann die Brennkammer 30 oder können eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einigen Ausführungsformen in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
Der Darstellung nach ist ein Abgassensor 126 stromabwärts einer Emissionssteuervorrichtung 70 an den Abgaskanal 48 der Abgasanlage 50 gekoppelt. Bei dem Abgassensor 126 kann es sich um jeden geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases handeln, wie zum Beispiel einen linearen Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Weitbereich-Abgas-Sauerstoff), einen Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO, einen HEGO (beheizte EGO), einen NOx-, HC- oder CO-Sensor. In einigen Ausführungsformen kann der Abgassensor 126 ein erster von einer Vielzahl von Abgassensoren sein, die in dem Abgassystem positioniert sind. Beispielsweise können zusätzliche Abgassensoren stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert sein.
In der Darstellung ist die Emissionssteuervorrichtung 70 entlang des Abgaskanals 48 stromabwärts der Abgassonde 126 angeordnet. Bei der Emissionssteuervorrichtung 70 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (Three Way Catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln. In einigen Ausführungsformen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 eine erste von einer Vielzahl von Emissionssteuervorrichtungen sein, die in dem Abgassystem positioniert sind. In einigen Ausführungsformen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 durch Betreiben von zumindest einem Zylinder des Motors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während des Betriebs des Motors 10 in regelmäßigen Abständen zurückgesetzt werden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den vorangehend erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (Mass Air Flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 120; einer Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselposition (Throttle Position - TP) von einem Drosselpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (Manifold Absolute Pressure - MAP) von dem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal generiert werden. Ein Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe von Vakuum oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen der vorangehenden Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments bereitstellen. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der ermittelten Motordrehzahl eine Schätzung der Ladung (einschließlich Luft), die in den Zylinder eingeleitet wurde, bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorgegebene Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen je Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
Ferner können zumindest einige der vorangehend beschriebenen Signale in verschiedenen Verfahren zur Bestimmung von Abgassensordegradierung verwendet werden, die nachfolgend genauer beschrieben werden. Beispielsweise kann der Kehrwert der Motordrehzahl verwendet werden, um Verzögerungen zu bestimmen, die dem Zyklus Einspritzung - Ansaugung - Verdichtung - Expansion - Abführung zugeordnet sind. Als ein weiteres Beispiel kann der Kehrwert der Beschleunigung (oder der Kehrwert des MAF-Signals) verwendet werden, um eine Verzögerung zu bestimmen, die einer Bewegung des Abgases von dem Auslassventil 54 zu dem Abgassensor 126 zugeordnet ist. Die vorangehend beschriebenen Beispiele können zusammen mit einer anderen Verwendung von Motorsensorsignalen verwendet werden, um die Zeitverzögerung zwischen einer Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Abgassensorreaktionsrate zu bestimmen.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und auf einem Speicher der Steuerung 12 gespeicherten Anweisungen einzustellen. Beispielsweise kann Einstellen des Motorlufteinlasses Einstellen eines Aktors der Drosselklappe 64 beinhalten, um die Menge an Luft einzustellen, die in den Motorzylinder strömt. Einstellen der Kraftstoffeinspritzung kann Einstellen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung durch Einstellen des FPW-Signals beinhalten, um die Menge an Kraftstoff zu steuern, die in den Motorzylinder eintritt.
In einigen Ausführungsformen kann eine Bestimmung und Kalibrierung der Abgassensordegradierung in einer dedizierten Steuerung 140 durchgeführt werden. Die dedizierte Steuerung 140 kann Verarbeitungsressourcen 142 beinhalten, um die Signalverarbeitung vorzunehmen, die der Erzeugung, Kalibrierung und Validierung der Degradierungsbestimmung des Abgassensors 126 zugeordnet ist. Insbesondere kann ein Abtastpuffer (der z. B. etwa 100 Abtastwerte pro Sekunde pro Motorenbank generiert), der genutzt wird, um die Reaktionsrate des Abgassensors aufzuzeichnen, zu groß für die Verarbeitungsressourcen eines Antriebsstrangsteuermoduls (powertrain control module - PCM) des Fahrzeugs sein. Dementsprechend kann die dedizierte Steuerung 140 mit der Steuerung 12 wirkverbunden sein, um die Bestimmung der Abgassensordegradierung durchzuführen. Es ist anzumerken, dass die dedizierte Steuerung 140 Motorparametersignale von der Steuerung 12 empfangen kann und neben anderen Kommunikationen Motorsteuersignale und Degradierungsbestimmungsinformationen an die Steuerung 12 senden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann die Bestimmung und Kalibrierung der Abgassensordegradierung in der Steuerung 12 durchgeführt werden.
In einem Beispiel kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis über eine Luft-Kraftstoff-Steuerung gesteuert werden, die eine antizipatorische Steuerung und einen Rückkopplungssteuerablauf beinhaltet, wie etwa eine Proportional-/Integral-(PI-)Steuerung. Die antizipatorische Steuerung kann zum Ausgleichen der Sensordegradierung verwendet werden. Die antizipatorische Steuerung kann einen Smith-Prädiktor beinhalten. Der Smith-Prädiktor kann eine Zeitkonstante, T_C-SP , und eine Zeitverzögerung, T_D-SP , beinhalten. Die PI-Steuerung kann eine Proportionalverstärkung, K_P , und eine Integralverstärkung, K_I , beinhalten. Als Reaktion auf die Degradierung des Abgassensors können die vorangehend aufgeführten Steuerungsparameter eingestellt werden, um die Degradierung auszugleichen und die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwerte zu erhöhen, wodurch die Motorsteuerung und -leistung erhöht werden. Die dedizierte Steuerung 140 kann mit der antizipatorischen Steuerung wirkverbunden sein. Somit können/kann die dedizierte Steuerung 140 und/oder die Steuerung 12 die Parameter der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Art der Degradierung einstellen, die unter Verwendung von einer beliebigen der verfügbaren Diagnoseverfahren bestimmt wurde. In einer weiteren Ausführungsform kann die antizipatorische Steuerung in der dedizierten Steuerung 140 umgesetzt sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die antizipatorische Steuerung in der Steuerung 12 umgesetzt sein. Die PI-Steuerung kann in der Steuerung 12 umgesetzt sein. In einem Beispiel können die Abgassensorsteuerungsparemeter auf Grundlage der Stärke und der Art der Sensordegradierung eingestellt werden. In einem weiteren Beispiel können/kann die dedizierte Steuerung 140 und/oder die Steuerung 12 die Art der Degradierung bestimmen, ein Signal umwandeln oder modifizieren, das von dem Sensor mit asymmetrischer Sensordegradierung erfasst wurde, und das umgewandelte oder modifizierte Signal dann der Abgassensorsteuerung mit eingestellten Steuerungsparametern zuführen oder an dieser eingeben. Sechs Arten von Degradierungsverhalten werden nachfolgend in Bezug auf 2-7 erörtert. Weitere Angaben zur Einstellung der Verstärkungen, Zeitkonstante und Zeitverzögerung der Abgassensorsteuerung sowie zur Modifizierung einer degradierten Reaktion des Abgassensors sind nachfolgend in Bezug auf 9-12 dargestellt.
Es ist anzumerken, dass der Festwertspeicherchip 106 des Speichermediums und/oder die Verarbeitungsressourcen 142 mit computerlesbaren Daten programmiert sein können/kann, die Anweisungen darstellen, die von dem Prozessor 102 und/oder der dedizierten Steuerung 140 zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren sowie anderen Varianten ausgeführt werden können.
In einigen Beispielen kann das Motorsystem 10 in ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen eingeschlossen sein, die für ein oder mehrere Fahrzeugräder 85 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug ein herkömmliches Fahrzeug, das nur einen Motor umfasst, oder ein Elektrofahrzeug, das nur (eine) elektrische Maschine(n) umfasst. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug den Motor 10 und eine elektrische Maschine 82. Bei der elektrischen Maschine 82 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 82 sind über ein Getriebe 84 mit den Fahrzeugrädern 85 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 86 in Eingriff stehen. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 86 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 82 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 86 zwischen der elektrischen Maschine 82 und dem Getriebe 84 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 86 senden, um die Kupplung in Eingriff zu nehmen oder zu lösen, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 82 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 82 mit bzw. von dem Getriebe 84 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 84 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 82 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 89 auf, um den Fahrzeugrädern 85 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 82 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 89 bereitzustellen.
Wie vorangehend erörtert, kann die Abgassensordegradierung auf Grundlage von einem beliebigen oder in einigen Beispielen von jedem von sechs diskreten Verhaltensweisen bestimmt werden, die durch Zeitverzögerungen und der Reaktionsrate von Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwerten gekennzeichnet sind, die durch einen Abgassensor als Reaktion auf ein Signal des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während fett-mager-Übergängen und/oder mager-fett-Übergängen generiert werden. 2-7 zeigen jeweils einen Graphen, der eine der sechs diskreten Arten der Abgassensordegradierung angibt. Hierbei handelt es sich um eine symmetrische Sensorfilterdegradierung (2), eine fett-mager-Sensorfilterdegradierung (3), eine mager-fett-Sensorfilterdegradierung (4), eine symmetrische Sensorverzögerungsdegradierung (5), eine fett-mager-Sensorverzögerungsdegradierung (6) und eine mager-fett-Sensorverzögerungsdegradierung (7). Dazu gehören die fett-mager-Sensorfilterdegradierung, mager-fett-Sensorfilterdegradierung, fett-mager-Sensorverzögerungsdegradierung und mager-fett-Sensorverzögerungsdegradierung als asymmetrische Sensordegradierungen. Die Graphen bilden ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambdawert) gegenüber der Zeit (in Sekunden) ab. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nimmt in der durch den Pfeil angegebenen Richtung zu. In jedem Graphen gibt die gepunktete Linie ein Signal eines befohlenen Lambdawerts an, das von der Steuerung (wie etwa der Steuerung 12) an Motorkomponenten (z. B. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zylinderventile, eine Drossel, eine Zündkerze usw.) gesendet werden kann, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu generieren, das einen Zyklus durchläuft, der einen oder mehrere mager-fett-Übergänge und einen oder mehrere fett-mager-Übergänge umfasst. Die gestrichelte Linie gibt eine erwartete Reaktion eines Abgassensors auf einen Lambdawert an. Ferner gibt die durchgezogene Linie in jedem Graphen ein Lambdawertsignal an, das als Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdawerts durch einen degradierten Abgassensor erfasst wurde. In jedem der Graphen geben die Doppelpfeile an, wo sich das gegebene Degradierungsverhalten von dem Signal des erwarteten Lambdawerts unterscheidet.
2 zeigt einen Graphen, der eine erste Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei dieser ersten Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine symmetrische Filterart, die eine langsame Reaktionsrate des erfassten Signals auf das Signal des befohlenen Lambdawerts als Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts sowohl in die fett-mager- als auch die mager-fett-Richtung übergeht. Die Zeitverzögerung des erfassten Signals gegenüber dem Signal des befohlenen Lambdawerts ist gleich der erwarteten Reaktion auf den Lambdawert. Anders ausgedrückt kann das degradierte Lambdawertsignal zu den erwarteten Zeitpunkten beginnen, von fett in mager und mager in fett überzugehen, kann die Reaktionsrate jedoch niedriger sein als die erwartete Reaktionsrate, was zu niedrigeren mager- und fett-Spitzenzeiten führt. Hierin kann die Reaktionsrate durch die Ableitung der Sensorausgabe im Zeitverlauf berechnet werden.
3 zeigt einen Graphen, der eine zweite Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei der zweiten Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine asymmetrische fett-mager-Filterart, die eine niedrige Reaktionsrate des erfassten Signals auf das Signal des befohlenen Lambdawerts als Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts in die fett-mager-Richtung übergeht, jedoch nicht darauf, dass es in die mager-fett-Richtung übergeht. Diese Verhaltensart kann den Übergang von fett in mager zu dem erwarteten Zeitpunkt beginnen, die Reaktionsrate kann jedoch niedriger sein als die erwartete Reaktionsrate, was zu einer niedrigeren mager-Spitzenzeit führen kann. Diese Art von Sensordegradierung kann als asymmetrisch angesehen werden, da die Reaktionsrate des Abgassensors während des Übergangs von fett in mager langsamer (oder niedriger als erwartet) ist als während des Übergangs von mager in fett. Als Reaktion auf diese Art von Degradierungsverhalten kann die Steuerung während fett-mager-Übergängen weniger Kraftstoff zuführen. Folglich können die NOx-Emissionen zunehmen.
4 zeigt einen Graphen, der eine dritte Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei der dritten Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine asymmetrische mager-fett-Filterart, die eine langsame Reaktionsrate des erfassten Signals als Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts in die mager-fett-Richtung übergeht, jedoch nicht darauf, dass es in die fett-mager-Richtung übergeht. Diese Verhaltensart kann den Übergang von mager in fett zu dem erwarteten Zeitpunkt beginnen, die Reaktionsrate kann jedoch niedriger sein als die erwartete Reaktionsrate, was zu einer niedrigeren fett-Spitzenzeit führen kann. Diese Art von Sensordegradierung kann als asymmetrisch angesehen werden, da die Reaktionsrate des Abgassensors lediglich als Reaktion darauf, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts von mager in fett übergeht, langsam (oder niedriger als erwartet) ist. Als Reaktion auf diese Art von Sensordegradierung kann die Steuerung während mager-fett-Übergängen mehr Kraftstoff zuführen. Folglich können die CO-Emissionen zunehmen.
5 zeigt einen Graphen, der eine vierte Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei dieser vierten Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine symmetrische Verzögerungsart, die eine verzögerte Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts sowohl in die fett-mager- als auch die mager-fett-Richtung übergeht. Anders ausgedrückt kann das degradierte Lambdawertsignal zu Zeitpunkten, die gegenüber erwarteten Zeitpunkten verzögert sind, beginnen, von fett in mager und mager in fett überzugehen, kann der entsprechende Übergang jedoch mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen mager- und fett-Spitzenzeiten führt.
6 zeigt einen Graphen, der eine fünfte Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei dieser fünften Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine asymmetrische fett-mager-Verzögerungsart, die eine verzögerte Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdawerts als Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts in die fett-mager-Richtung übergeht, jedoch nicht darauf, dass es in die mager-fett-Richtung übergeht. Anders ausgedrückt kann das degradierte Lambdawertsignal zu einem Zeitpunkt, der gegenüber dem erwarteten Zeitpunkt verzögert ist, beginnen, von fett in mager übergehen, kann der Übergang jedoch mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder verringerten mager-Spitzenzeiten führen kann. Diese Art von Verhalten kann als asymmetrisch angesehen werden, da die Reaktionszeit des Abgassensors lediglich während eines Übergangs von fett in mager gegenüber dem erwarteten Startzeitpunkt verzögert ist.
7 zeigt einen Graphen, der eine sechste Art der Sensordegradierung angibt, die durch einen degradierten Abgassensor gezeigt werden kann. Bei dieser sechsten Art von Sensordegradierung handelt es sich um eine asymmetrische mager-fett-Verzögerungsart, die eine verzögerte Reaktion auf das Signal des befohlenen Lambdawerts als Reaktion darauf beinhaltet, dass das Signal des befohlenen Lambdawerts in die mager-fett-Richtung übergeht, jedoch nicht darauf, dass es in die fett-mager-Richtung übergeht. Anders ausgedrückt kann das degradierte Lambdawertsignal zu einem Zeitpunkt, der gegenüber dem erwarteten Zeitpunkt verzögert ist, beginnen, von mager in fett übergehen, kann der Übergang jedoch mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder verringerten fett-Spitzenzeiten führen kann. Diese Art von Degradierung kann als asymmetrisch angesehen werden, da die Reaktionszeit des Abgassensors lediglich während eines Übergangs von mager in fett gegenüber dem erwarteten Startzeitpunkt verzögert ist.
Die vorangehend beschriebenen sechs Degradierungsarten können in zwei Gruppen aufgeteilt werden. Die erste Gruppe beinhaltet die Filterdegradierung, bei der die Reaktionsrate des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses niedriger als die erwartete Reaktionsrate ist (z. B. die Reaktionsverzögerung zunimmt). Die Reaktionsrate kann als eine Linienlänge oder eine Zeitkonstante quantifiziert werden. Die zweite Gruppe beinhaltet die Verzögerungsdegradierung, bei der die Reaktionszeit des Luft-Kraftstoff-Messwerts verzögert ist. Die verzögerte Reaktionszeit kann als eine Zeitverzögerung quantifiziert werden. Die Definitionen für die Linienlänge und Zeitverzögerung eines erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis werden in 8 genauer eingeführt.
Eine Filterdegradierung und eine Verzögerungsdegradierung wirken sich unterschiedlich auf die Dynamik der Abgassensorsteuerung aus. Als Reaktion auf eine degradierte Reaktion des Abgassensors kann ein Steuerungsausgleich durch die antizipatorische Steuerung erforderlich sein, um die Stabilität des Steuersystems aufrechtzuerhalten. Somit können die Parameter der antizipatorischen Steuerung als Reaktion auf die Degradierung des Abgassensors eingestellt werden, um die Degradierung auszugleichen und die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwerte zu erhöhen, wodurch die Motorsteuerung und -leistung erhöht werden. Wenn zum Beispiel eine Verzögerungsdegradierung erfasst wird, können eine neue Steuerungszeitverzögerung und neue Steuerungsverstärkungen auf Grundlage der Zeitverzögerung der degradierten Sensorreaktion bestimmt werden. Wenn eine Filterdegradierung erfasst wird, können eine neue Steuerungszeitkonstante, -zeitverzögerung und neue Steuerungsverstärkungen auf Grundlage der Zeitkonstante der degradierten Sensorreaktion bestimmt werden.
Die sechs Sensordegradierungsarten können außerdem in eine symmetrische Degradierung und eine asymmetrische Degradierung aufgeteilt werden. Bei der asymmetrischen Degradierung weist die Sensorreaktion als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht, eine verschiedene (oder asymmetrische) Dynamik (z. B. Reaktionsrate oder Reaktionszeit) auf. Wenn die Sensordegradierung asymmetrische ist, hält eine Einstellung der Verstärkungen und Verzögerungsausgleichsparameter der antizipatorischen Steuerung in der Richtung der Degradierung unter Umständen lediglich die Stabilität des geschlossenen Kraftstoffsteuersystembetriebs aufrecht. Dies ist unter Umständen nicht ausreichend, um zu ermöglichen, dass das Motorsteuersystem um die Stöchiometrie betrieben wird, wodurch eine weitere Kalibrierung der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage des Schweregrads (z. B. der Stärke) der asymmetrischen Filterdegradierung erforderlich wird. Durch Umwandeln der asymmetrischen Sensorreaktion in eine symmetrische Sensorreaktion kann der Betrieb des geschlossenen Systems jedoch um die Stöchiometrie aufrechterhalten werden und kann die durch den asymmetrischen Betrieb hervorgerufene mager- und/oder fett-Abweichung ausgeglichen werden. Weitere Angaben zum Ausgleich von asymmetrischen Sensorreaktionen und Korrekturen davon sowie zum Einstellen von Steuerungsparametern des Abgassensors sind nachfolgend in Bezug auf 9-13 genauer beschrieben.
8 veranschaulicht ein Beispiel zum Bestimmen einer Zeitverzögerung, Zeitkonstante und Linienlänge von einer Abgassensorreaktion und ihr entsprechendes befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Insbesondere zeigt 8 einen Graphen 210, der einen befohlenen Lambdawert, erwarteten Lambdawert und degradierten Lambdawert veranschaulicht, ähnlich zu den in Bezug auf 2-7 beschriebenen Lambdawerten. 8 veranschaulicht eine fett-mager-Verzögerungsdegradierung, wobei die Reaktionszeit für den degradierten Lambdawert gegenüber dem befohlenen Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verzögert ist. Der Pfeil 202 veranschaulicht die Zeitverzögerung, bei der es sich um die Dauer der Änderung des befohlenen Lambdawerts bis zu einem Zeitpunkt (τ₀ ) handelt, zu dem eine Schwellenänderung des gemessenen Lambdawerts beobachtet wird. Bei der Schwellenänderung des Lambdawerts kann es sich um eine geringe Änderung handeln, welche angibt, dass die Reaktion auf die befohlene Änderung begonnen hat, z. B. 5 %, 10 %, 20 % usw. Der Pfeil 204 gibt die Zeitkonstante (τ₆₃ ) für die Reaktion an, bei der es sich in einem System erster Ordnung um die Zeit von τ₀ bis zu dem Zeitpunkt handelt, zu dem 63 % der Reaktion im stationären Zustand erzielt wurde. Der Pfeil 206 gibt die Dauer von τ₀ bis zu dem Zeitpunkt an, zu dem 95 % der erwünschten Reaktion erzielt wurde, was auch als eine Schwellenreaktionzeit (τ₉₅ ) bezeichnet wird. In einem System erster Ordnung ist die Schwellenreaktionszeit (τ₉₅ ) ungefähr gleich drei Zeitkonstanten (3 * τ₆₃).
Aus diesen Parametern kann die Dynamik der Sensorreaktion quantifiziert werden. Ferner können Arten und Stärke der Sensordegradierung bestimmt werden. Beispielsweise kann die Zeitverzögerung, die durch den Pfeil 202 angegeben ist, mit einer erwarteten Zeitverzögerung verglichen werden, um zu bestimmen, ob der Sensor ein Verzögerungsdegradierungsverhalten aufweist. Die Zeitkonstante, die durch den Pfeil 204 angegeben wird, kann verwendet werden, um eine τ₉₅ zu prognostizieren. Schließlich kann die Linienlänge auf Grundlage der Änderung des Lambdawerts während der Reaktionsdauer bestimmt werden, die bei τ₀ beginnt. Bei der Linienlänge handelt es sich um die Sensorsignallänge, die verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob eine Reaktionsdegradierung (z. B. Filterdegradierung) vorhanden ist. Die Linienlänge kann auf Grundlage der folgenden Gleichung bestimmt werden: $L i n i e n l ä n g e = \sum \sqrt{Δ t^{2} + Δ λ^{2}},$
wobei Δt die Zeitinkremente angibt und Δλ die normierten gemessenen Lambdawertinkremente von der UEGO angibt. Wenn die bestimmte Linienlänge größer einer erwarteten Linienlänge ist, kann der Abgassensor eine Filterdegradierung aufweisen. Eine Zeitkonstante und/oder Zeitverzögerung der degradierten Abgassensorreaktion können/kann verwendet werden, um Parameter der Abgassensorsteuerung für die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses anzupassen. Verfahren zum Anpassen der Steuerungsparameter auf Grundlage des Degradierungsverhaltens sind nachfolgend bei 13 dargestellt.
In Bezug auf 9 ist ein beispielhaftes Verfahren 900 für die Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gezeigt. Das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem Abgassensor wird der Abgassensorsteuerung zugeführt, die eine antizipatorische Steuerung und eine PI-Steuerung beinhaltet. Die antizipatorische Steuerung kann angepasst werden, um eine Sensordegradierung auszugleichen. Das Verfahren 900 kann die Art und Stärke der Sensordegradierung bestimmen. Als Reaktion auf die asymmetrische Sensordegradierung kann das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einer symmetrischen Reaktion modifiziert werden, bevor diese in die antizipatorische Steuerung der Abgassensorsteuerung eingegeben wird. Das Verfahren kann außerdem Anpassen von einem oder mehreren Parametern der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Art und Stärke der Sensordegradierung beinhalten.
Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 900 und der übrigen hierin enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorangehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 902 bestimmt das Verfahren 900 Motorbetriebsbedingungen. Motorbetriebsbedingungen können auf Grundlage einer Rückkopplung von verschiedenen Motorsensoren bestimmt werden und können Motordrehzahl und -last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Temperatur usw. einschließen.
Bei 904 bestimmt das Verfahren 900 auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen, ob die Abgassensorüberwachungsbedingungen erfüllt sind. Die Abgassensorüberwachungsbedingungen können zum Beispiel einschließen, dass der Motor eingeschaltet ist und die Eingangsparameter im Betriebszustand sind und/oder dass sich der Abgassensor auf einer Temperatur befindet, bei der er funktionale Messwerte ausgibt. Ferner können die Abgassensorüberwachungsbedingungen einschließen, dass eine Verbrennung in den Zylindern des Motors stattfindet, z. B., dass sich der Motor nicht in einem Abschaltungsmodus befindet, wie etwa einer Schubabschaltungsphase (deceleration fuel shutoff - DFSO). Die Abgassensorüberwachungsbedingungen können außerdem einschließen, dass der Motor bei stationären Bedingungen betrieben wird.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor nicht eingeschaltet ist und/oder die ausgewählten Bedingungen nicht erfüllt sind, fährt das Verfahren 900 bei 906 mit dem Überwachen der Motorbetriebsbedingungen fort. Wenn die Abgassensorbedingungen jedoch bei 904 erfüllt sind, geht das Verfahren zu 908 über, um die Ausgabe des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von der Steuerung 12 sowie entsprechende Daten von dem Abgassensor zu sammeln. Dies kann Sammeln und Speichern von Daten zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z. B. den Lambdawert) beinhalten, die durch den Sensor erfasst werden. Die Datensammlung kann fortgesetzt werden, bis eine erforderliche Anzahl an Abtastwerten (z. B. Daten zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis) gesammelt wurden.
Bei 910 beinhaltet das Verfahren 900 Bestimmen auf Grundlage des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des entsprechenden erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Abgassensor, ob der Abgassensor degradiert ist. Das Verfahren kann bei 910 ferner Bestimmen der Art und Stärke der Sensordegradierung beinhalten.
Es können verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Art der Sensorabgasdegradierung zu bestimmen. In einem Beispiel kann die Degradierung auf Grundlage der Zeitverzögerung und der Linienlänge des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt werden, das dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Beispielsweise werden als Reaktion auf den Übergang des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der fett-mager- oder mager-fett-Richtung die Zeitverzögerung und Linienlänge des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Bezug auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß 8 bestimmt. Wenn die Zeitverzögerung größer der erwarteten Zeitverzögerung ist, kann eine Sensorverzögerungsdegradierung bestimmt werden. Wenn die Linienlänge größer einer erwarteten Linienlänge ist, kann eine Sensorfilterdegradierung bestimmt werden. Wenn die Zeitverzögerungen oder die Linienlängen als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in die fett-mager- und die mager-fett-Richtung übergeht, verschieden sind, kann eine asymmetrische Sensordegradierung bestimmt werden. Wenn die Zeitverzögerungen als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in beide Richtungen übergeht, gleich sind und die Zeitverzögerung größer der erwarteten Zeitverzögerung ist, kann eine symmetrische Sensorverzögerungsdegradierung bestimmt werden. Wenn die Linienlängen als Reaktion darauf, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in beide Richtungen übergeht, gleich sind und die Linienlängen größer der erwarteten Linienlängen sind, kann eine symmetrische Sensorfilterdegradierung bestimmt werden. Die Stärke der Sensordegradierung kann durch die degradierte Zeitverzögerung (Zeitverzögerung größer der erwarteten Zeitverzögerung) und die degradierte Linienlänge (Linienlänge größer der erwarteten Linienlänge) des degradierten Sensorsignals gemessen werden. In einem weiteren Beispiel kann die Stärke der Sensordegradierung durch die degradierte Zeitkonstante (Zeitkonstante größer der erwarteten Zeitkonstante) gemessen werden. Wenn die Zeitverzögerungen oder die Linienlängen größer der erwarteten Zeitverzögerung oder den erwarteten Linienlängen sind, während das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in beide Richtungen übergeht, kann die degradierte Zeitverzögerung oder die degradierte Linienlänge des Sensors auf die größere degradierte Zeitverzögerung oder die größere degradierte Linienlänge eingestellt werden. Beispielsweise kann das Verfahren 900 eine erste Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis als Reaktion darauf bestimmen, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine erste Richtung übergeht, und eine zweite Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis als Reaktion darauf bestimmen, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine zweite Richtung übergeht. Das Verfahren 900 kann die asymmetrische Sensordegradierung bestimmen, wenn sich die erste Verzögerung von der zweiten Verzögerung unterscheidet. Wenn die erste und die zweite Zeitverzögerung jeweils größer der erwarteten Verzögerung sind und die erste Zeitverzögerung kleiner der zweiten Zeitverzögerung ist, wird die degradierte Zeitverzögerung des Sensors als die zweite Zeitverzögerung eingestellt. Bei der erwarteten Zeitverzögerung und erwarteten Linienlänge kann es sich um Schwellenwerte handeln, die mit einem nicht degradierten Sensor vorbestimmt wurden.
In einem weiteren Beispiel können die Art und Stärke der Sensordegradierung auf Grundlage der Zeitkonstante statt der Linienlänge bestimmt werden.
In einem weiteren Beispiel kann die Abgassensordegradierung durch Überwachen von Eigenschaften einer Verteilung von Extremwerten von mehreren Sätzen von Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Abtastwerten erfasst werden, die aufeinanderfolgend bei stationären Betriebsbedingungen gemessen wurden. In einem Beispiel kann es sich bei den Eigenschaften um einen Modus und einen zentralen Spitzenwert einer Extremwertverteilung (generalized extreme value distribution - GEV-Verteilung) der Lambdaextremwertdifferenziale handeln, die bei stationären Betriebsbedingungen gesammelt wurden. Die asymmetrische Sensordegradierung kann auf Grundlage des Betrags des zentralen Spitzenwerts und/oder der Stärke des Modus bestimmt werden. Eine weitere Klassifizierung, zum Beispiel eine symmetrische Sensordegradierung, kann auf Grundlage der Zeitverzögerung oder der Zeitkonstante des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezogen auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt werden. Wenn die Zeitverzögerung größer einer nominalen Zeitverzögerung ist, wird insbesondere eine symmetrische Sensorverzögerung angegeben (die z. B. eine Verzögerungsdegradierung angibt). Bei der nominalen Sensorzeitverzögerung handelt es sich um die erwartete Verzögerung der Sensorreaktion auf eine Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Verzögerung davon, wann der Kraftstoff eingespritzt und verbrannt wird und sich das Abgas von der Brennkammer zu dem Abgassensor bewegt. Eine Sensorzeitverzögerung kann auftreten, wenn der Sensor tatsächlich ein Signal ausgibt, welches das geänderte Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. Wenn die Sensorzeitkonstante größer einer nominalen Zeitkonstante ist, wird gleichermaßen ein symmetrisch Sensorreaktionsdegradierungsverhalten angegeben (das z. B. eine Filterdegradierung angibt). Bei der nominalen Zeitkonstante kann es sich um die Zeitkonstante handeln, die angibt, wie schnell der Sensor auf eine befohlene Änderung des Lambdawerts reagiert, und diese kann offline mit einem nicht degradierten Sensor bestimmt werden. Wie vorangehend erörtert, können/kann die bestimmte Zeitkonstante und/oder Zeitverzögerung der degradierten Abgassensorreaktion von der Steuerung verwendet werden, um Steuerungsparameter anzupassen.
In noch einem weiteren Beispiel kann die Abgassensordegradierung durch Parameter angegeben werden, die aus zwei Betriebsmodellen geschätzt werden, einem Modell der fetten Verbrennung und einem Modell der mageren Verbrennung. Das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die von dem Sensor gewonnen wurden, können unter der Annahme verglichen werden, dass die Verbrennung, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis generiert hat, fett war (z. B. Eingeben des befohlenen Lambdawerts in das fette Modell), und außerdem unter der Annahme verglichen werden, dass das Verbrennungsereignis mager war (z. B. Eingeben des befohlenen Lambdawerts in das magere Modell). Für jedes Modell kann ein Satz von Parametern geschätzt werden, durch den die befohlenen Lambdawerte am besten an die gemessenen Lambdawerte angepasst werden. Die Modellparameter können eine Zeitkonstante, Zeitverzögerung und statische Verstärkung des Modells einschließen. Die geschätzten Parameter aus jedem Modell können miteinander verglichen werden und die Art der Sensordegradierung (z. B. Filter gegenüber Verzögerung) kann auf Grundlage von Differenzen der geschätzten Parameter angegeben werden.
Bei 912 bestimmt das Verfahren 900, ob bei 910 eine Sensordegradierung erfasst wurde. Wenn keine Sensordegradierung erfasst wurde, geht das Verfahren 900 zu 914 über und wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Grundlage der aktuellen Abgassensorsteuerungsparameter eingestellt. Wenn eine Sensordegradierung erfasst wurde, geht das Verfahren 900 zu 916 über.
Bei 916 bestimmt das Verfahren 900, ob bei 910 eine asymmetrische Sensordegradierung erfasst wurde. Als Reaktion auf eine asymmetrische Sensordegradierung geht das Verfahren 900 zu 918 über und modifiziert die degradierte asymmetrische Sensorreaktion zu einer symmetrischen Reaktion. Die genauen Vorgänge der Modifikation sind in 10 gezeigt. Wenn es sich bei der Sensordegradierung nicht um die asymmetrische Sensordegradierung handelt, geht das Verfahren 900 zu Schritt 920 über.
Bei 920 passt das Verfahren 900 Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Art und Stärke der Sensordegradierung an oder stellt diese ein. Die Stärke der Sensordegradierung kann eine oder mehrere von einer Zeitverzögerung, einer Zeitkonstante und einer Linienlänge beinhalten, die in 8 veranschaulicht sind. In einem Beispiel kann das Verfahren 900 die Stärke der Sensordegradierung auf Grundlage der modifizierten, symmetrischen Reaktion bei 918 bestimmen. Die Abgassensorsteuerungsparameter können einen oder mehrere Parameter der PI-Steuerung und der antizipatorischen Steuerung beinhalten. Die genauen Vorgänge der Steuerungsparameteranpassung sind in 13 gezeigt.
Bei 922 wird der Motor auf Grundlage der Rückkopplung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der angepassten Abgassensorsteuerung betrieben. Wenn der Sensor eine asymmetrische Sensordegradierung aufweist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Grundlage der Rückkopplung des modifizierten, symmetrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der angepassten Steuerung gesteuert. Als ein Beispiel kann die gefilterte symmetrische Reaktion einer angepassten antizipatorischen Steuerung zugeführt und nachfolgend verwendet werden, um die Kraftstoffeinspritzung in den Motorzylinder einzustellen.
Auf diese Weise werden lediglich symmetrische Reaktionen durch die angepasste Abgassensorsteuerung verarbeitet, um das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu generieren. Bei den symmetrischen Reaktionen kann es sich um eine Sensorreaktion mit einem symmetrischen Fehler oder um modifizierte Sensorreaktionen von 918 handeln. Ein asymmetrischer Motorbetrieb aufgrund von asymmetrischen Sensorreaktionen auf Übergangsrichtungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann vermieden werden.
10 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1000 zum Modifizieren einer asymmetrischen Sensorreaktion zu einer symmetrischen Reaktion. Als ein Beispiel kann die Degradierung in den fehlerfreien Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingeführt werden, sodass die Dynamik (z. B. Reaktionsrate und Reaktionszeit) der Sensorreaktion in Bezug auf die Übergangsrichtungen des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder die Übergangsrichtungen des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleich (oder symmetrische) sind. Als ein weiteres Beispiel kann der Abschnitt der Sensorreaktion mit einer niedrigeren Degradierungsstärke (z. B. einer niedrigeren Reaktionsrate oder niedrigeren Reaktionszeit) modifiziert werden, sodass die Dynamik der Sensorreaktion in Bezug auf die Übergangsrichtungen des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder die Übergangsrichtungen des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleich (oder symmetrische) sind.
Bei 1002 bestimmt das Verfahren 1000, ob eine asymmetrische Sensorverzögerungsdegradierung erfasst wurde. Wenn die Antwort JA lautet, geht das Verfahren 1000 auf Grundlage der spezifischen Art der Verzögerungsdegradierung zu 1004 oder 1008 über. Wenn keine asymmetrische Sensorverzögerungsdegradierung erfasst wurde, geht das Verfahren 1000 zu 1018 über.
Als Reaktion auf eine fett-mager-Sensorverzögerungsdegradierung (wie in 6 gezeigt) bei 1004 wählt das Verfahren 1000 bei 1006 den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem mager-fett-Übergang aus und führt bei 1016 eine Verzögerung an dem ausgewählten Abschnitt ein, führt jedoch bei 1012 keine Verzögerung an dem Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem fett-mager-Übergang ein. Als Reaktion auf eine mager-fett-Sensorverzögerungsdegradierung (in 7 gezeigt) bei 1008 wählt das Verfahren 1000 bei 1010 den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem fett-mager-Übergang aus und führt bei 1016 eine Verzögerung an dem ausgewählten Abschnitt ein, führt jedoch bei 1014 keine Verzögerung an dem Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem mager-fett-Übergang ein. Somit wird die Verzögerung lediglich an dem fehlerfreien Abschnitt der asymmetrischen Sensorreaktion eingeführt. Der fehlerhafte Abschnitt der asymmetrischen Sensorreaktion bleibt unverändert. Die modifizierte Sensorreaktion ähnelt der symmetrischen Sensorverzögerungsdegradierung; dies bedeutet, dass diese denselben Zeitverzögerungsbetrag in dem mager-fett- und fett-mager-Übergang aufweist.
Bei 1016 wird der fehlerfreie Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verzögert, um eine symmetrische Reaktion zu generieren. Für einen Sensor mit einer fett-mager-Verzögerungsdegradierung wird zum Beispiel eine Zeitverzögerung eingeführt, während das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis von mager in fett übergeht. Als ein weiteres Beispiel wird für einen Sensor mit einer mager-fett-Verzögerungsdegradierung die Zeitverzögerung eingeführt, während das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis von fett in mager übergeht. Bei der eingeführten Zeitverzögerung kann es sich um die Differenz aus den Zeitverzögerungen des fehlerhaften und fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder die Differenz aus den Zeitverzögerungen des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses handeln, das in gegenüberliegende Richtungen übergeht. Auf diese Weise weist das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein durchschnittliches Luft-Kraftstoffverhältnis auf, das im Zeitverlauf gleich dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Als ein Beispiel kann die Verzögerung durch Filtern des fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch einen Filter eingeführt werden. Der Filter kann in folgender Form konstruiert sein: $S_{g e f i l t e r t} (k) = S (k - \frac{T D}{D T}),$
wobei S_gefiltert(k) das k. gefilterte Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt, S das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit Verzögerungsdegradierung darstellt, TD die degradierte Zeitverzögerung darstellt und DT die Abtastzeit des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses darstellt.
In alternativen Beispielen kann der Abgassensor eine asymmetrische Sensorverzögerungsdegradierung mit einer Degradierung in beiden Übergangsrichtungen erfahren. Beispielsweise kann der mager-fett-Übergang um einen ersten Betrag degradiert sein (z. B. eine erste Zeitverzögerung aufweisen) und kann der fett-mager-Übergang um einen zweiten Betrag degradiert sein (z. B. eine zweite Zeitverzögerung aufweisen), wobei sich der erste Betrag von dem zweiten Betrag unterscheidet. In einem Beispiel kann die erste Zeitverzögerung größer der zweiten Zeitverzögerung sein, was zu einer langsameren Reaktionszeit in der mager-fett-Richtung verglichen mit der fett-mager-Richtung führt. In diesem Beispiel kann eine zusätzliche Zeitverzögerung an der fett-mager-Übergangsrichtung eingeführt werden, sodass diese dieselbe Zeitverzögerung aufweist wie die erste Zeitverzögerung. Auf diese Weise kann die asymmetrische Sensorreaktion symmetrisch werden.
Als ein Beispiel zeigt 11 graphische Beispiele für eine Abgassensorausgabe mit fett-mager-Verzögerungsdegradierung und eine entsprechende gefilterte Reaktion. Insbesondere zeigt Graph 1102 bei Verlauf 1106 ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, bei Verlauf 1108 ein erwartetes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und bei Verlauf 1110 ein erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Wie bei Verlauf 1108 nachvollzogen werden kann, ist das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis um die Stöchiometrie symmetrisch (z. B. Lambdawert = 1). Anders ausgedrückt sind die mager-Spitzenamplitude 1112 und die fett-Spitzenamplitude 1114 des erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (z. B. die erwartete Sensorreaktion) im Wesentlichen gleich.
Der bei Verlauf 1110 gezeigte degradierte Lambdawert weist in der mager-fett-Richtung oder dem mager-fett-Übergang (zum Beispiel während der durch 1122 angegebenen Dauer) eine Reaktionszeit über dem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis 1108 auf. Die Reaktionszeit des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses 1110 hat jedoch in dem fett-mager-Übergang (wie durch 1120 angegeben) dieselbe Reaktionszeit wie das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis 1108. Somit unterscheidet sich die Dynamik der Sensorreaktion in Bezug auf die Richtung der Übergangsrichtung (z. B. fett-mager oder mager-fett) der Sensorausgabe oder des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Somit ist die Sensorreaktion asymmetrisch. Die mager-Spitzenamplitude 1116 und die fett-Spitzenamplitude 1112 sind nicht gleich. Da die asymmetrische Verzögerungsdegradierung lediglich in der mager-fett-Richtung vorliegt, ist die mager-Spitzenamplitude der erwarteten Reaktion (Verlauf 1108) und der degradierten Reaktion (Verlauf 1110) im Wesentlichen gleich. Die fett-Spitzenamplitude 1116 der degradierten Reaktion (Verlauf 1110) ist jedoch kleiner als die mager-Spitzenamplitude 1114 der erwarteten Reaktion (Verlauf 1108). Ferner ist die Fläche des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während der mageren Verbrennung (Fläche 1140) größer als die Fläche während der fetten Verbrennung (Fläche 1141). Folglich weicht das durchschnittliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis (d. h. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im zeitlichen Mittel) des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Linie 1118) im Zeitverlauf von dem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ab. Somit führt die asymmetrische Verzögerungsdegradierung dazu, dass der Motorsystembetrieb von der Stöchiometrie abweicht.
Die asymmetrische degradierte Sensorreaktion (Verlauf 1110) beinhaltet einen fehlerhaften Abschnitt 1122 (das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis bewegt sich in die fett-mager-Richtung), wobei die Zeitverzögerung des degradierten erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Bezug auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als die Zeitverzögerung des erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist. In dem fehlerlosen Abschnitt 1120 (das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis bewegt sich in die mager-fett-Richtung) ist die Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses dieselbe wie das erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorfilterreaktion (wie etwa die asymmetrische Verzögerungsdegradierungsreaktion, die bei Verlauf 1102 gezeigt ist) kann eine Steuerung (wie etwa die dedizierte Steuerung 140 oder die Steuerung 12, die in 1 gezeigt sind) die asymmetrische Reaktion durch Einführen einer Verzögerung an dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem fehlerlosen Abschnitt (z. B. dem Abschnitt 1120) zu einer symmetrischeren Reaktion filtern oder modifizieren. Die modifizierte symmetrische Reaktion kann eine selbe Degradierungsstärke (z. B. Zeitverzögerung) sowohl beim fett-mager-Übergang als auch beim mager-fett-Übergang aufweisen. Der Graph 1104 zeigt ein Beispiel für die modifizierte symmetrische Reaktion (bei Verlauf 1128 gezeigt), die sich aus dem Modifizieren der asymmetrischen Sensorreaktion (Verlauf 1110) ergibt, die in Graph 1102 gezeigt ist.
Insbesondere zeigt der Graph 1104 dasselbe befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis und erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie in Graph 1102 jeweils bei Verlauf 1124 und 1126 gezeigt. Des Weiteren zeigt der Graph 1104 bei Verlauf 1128 eine modifizierte Reaktion. Die modifizierte Reaktion kann durch selektives Modifizieren des fehlerlosen Abschnitts 1120 (z. B. des nicht degradierten Abschnitts) der asymmetrischen Sensorreaktion (Verlauf 1110) auf Grundlage der Zeitverzögerung des fehlerhaften Abschnitts 1122 (z. B. des degradierten Abschnitts) der asymmetrischen Sensorreaktion erzielt werden. Als Folge der Modifikation sind die Fläche bei dem gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (1151) und die Fläche bei dem gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (1150) gleich. Somit weist das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf, das gleich dem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist. In einem weiteren Beispiel befinden sich die Flächen des gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während der fetten und mageren Verbrennung innerhalb eines Schwellenwerts der Stöchiometrie. Dieser Schwellenwert kann kleiner als der Flächenunterschied der Fläche 1140 und 1141 des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Verlauf 1102 sein. Somit weist das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine symmetrischere Reaktion um die Stöchiometrie auf als das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Es ist anzumerken, dass der Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Beispiel aus 11 bei etwa 1 liegt. In anderen Beispielen kann der Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von 1 verschieden sein. Die asymmetrische Sensorreaktion kann gefiltert werden, um einen Durchschnitt aufzuweisen, der gleich dem Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 10 bestimmt das Verfahren 1000 bei 1018, ob eine asymmetrische Sensorfilterdegradierung erfasst wurde. Wenn die Antwort JA lautet, geht das Verfahren 1000 auf Grundlage der spezifischen Art der Filterdegradierung zu 1020 oder 1024 über. Wenn keine asymmetrische Sensorfilterdegradierung erfasst wurde, kehrt das Verfahren 1000 zu 918 des Verfahrens 900 zurück und fährt mit 920 fort, um Parameter der Abgassensorsteuerung anzupassen.
Als Reaktion auf eine fett-mager-Sensorfilterdegradierung (in 3 gezeigt) bei 1020, wählt das Verfahren 1000 bei 1022 den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem mager-fett-Übergang aus und filtert bei 1032 den ausgewählten Abschnitt, filtert jedoch bei 1028 nicht den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem fett-mager-Übergang. Als Reaktion auf eine mager-fett-Sensorfilterdegradierung (in 4 gezeigt) bei 1024, wählt das Verfahren 1000 bei 1026 den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem fett-mager-Übergang aus und filtert bei 1032 den ausgewählten Abschnitt, filtert jedoch bei 1030 nicht den Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem mager-fett-Übergang. Somit wird lediglich der fehlerlose Abschnitt der asymmetrischen Sensorreaktion gefiltert. Der fehlerhafte Abschnitt der asymmetrischen Sensorreaktion bleibt unverändert.
Bei 1032 wird ein Filter auf den fehlerfreien Abschnitt des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angewendet, um eine symmetrische Reaktion zu generieren. Beispielsweise wird der Filter für einen Sensor mit einer fett-mager-Filterdegradierung angewendet, während das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis von mager in fett übergeht. Als ein weiteres Beispiel wird der Filter für einen Sensor mit einer mager-fett-Filterdegradierung angewendet, während das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis von fett in mager übergeht. Das gefilterte Luft-Kraftstoff-Verhältnis weist im Zeitverlauf ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf, das gleich dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Als ein Beispiel kann der Filter in folgender Form konstruiert sein: $S_{g e f i l t e r t} (k) = \frac{T C}{T C + D T} S_{g e f i l t e r t} (k - 1) + \frac{D T}{T C + D T} S,$
wobei S das aktuelle Sensor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit Filterfehler angibt, TC die Zeitkonstante darstellt, DT die Abtastrate des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses darstellt und S_gefiltert das gefilterte Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt.
In alternativen Beispielen kann der Abgassensor eine asymmetrische Filterdegradierung mit einer Degradierung in beide Übergangsrichtungen erfahren. Beispielsweise kann der mager-fett-Übergang um einen ersten Betrag degradiert sein (z. B. eine erste Zeitkonstante aufweisen) und kann der fett-mager-Übergang um einen zweiten Betrag degradiert sein (z. B. eine zweite Zeitkonstante aufweisen), wobei sich der erste Betrag von dem zweiten Betrag unterscheidet. In einem Beispiel kann die erste Zeitkonstante größer der zweiten Zeitkonstante sein, was zu einer langsameren Reaktion in der mager-fett-Richtung als in der fett-mager-Richtung führt. In diesem Beispiel kann die mager-fett-Übergangsrichtung gefiltert werden, sodass diese eine ähnliche Zeitkonstante aufweist wie die zweite Zeitkonstante. Auf diese Weise kann die asymmetrische Reaktion um die Stöchiometrie symmetrischer werden.
12 zeigt graphische Beispiel für eine Abgassensorausgabe mit fett-mager-Filterdegradierung und eine entsprechende gefilterte Reaktion. Insbesondere zeigt Graph 1202 bei Verlauf 1206 ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, bei Verlauf 1208 ein erwartetes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und bei Verlauf 1210 ein erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Wie bei Verlauf 1208 nachvollzogen werden kann, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis um die Stöchiometrie symmetrisch (z. B. Lambdawert = 1). Anders ausgedrückt sind die mager-Spitzenamplitude 1212 und die fett-Spitzenamplitude 1214 des erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (z. B. die erwartete Sensorreaktion) im Wesentlichen gleich.
Der bei Verlauf 1210 gezeigte degradierte Lambdawert weist in der fett-mager-Richtung oder dem fett-mager-Übergang (zum Beispiel während der durch 1222 angegebenen Dauer) eine Reaktionszeit unter dem erwarteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis 1208 auf. Die Reaktionsrate des degradierten Lambdawerts 1210 hat jedoch in dem mager-fett-Übergang (wie durch 1220 angegeben) dieselbe Reaktionsrate wie der erwartete Lamdbawert 1208. Somit unterscheidet sich die Dynamik der Sensorreaktion in Bezug auf die Richtung der Übergangsrichtung (z. B. fett-mager oder mager-fett) der Sensorausgabe oder des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Somit ist die Sensorreaktion asymmetrisch. Die mager-Spitzenamplitude 1216 und die fett-Spitzenamplitude 1214 sind nicht gleich. Da die asymmetrische Filterdegradierung lediglich in der fett-mager-Richtung vorliegt, ist die fett-Spitzenamplitude der erwarteten Reaktion (Verlauf 1208) und der degradierten Reaktion (Verlauf 1210) im Wesentlichen gleich. Die mager-Spitzenamplitude 1216 der degradierten Reaktion (Verlauf 1210) ist jedoch kleiner als die mager-Spitzenamplitude 1212 der erwarteten Reaktion (Verlauf 1208). Somit führt die asymmetrische Filterdegradierung, wie durch das akkumulierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gezeigt (Linie 1218), dazu, dass der Motorsystembetrieb von der Stöchiometrie abweicht.
Die asymmetrische degradierte Reaktion (Verlauf 1210) beinhaltet einen fehlerhaften Abschnitt 1222 (die degradierte Reaktion bewegt sich in die fett-mager-Richtung), wobei die Neigung des degradierten Lambdawerts langsamer ist als die Neigung des erwarteten Lambdawerts. In dem fehlerlosen Abschnitt 1220 (die degradierte Reaktion bewegt sich in die mager-fett-Richtung) ist die Neigung des degradierten Lambdawerts gleich der Neigung des erwarteten Lambdawerts.
Als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorfilterreaktion (wie etwa die asymmetrische Filterdegradierungsreaktion, die bei Verlauf 1202 gezeigt ist) kann eine Steuerung (wie etwa die dedizierte Steuerung 140 oder die Steuerung 12, die in 1 gezeigt sind) die asymmetrische Reaktion durch Filtern des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem fehlerlosen Abschnitt (z. B. dem Abschnitt 1222) zu einer symmetrischeren Reaktion filtern oder modifizieren. Die gefilterte symmetrische Reaktion kann eine selbe Degradierungsstärke (z. B. Zeitkonstante oder Linienlänge) sowohl beim Übergang in die fett-mager-Richtung als auch die mager-fett-Richtung aufweisen. Der Graph 1204 zeigt ein Beispiel für eine gefilterte symmetrische Reaktion (bei Verlauf 1228 gezeigt), die sich aus dem Filtern der asymmetrischen Sensorreaktion (Verlauf 1210) ergibt, die in Graph 1202 gezeigt ist.
Insbesondere zeigt der Graph 1204 dasselbe befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis und erwartete Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie in Graph 1202 jeweils bei Verlauf 1224 und 1226 gezeigt. Des Weiteren zeigt der Graph 1204 bei Verlauf 1228 eine gefilterte oder modifizierte Reaktion. Die gefilterte Reaktion kann durch selektives Filtern des fehlerfreien Abschnitts 1220 (z. B. des nicht degradierten Abschnitts) der asymmetrischen Sensorreaktion (Verlauf 1210) auf Grundlage der Zeitkonstante des fehlerhaften Abschnitts 1222 (z. B. des degradierten Abschnitts) der asymmetrischen Sensorreaktion erzielt werden. Als Folge des Filterns ist die modifizierte Reaktion (Verlauf 1228) symmetrischer um die Stöchiometrie als die bei Verlauf 1210 gezeigte degradierte Reaktion. Wie bei Verlauf 1228 gezeigt, sind die mager-Spitzenamplitude 1230 und die fett-e Spitzenamplitude 1232 im Wesentlichen gleich. In anderen Beispielen können sich die mager-Spitzenamplitude 1230 und die fett-Spitzenamplitude 1232 der modifizierten Reaktion innerhalb eines Schwellenwerts voneinander befinden. Dieser Schwellenwert kann geringer sein als die Differenz aus der fett-Spitzenamplitude 1214 und der mager-Spitzenamplitude 1216 der asymmetrischen degradierten Reaktion (Verlauf 1210). Somit ist das durchschnittliche gefilterte Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem durchschnittlichen befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Es ist anzumerken, dass der Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Beispiel aus 12 bei etwa 1 liegt. In anderen Beispielen kann der Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von 1 verschieden sein. Die asymmetrische Sensorreaktion kann gefiltert werden, um einen Durchschnitt aufzuweisen, der gleich dem Durchschnitt des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist.
13 zeigt ein Verfahren 1300 zum Anpassen von Parametern der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Art und Stärke der Sensordegradierung. Die Abgassensorsteuerung kann eine PI-Steuerung und eine antizipatorische Steuerung (wie etwa einen SP-Verzögerungskompensator) beinhalten. Das Verfahren 1300 kann durch die Steuerung 12 und/oder die dedizierte Steuerung 140 durchgeführt werden und kann während 920 des in 9 beschriebenen Verfahrens 900 ausgeführt werden. Als ein Beispiel werden/wird die Zeitkonstante und/oder Zeitverzögerung der degradierten Sensorreaktion in Bezug auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt. Diese Parameter können hierin als die degradierte (z. B. fehlerhafte) Zeitkonstante, T_C-F , und die degradierte Zeitverzögerung, T_D-f , bezeichnet werden. Die degradierte Zeitkonstante und Zeitverzögerung können dann zusammen mit der nominalen Zeitkonstante, Tc-nom, und der nominalen Zeitverzögerung, T_D-nom , verwendet werden, um Parameter der antizipatorischen Steuerung und der PI-Steuerung zu bestimmen. Wie vorangehend erörtert, können die angepassten Steuerungsparameter eine Proportionalverstärkung, Kp, eine Integralverstärkung, K_I , eine Steuerungszeitkonstante, T_C-SP , und eine Steuerungszeitverzögerung, T_D-SP einschließen. Die angepassten Steuerungsparameter können ferner auf den nominalen Systemparametern basieren (z. B. den Parametern, die in der antizipatorischen Steuerung voreingestellt sind).
Bei 1302 bestimmt das Verfahren, ob der Sensor eine Sensorfilterdegradierung aufweist. Wenn die Antwort JA lautet, geht das Verfahren 1300 zu Schritt 1310 über, bei dem das Motorsystem durch ein Modell der ersten Ordnung angenähert wird und die Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Zeitkonstante angepasst werden. Wenn die Antwort bei 1302 NEIN lautet, geht das Verfahren 1300 zu 1304 über, um zu bestimmen, ob es sich bei der Degradierung um eine Verzögerungsdegradierung handelt. Wenn der Sensor eine Verzögerungsdegradierung aufweist, geht das Verfahren zu 1324 über, bei dem die Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung bestimmt werden. Wenn die Antwort bei 1304 NEIN lautet, bestimmt das Verfahren 1300, dass der Sensor keine Degradierung aufweist und bleiben die Steuerungsparameter gleich.
Bei 1310 beinhaltet das Verfahren 1300 Schätzen der degradierten Zeitkonstante, T_C-F , und der nominalen Zeitkonstante, T_C-nom . Bei der nominalen Zeitkonstante kann es sich um die Zeitkonstante handeln, die angibt, wie schnell der Sensor auf eine Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses reagiert, und diese kann offline auf Grundlage einer Funktion eines nicht degradierten Sensors bestimmt werden. Die degradierte Zeitkonstante kann unter Verwendung von einem beliebigen der Verfahren zum Bestimmen einer Degradierung bei 910 in dem Verfahren 900 geschätzt werden. Alternativ kann die zeitdegradierte Zeitkonstante auf Grundlage des gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geschätzt werden. Nach dem Bestimmen der degradierten Zeitkonstante T_C-F und der nominalen Zeitkonstante T_C-nom geht das Verfahren 1300 zu 1312 über, um das System der zweiten Ordnung durch ein Modell der ersten Ordnung (z. B. FOPD) anzunähern. Das Verfahren kann bei 1312 Anwenden einer Annäherung durch Halbierungsregel auf das degradierte System beinhalten. Die Annäherung durch Halbierungsregel beinhaltet Verteilen der kleineren Zeitkonstante (von der nominalen und degradierten Zeitkonstante) gleichmäßig auf die größere Zeitkonstante und die nominale Zeitverzögerung. Dies kann unter Verwendung der folgenden Gleichungen vorgenommen werden: $T_{C - Ä q u i v} = M A X (T_{C - F}, T_{C - n o m}) + \frac{1}{2} * M I N (T_{C - F}, T_{C - n o m})$
$T_{D - Ä q u i v} = T_{D - n o m} + \frac{1}{2} * M I N (T_{C - F}, T_{C - n o m})$
Wenn die degradierte Zeitkonstante T_C-F kleiner der nominalen Zeitkonstante T_C-nom ist, lassen sich die Gleichungen wie folgt umwandeln: $T_{C - Ä q u i v} = T_{C - n o m} + \frac{1}{2} T_{C - F}$
$T_{D - Ä q u i v} = T_{D - n o m} + \frac{1}{2} T_{C - F}$
Bei 1314 kann die Steuerung die Steuerungszeitkonstante, T_C-SP , und die Steuerungszeitverzögerung, T_D-SP , die in dem SP-Verzögerungskompensator (in der antizipatorischen Steuerung) verwendet werden durch die bestimmte äquivalente Zeitkonstante T_C-Äquiv , und äquivalente Zeitverzögerung T_D-Äquiv ersetzen.
Bei 1316 bestimmt die Steuerung einen Zwischenmultiplikator, alpha. Der Zwischenmultiplikator ist durch die folgende Gleichung definiert: $A l p h a = \frac{T_{D - n o m}}{(T_{D - Ä q u i v})}$
Der Zwischenmultiplikator alpha kann verwendet werden, um die Integralverstärkung K_I der PI-Steuerung bei 1318 zu bestimmen. Die Integralverstärkung K_I wird aus der folgenden Gleichung bestimmt: $K_{I} = a l p h a * K_{I - n o m}$
Wobei K_I-nom die nominale Integralverstärkung der PI-Steuerung ist. Da alpha = 1 für eine Filterdegradierung, wird K_I auf dem Nominalwert beibehalten.
Bei 1320 bestimmt das Verfahren 1300 die Proportionalverstärkung der PI-Steuerung, Kp, auf Grundlage der Integralverstärkung K_I und der äquivalenten Zeitkonstante T_C-Äquiv . Die Proportionalverstärkung K_P wird aus der folgenden Gleichung bestimmt: $K_{P} = T_{C - Ä q u i v} * K_{I}$
Mit Ansteigen der Filterdegradierung (wie z. B. mit Ansteigen der degradierten Zeitkonstante) steigt die äquivalente Zeitkonstante T_C-Äquiv an, wodurch wiederum Kp ansteigt. Nach dem Bestimmen der neuen Steuerungsparameter kehrt das Verfahren zu 920 des Verfahrens 900 zurück und fährt mit 922 fort, um die neuen Steuerungsparameter auf die Steuerung des Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältni s se s anzuwenden.
Auf diese Weise können die Steuerungsverstärkungen, Zeitkonstante und Zeitverzögerung auf Grundlage der Stärke und Art des Degradierungsverhaltens eingestellt werden. Insbesondere können für eine Filterdegradierung (z. B. eine Zeitkonstantendegradierung) die Proportionalverstärkung, die Integralverstärkung und die Steuerungszeitkonstante und - zeitverzögerung (T_C-SP und T_D-SP ) auf Grundlage der degradierten Zeitkonstante eingestellt werden.
Bei 1324 beinhaltet das Verfahren 1300 Schätzen der degradierten Zeitverzögerung, T_D-F , und der nominalen Zeitverzögerung T_D-nom . Bei der nominalen Zeitverzögerung handelt es sich um die erwartete Verzögerung der Abgassensorreaktion auf eine Änderung des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Verzögerung davon, wann der Kraftstoff eingespritzt und verbrannt wird und sich das Abgas von der Brennkammer zu dem Abgassensor bewegt. Die degradierte Zeitverzögerung T_D-F kann bei 910 des Verfahrens 900 geschätzt werden. Alternativ kann die zeitdegradierte Zeitverzögerung auf Grundlage des gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geschätzt werden.
Nach dem Bestimmen der degradierten Zeitverzögerung T_D-F und der nominalen Zeitverzögerung T_D-nom , geht das Verfahren 1300 zu 1326 über, um die äquivalente Zeitverzögerung, T_D-Äquiv , auf Grundlage der degradierten Zeitverzögerung T_D-F und der nominalen Zeitverzögerung T_D-nom zu bestimmen. Die äquivalente Zeitverzögerung T_D-Äquiv kann durch die folgende Gleichung geschätzt werden: $T_{D - Ä q u i v} = T_{D - n o m} + T_{D - F}$
Auf diese Weise handelt es sich bei der äquivalenten Zeitverzögerung um eine zusätzliche Zeitverzögerung (z. B. eine degradierte Zeitverzögerung) nach der erwarteten Zeitverzögerung (z. B. der nominalen Zeitverzögerung).
Die Zeitkonstante ändert sich unter Umständen für eine Verzögerungsdegradierung nicht. Somit kann die äquivalente Zeitkonstante T_C-Äquiv bei 1328 auf die nominale Zeitkonstante T_C-nom eingestellt werden.
Bei 1330 kann das Verfahren 1300 die Steuerungszeitkonstante, T_C-SP , und die Steuerungszeitverzögerung, T_D-SP , die in dem SP-Verzögerungskompensator (in der antizipatorischen Steuerung) verwendet werden durch die bestimmte äquivalente Zeitkonstante T_C-Äquiv , und die äquivalente Zeitverzögerung T_D-Äquiv ersetzen. Für die Verzögerungsdegradierung kann die Steuerungszeitkonstante T_C-SP unverändert bleiben.
Bei 1332 bestimmt die Steuerung den Zwischenmultiplikator, alpha. Der Zwischenmultiplikator kann auf der degradierten Zeitverzögerung und der nominalen Zeitverzögerung basieren. Der Zwischenmultiplikator ist durch die folgende Gleichung definiert: $A l p h a = \frac{T_{D - n o m}}{(T_{D - n o m} + T_{D - f})}$
Der Zwischenmultiplikator alpha kann dann verwendet werden, um die Integralverstärkung K_I der PI-Steuerung bei 1334 zu bestimmen. Die Integralverstärkung K_I wird aus der folgenden Gleichung bestimmt: $K_{I} = a l p h a * K_{I - n o m}$
Wobei K_I-nom die nominale Integralverstärkung der PI-Steuerung ist. Mit Ansteigen der Verzögerungsdegradierung (wie etwa der degradierten Zeitkonstante) kann alpha ansteigen. Dies führt wiederum dazu, dass die Integralverstärkung K_I ansteigt. Somit kann die Integralverstärkung um einen höheren Betrag verringert werden als die degradierte Zeitverzögerung T_D-F und nimmt die Stärke der Verzögerungsdegradierung zu.
Bei 1336 bestimmt das Verfahren 1300 die Proportionalverstärkung, Kp, auf Grundlage der Integralverstärkung K_I und der äquivalenten Zeitkonstante T_C-Äquiv . Die Proportionalverstärkung K_P wird aus der folgenden Gleichung bestimmt: $K_{P} = T_{C - Ä q u i v} * K_{I}$
Da sich die äquivalente Zeitkonstante T_C-Äquiv für eine Verzögerungsdegradierung unter Umständen nicht ändert, kann die Proportionalverstärkung K_P auf der Integralverstärkung K_I basieren. Da K_I mit zunehmender degradierter Zeitverzögerung T_D-F abnimmt, nimmt die Proportionalverstärkung Kp somit ebenfalls ab. Nach dem Bestimmen der neuen Parameter der antizipatorischen Steuerung kehrt das Verfahren zu 920 des Verfahrens 900 zurück und fährt mit 922 fort, um die neuen Steuerungsparameter für die Steuerung des Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses anzuwenden.
Auf diese Weise können die Steuerungsverstärkungen, Zeitkonstante und Zeitverzögerung auf Grundlage der Stärke und Art des Degradierungsverhaltens eingestellt werden. Insbesondere können für eine Verzögerungsdegradierung (z. B. eine Zeitverzögerungsdegradierung) die Proportionalverstärkung, die Integralverstärkung und die Steuerungszeitverzögerung (T_D-SP ) auf Grundlage der degradierten Zeitverzögerung eingestellt werden, während die Steuerungszeitkonstante (T_C-SP ) beibehalten wird.
Wie vorangehend beschrieben, kann ein Motorverfahren Folgendes beinhalten: Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung als Reaktion auf eine Abgasrückkopplung von einem Abgassensor und Umwandeln einer asymmetrischen Degradierungssensorreaktion des Abgassensors in eine symmetrische Degradierungsreaktion auf Grundlage der Art und Stärke der asymmetrischen Sensorreaktion. Beispielsweise kann es sich bei der asymmetrischen Degradierungsreaktion um eine asymmetrische Verzögerungsdegradierungsreaktion mit einer degradierten Zeitverzögerung in lediglich einer Übergangsrichtung handeln. Das Umwandeln der asymmetrischen Verzögerungsreaktion in die symmetrischere Reaktion kann Filtern eines fehlerfreien Übergangs der asymmetrischen Sensorreaktion, jedoch nicht Filtern eines fehlerhaften Übergangs der asymmetrischen Sensorreaktion beinhalten. In einem Beispiel kann das Filtern des fehlerfreien Übergangs der asymmetrischen Sensorreaktion Filtern eines fett-mager-Übergangs der Sensorreaktion beinhalten, wenn es sich bei der Sensordegradierung um eine mager-fett-Art handelt. In einem weiteren Beispiel kann das Filtern des fehlerfreien Übergangs der asymmetrischen Sensorreaktion Filter eines mager-fett-Übergangs der Sensorreaktion beinhaltet, wenn es sich bei der Sensordegradierung um eine fett-mager-Art handelt. Ferner kann der fehlerfreie Übergang der asymmetrischen Sensorreaktion durch eine Menge auf Grundlage der Dynamik des fehlerhaften Übergangs der asymmetrischen Sensorreaktion gefiltert werden. In einem Beispiel kann die Stärke des degradierten Verzögerungsübergangs als Zeitverzögerung quantifiziert werden und wird der fehlerfreie Übergang der asymmetrischen Sensorverzögerungsreaktion auf Grundlage der Zeitverzögerung gefiltert. Das Verfahren kann ferner Einstellen von einem oder mehreren Parametern einer Abgassensorsteuerung des Abgassensors als Reaktion auf die gefilterte symmetrische Reaktion beinhalten. In einem Beispiel kann das Einstellen von einem oder mehreren Parametern der Abgassensorsteuerung Anpassen des einen oder der mehreren Parameter auf Grundlage der Zeitverzögerung und Zeitkonstante der gefilterten symmetrischen Reaktion beinhalten. Der Motor wird dann mit der angepassten Luft-Kraftstoff-Steuerung als Reaktion auf eine Rückkopplung von der gefilterten symmetrischen Reaktion betrieben.
Der technische Effekt des Modifizierens der asymmetrischen Sensorreaktion zu einer symmetrischen Reaktion besteht darin, dass der asymmetrische Motorbetrieb vermieden werden kann. Der technische Effekt des Filterns des fehlerfreien Abschnitts der Sensorreaktion besteht darin, dass die gefilterte Reaktion dieselbe Dynamik aufweisen kann, wenn das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zunimmt und abnimmt, und dass das durchschnittliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis der gefilterten Sensorreaktion gleich dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis sein kann. Der technische Effekt des Einstellens der Steuerungsparameter auf Grundlage der Sensordegradierung besteht darin, dass die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Befehlsnachverfolgung zunehmen kann und die Stabilität der Steuerung zunehmen kann.
Als eine Ausführungsform umfasst ein Verfahren Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorreaktion; und Einstellen der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet die asymmetrische Sensorreaktion eine Sensorreaktion mit einer verschiedenen Dynamik, wenn ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner Bestimmen einer ersten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine erste Richtung übergeht; Bestimmen einer zweiten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine zweite, verschiedene Richtung übergeht; und Bestimmen der asymmetrischen Sensorreaktion als Reaktion darauf, dass sich die erste Zeitverzögerung von der zweiten Zeitverzögerung unterscheidet. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die erste Zeitverzögerung geringer ist als die zweite Zeitverzögerung und die Zeitverzögerungen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht, gleich der zweiten Zeitverzögerung sind. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf gleich einem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf ist. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner Bestimmen einer Art der Sensordegradierung und einer Stärke der Sensordegradierung auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Generieren des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Art und der Stärke der Sensordegradierung. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis fünften Beispiel und beinhaltet ferner Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über eine Abgassensorsteuerung und Anpassen von einem oder mehreren Parametern der Steuerung als Reaktion auf die Art der Sensordegradierung und der Stärke der Sensordegradierung. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Abgassensorsteuerung einen Rückkopplungssteuerablauf und einen Smith-Prädiktor beinhaltet. Ein achtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis siebten Beispiel und beinhaltet ferner Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über die angepasste Abgassteuerung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Als eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren Betreiben von Motorkomponenten mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Bestimmen einer Sensordegradierung auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensordegradierung, wobei das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine symmetrische Reaktion aufweist; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet das Bestimmen der Sensordegradierung Bestimmen einer Zeitkonstante und einer Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Bezug auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Verzögern eines fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorverzögerungsdegradierung beinhaltet. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Filtern eines fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Zeitkonstante als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorfilterdegradierung beinhaltet. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner Einstellen der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Rückkopplung des gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das eine Abgassensorsteuerung modifiziert hat, wobei Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Sensordegradierung angepasst werden. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung oder der Zeitkonstante angepasst werden.
Als noch eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein Motorsystem einen Motor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem beinhaltet; einen Abgassensor, der an einen Abgaskanal des Motors gekoppelt ist, wobei der Abgassensor eine asymmetrische Sensordegradierung aufweist; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die zu Folgendem konfiguriert ist: Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über den Sensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; und Einstellen des Kraftstoffeinspritzsystems auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. In einem ersten Beispiel für das Motorsystem ist die Steuerung ferner zum Ausgleichen der Sensordegradierung mit einer antizipatorischen Steuerung konfiguriert. Ein zweites Beispiel für das Motorsystem beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der antizipatorischen Steuerung zugeführt wird. Ein drittes Beispiel für das Motorsystem beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Steuerung ferner zum Bestimmen einer Zeitverzögerung und einer Zeitkonstante durch Vergleichen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis konfiguriert ist. Ein viertes Beispiel für das Motorsystem beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Steuerung ferner zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung als Reaktion auf eine Verzögerungsdegradierung und zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitkonstante als Reaktion auf eine Filterdegradierung konfiguriert ist.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzabläufe mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -abläufe können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Abläufe können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine/r oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in dem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Abläufe beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorreaktion; und Einstellen der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die asymmetrische Sensorreaktion eine Sensorreaktion mit einer verschiedenen Dynamik, wenn ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Bestimmen einer ersten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine erste Richtung übergeht; Bestimmen einer zweiten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine zweite, verschiedene Richtung übergeht; und Bestimmen der asymmetrischen Sensorreaktion als Reaktion darauf, dass sich die erste Zeitverzögerung von der zweiten Zeitverzögerung unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Zeitverzögerung geringer als die zweite Zeitverzögerung und sind die Zeitverzögerungen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht, gleich der zweiten Zeitverzögerung.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf gleich einem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Bestimmen einer Art der Sensordegradierung einer Stärke der Sensordegradierung auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Generieren des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Art und der Stärke der Sensordegradierung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über eine Abgassensorsteuerung und Anpassen von einem oder mehreren Parametern der Steuerung als Reaktion auf die Art der Sensordegradierung und der Stärke der Sensordegradierung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Abgassensorsteuerung einen Rückkopplungssteuerablauf und einen Smith-Prädiktor.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über die angepasste Abgassteuerung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gekennzeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Betreiben von Motorkomponenten mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Bestimmen einer Sensordegradierung auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensordegradierung, wobei das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine symmetrische Reaktion aufweist; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Bestimmen der Sensordegradierung Bestimmen einer Zeitkonstante und einer Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Bezug auf das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Verzögern eines fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorverzögerungsdegradierung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Modifizieren des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Filtern eines fehlerfreien Abschnitts des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Zeitkonstante als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorfilterdegradierung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Einstellen der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Rückkopplung des gefilterten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das durch eine Abgassensorsteuerung modifiziert wurde, wobei Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Sensordegradierung angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung oder der Zeitkonstante angepasst.
Gemäß der vorliegende Erfindung ist ein Motorsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem beinhaltet; und einen Abgassensor, der an einen Abgaskanal des Motors gekoppelt ist, wobei der Abgassensor eine asymmetrische Sensordegradierung aufweist; eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die zu Folgendem konfiguriert ist: Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über den Sensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; und Einstellen des Kraftstoffeinspritzsystems auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zum Ausgleichen der Sensordegradierung mit einer antizipatorischen Steuerung konfiguriert.
Gemäß einer Ausführungsform wird das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der antizipatorischen Steuerung zugeführt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zum Bestimmen einer Zeitverzögerung und einer Zeitkonstante durch Vergleichen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis konfiguriert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung als Reaktion auf eine Verzögerungsdegradierung und zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitkonstante als Reaktion auf eine Filterdegradierung konfiguriert.

Claims

Verfahren, umfassend: Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über einen Abgassensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion auf eine asymmetrische Sensorreaktion; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die asymmetrische Sensorreaktion eine Sensorreaktion mit einer verschiedenen Dynamik beinhaltet, wenn ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer ersten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine erste Richtung übergeht; Bestimmen einer zweiten Zeitverzögerung des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis in eine zweite, verschiedene Richtung übergeht; und Bestimmen der asymmetrischen Sensorreaktion als Reaktion darauf, dass sich die erste Zeitverzögerung von der zweiten Zeitverzögerung unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Zeitverzögerung geringer ist als die zweite Zeitverzögerung und die Zeitverzögerungen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Reaktion darauf, dass das befohlene Luft-Kraftstoff-Verhältnis in verschiedene Richtungen übergeht, gleich der zweiten Zeitverzögerung sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf gleich einem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Zeitverlauf ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer Art der Sensordegradierung und einer Stärke der Sensordegradierung auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Generieren des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grundlage der Art und der Stärke der Sensordegradierung.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassen Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über eine Abgassensorsteuerung und Anpassen von einem oder mehreren Parametern der Steuerung als Reaktion auf die Art der Sensordegradierung und der Stärke der Sensordegradierung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Abgassensorsteuerung einen Rückkopplungssteuerablauf und einen Smith-Prädiktor beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Einstellen der Kraftstoffeinspritzung über die angepasste Abgassteuerung auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Parameter der Abgassensorsteuerung auf Grundlage einer Zeitverzögerung oder einer Zeitkonstante des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis angepasst werden.
Motorsystem, umfassend: einen Motor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem beinhaltet; einen Abgassensor, der an einen Abgaskanal des Motors gekoppelt ist, wobei der Abgassensor eine asymmetrische Sensordegradierung aufweist; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die zu Folgendem konfiguriert ist: Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über den Sensor; Generieren eines modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer symmetrischen Reaktion auf Grundlage des erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; und Einstellen des Kraftstoffeinspritzsystems auf Grundlage des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Motorsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zum Ausgleichen der Sensordegradierung mit einer antizipatorischen Steuerung konfiguriert ist.
Motorsystem nach Anspruch 12, wobei das modifizierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis der antizipatorischen Steuerung zugeführt wird.
Motorsystem nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner zum Bestimmen einer Zeitverzögerung und einer Zeitkonstante durch Vergleichen des modifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis konfiguriert ist.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei die Steuerung ferner zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitverzögerung als Reaktion auf eine Verzögerungsdegradierung und zum Anpassen von Parametern der antizipatorischen Steuerung auf Grundlage der Zeitkonstante als Reaktion auf eine Filterdegradierung konfiguriert ist.