DE102020104777A1 - Anomaliedetektionsvorrichtung für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, anomaliedetektionssystem für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, datenanalysevorrichtung und steuerungsvorrichtung für brennkraftmaschine - Google Patents

Anomaliedetektionsvorrichtung für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, anomaliedetektionssystem für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, datenanalysevorrichtung und steuerungsvorrichtung für brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102020104777A1
DE102020104777A1 DE102020104777.0A DE102020104777A DE102020104777A1 DE 102020104777 A1 DE102020104777 A1 DE 102020104777A1 DE 102020104777 A DE102020104777 A DE 102020104777A DE 102020104777 A1 DE102020104777 A1 DE 102020104777A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
fuel ratio
value
map
series data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102020104777.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102020104777B4 (de
Inventor
Harufumi Muto
Akihiro Katayama
Kohei Mori
Yosuke Hashimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE102020104777A1 publication Critical patent/DE102020104777A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102020104777B4 publication Critical patent/DE102020104777B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0226—Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/0035—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions to achieve a special effect, e.g. to warm up the catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004—Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042—Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1405—Neural network control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1445—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being related to the exhaust flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409—Addressing techniques specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854—Details of the absorption canister
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0872—Details of the fuel vapour pipes or conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0045—Estimating, calculating or determining the purging rate, amount, flow or concentration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Es wird eine Anomaliedetektionsvorrichtung für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84) bereitgestellt. In einem Auslasskanal (32) ist der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84) vorgesehen. Eine Speichervorrichtung (76; 126) speichert Kennfelddaten (76a; 126a), die ein Kennfeld spezifizieren. Das Kennfeld gibt eine Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) aus, indem es erste Zeitreihendaten und zweite Zeitreihendaten als Eingabe verwendet. Die ersten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Überschussmengengröße (Qi) in einem ersten vorherbestimmten Zeitraum. Die Überschussmengengröße (Qi) ist eine Größe, die einer tatsächlich in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Überschussmenge an Kraftstoff im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge entspricht, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Fluid enthalten ist, Die zweiten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße in einem zweiten vorherbestimmten Zeitraum.

Description

  • STAND DER TECHNIK
  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Anomaliedetektionsvorrichtung für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, ein Anomaliedetektionssystem für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, eine Datenanalysevorrichtung, eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Detektion einer Anomalie eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Die japanische offengelegte Patentschrift Nr. 2009-2280 beschreibt ein Beispiel einer Steuerungsvorrichtung, die, beispielsweise anhand von Änderungen der Betätigung des Fahrpedals, einen Zeitpunkt erkennt, an dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich stark zu ändern beginnt. Die Erkennung eines solchen Zeitpunkts bewirkt, dass die Steuerungsvorrichtung sequenziell einen Differenzwert zwischen dem vorhergehenden Wert und dem aktuellen Wert des berechneten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kumuliert. Das berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird anhand der Kraftstoffeinspritzmenge und der Ansaugluftmenge berechnet. Wenn der integrierte Wert der Differenzwerte größer oder gleich einem vorherbestimmten Wert ist und der Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors kleiner oder gleich einem Ansprechanomalie-Bestimmungswert ist, stellt die Steuerungsvorrichtung fest, dass eine Anomalie im Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors vorliegt.
  • Die oben beschriebene Steuerungsvorrichtung vergleicht den Ansprechanomalie-Bestimmungswert nur mit dem Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, wenn der integrierte Wert größer oder gleich dem vorherbestimmten Wert ist. Bevor also der integrierte Wert den vorherbestimmten Wert erreicht, kann die oben beschriebene Steuerungsvorrichtung die durch den Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor angezeigten Informationen nicht für die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie nutzen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Kurzfassung soll in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorstellen, die weiter unten in der detaillierten Beschreibung dann näher beschrieben werden. Die Kurzfassung bezweckt nicht die Herausarbeitung von zentralen oder wesentlichen Merkmalen des beanspruchten Gegenstands und dient auch nicht als Hilfestellung zur Bestimmung des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands.
  • Es folgt eine Beschreibung von Beispielen.
  • Beispiel 1. Eine Anomaliedetektionsvorrichtung ist für einen in einem Auslasskanal einer Brennkraftmaschine vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor bestimmt. Die Anomaliedetektionsvorrichtung umfasst eine Speichervorrichtung und eine Ausführungsvorrichtung. Die Speichervorrichtung speichert Kennfelddaten, die ein Kennfeld spezifizieren. Das Kennfeld gibt eine Anomaliebestimmungsgröße aus und greift dazu auf erste Zeitreihendaten und zweite Zeitreihendaten als Eingabe zurück. Die ersten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Überschussmengengröße in einem ersten vorherbestimmten Zeitraum. Bei der Überschussmengengröße handelt es sich um eine Größe entsprechend einer tatsächlich in den Auslasskanal ausgetragenen Überschussmenge von Kraftstoff im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit dem Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal ausgetragenen Fluid enthalten ist. Die zweiten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße in einem zweiten vorherbestimmten Zeitraum. Bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße handelt es sich um eine auf einen Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bezogene Größe. Bei der Anomaliebestimmungsgröße handelt es sich um eine Größe, die auf das Vorliegen und Nichtvorliegen einer Anomalie, welche die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors vermindert, bezogen ist. Die Ausführungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, einen Erfassungsprozess, einen Berechnungsprozess und einen Behandlungsprozess auszuführen. Im Erfassungsprozess erfasst die Ausführungsvorrichtung die ersten Zeitreihendaten und die zweiten Zeitreihendaten. Im Berechnungsprozess gibt die Ausführungsvorrichtung die durch den Erfassungsprozess erfassten ersten Zeitreihendaten und zweiten Zeitreihendaten in das Kennfeld ein, um einen Wert der Anomaliebestimmungsgröße zu berechnen. Wenn das Berechnungsergebnis des Berechnungsprozesses eine Anomalie anzeigt, steuert die Ausführungsvorrichtung im Behandlungsprozess eine vorherbestimmte Hardware an, um die Anomalie zu bearbeiten.
  • In der oben beschriebenen Ausgestaltung werden die unverbrannte Kraftstoffmenge und die Sauerstoffmenge im Fluid, dem der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ausgesetzt ist, den ersten Zeitreihendaten entnommen. Das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors wird den zweiten Zeitreihendaten entnommen. Dies gestattet eine Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße. Insbesondere wird der Wert der Anomaliebestimmungsgröße auf Grundlage der zweiten Zeitreihendaten berechnet. Das heißt, die oben beschriebene Ausgestaltung berechnet den Wert der Anomaliebestimmungsgröße auf der Grundlage detaillierterer Informationen über das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors als beispielsweise eine Ausgestaltung, bei der die Anomaliebestimmung ausgehend davon erfolgt, ob der Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors innerhalb eines vorherbestimmten Zeitraums einen vorherbestimmten Wert erreicht oder nicht. Ob die Anomalie vorliegt oder nicht vorliegt, wird somit auf Grundlage der detaillierteren Informationen über das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bestimmt.
  • Beispiel 2. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß Beispiel 1 enthält die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine zeitlich variierende Größe. Die zeitlich variierende Größe ist eine Größe mit Bezug auf die zeitliche Veränderung des Detektionswertes in einem Abtastzeitraum für einen Wert jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße, welche die zweiten Zeitreihendaten konfiguriert.
  • Für die Anzeige von Änderungen des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors wird nur die zeitlich variierende Größe herangezogen. In der obigen Ausgestaltung wird die zeitlich variierende Größe verwendet, und somit erfolgt die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie auf der Grundlage von detaillierteren Informationen über das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors als beispielsweise in einer Ausgestaltung, bei der sämtliche Zeitreihendaten als Detektionswert verwendet werden.
  • Beispiel 3. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß Beispiel 1 oder 2 enthält die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine Differenzgröße. Die Differenzgröße (ΔAfu) ist eine Größe mit Bezug auf eine Differenz zwischen einem lokalen Maximum des Detektionswertes (Afu) und einem lokalen Minimum des Detektionswertes (Afu) in einem Abtastzeitraum für einen Wert jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße, welche die zweiten Zeitreihendaten konfiguriert.
  • Für die Anzeige von Änderungen des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors wird nur die Differenzgröße herangezogen. In der obigen Ausgestaltung wird die Differenzgröße verwendet, und somit erfolgt die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie ausgehend von detaillierteren Informationen über das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors als beispielsweise in einer Ausgestaltung, bei der sämtliche Zeitreihendaten als Detektionswert verwendet werden.
  • Beispiel 4. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 wird die Überschussmengengröße auf Grundlage einer von einem Kraftstoffeinspritzventil der Brennkraftmaschine eingespritzten Ist-Kraftstoffmenge bestimmt.
  • In der obigen Ausgestaltung basiert die Überschussmengengröße auf der tatsächlich eingespritzten Menge an Kraftstoff. Die Überschussmengengröße drückt also mit hoher Genauigkeit die überschüssige Kraftstoffmenge, die tatsächlich in den Auslasskanal ausgetragen wird, im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge aus, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit dem Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal ausgetragenen Fluid enthalten ist.
  • Beispiel 5. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 umfasst die Brennkraftmaschine einen Behälter, der für das Sammeln von Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank eingerichtet ist, den Kraftstofftank, der einen aus einem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoff bevorratet, einen Spülkanal, der dazu eingerichtet ist, den Behälter mit einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine zu verbinden, und eine Reguliervorrichtung, die zur Regulierung einer Durchflussmenge des Kraftstoffdampfes eingerichtet ist, wobei der Kraftstoffdampf aus dem Behälter über den Spülkanal in den Einlasskanal strömt. Die Überschussmengengröße enthält eine Spülgröße, bei der es sich um eine auf die Durchflussmenge des Kraftstoffdampfes bezogene Größe handelt.
  • Wenn Kraftstoffdampf vom Behälter in den Einlasskanal strömt, beeinflusst der Kraftstoffdampf die Steuerbarkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-KraftstoffGemisches im Brennraum. Dies kann schließlich zu Änderungen der Sauerstoffmenge und der in den Auslasskanal ausgetragenen unverbrannten Kraftstoffmenge führen. Diesbezüglich wird in der obigen Ausgestaltung die Spülgröße zur Ausgestaltung der Überschussmengengröße verwendet. Insbesondere kann die Überschussmengengröße eine Kombination verschiedener Größen sein, einschließlich der Spülgröße, bei der es sich um eine auf die Durchflussmenge des Kraftstoffdampfes bezogene Größe handelt. Dies gestattet die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße unter Einrechnung der Wirkung des Kraftstoffdampfes.
  • Beispiel 6. In der Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 5 umfasst die Brennkraftmaschine eine dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor im Auslasskanal vorgeschaltete Zwangsinduktionsvorrichtung. Der Auslasskanal weist einen Bypasskanal auf, der die Zwangsinduktionsvorrichtung umgeht. Der Bypasskanal weist eine Strömungspfad-Querschnittsfläche auf, die über ein Ladedruckregelventil reguliert wird. Die Eingabe zum Kennfeld enthält eine Strömungspfadgröße, bei der es sich um eine auf die Strömungspfad-Querschnittsfläche des Bypasskanals bezogene Größe handelt. Der Erfassungsprozess umfasst einen Prozess, der die Strömungspfadgröße erfasst. Der Berechnungsprozess umfasst einen Prozess, der auf Grundlage einer Ausgabe des Kennfelds, bei der auch die Strömungspfadgröße in der Eingabe zum Kennfeld mit enthalten ist, den Wert der Anomaliebestimmungsgröße berechnet.
  • Mit unterschiedlichem Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils kann der Strömungszustand des zur Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorseite strömenden Fluids unterschiedlich sein. Die Ansprechempfindlichkeit eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors kann je nach Strömungszustand des Fluids unterschiedlich sein. Diesbezüglich erfolgt in der obigen Ausgestaltung die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße anhand der Ausgabe des Kennfelds, welche die Strömungspfadgröße als Eingabe zum Kennfeld mit enthält. Dies gestattet die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße unter Einrechnung der Wirkung des Strömungszustands des Fluids auf die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
  • Beispiel 7. In der Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 6 umfasst die Brennkraftmaschine einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal), der dazu eingerichtet ist, den Auslasskanal mit einem Einlasskanal zu verbinden, und ein AGR-Ventil, das dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge eines vom Auslasskanal über den AGR-Kanal in den Einlasskanal strömenden Fluids zu regulieren. Die Eingabe zum Kennfeld enthält eine AGR-Größe, bei der es sich um eine Größe handelt, die auf die Durchflussmenge des aus dem Auslasskanal in den Einlasskanal strömenden Fluids bezogen ist. Der Erfassungsprozess umfasst einen Prozess, der die AGR-Größe erfasst. Der Berechnungsprozess umfasst einen Prozess, der anhand einer Ausgabe des Kennfelds, bei der auch die AGR-Größe in der Eingabe zum Kennfeld mit enthalten ist, den Wert der Anomaliebestimmungsgröße berechnet.
  • Die Komponenten des Fluids, dem der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ausgesetzt ist, schwanken je nach Durchflussmenge des aus dem Auslasskanal über den Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) zum Einlasskanal strömenden Fluids. Infolgedessen kann dies den Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors beeinflussen. Diesbezüglich erfolgt in der obigen Ausgestaltung die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße anhand der Ausgabe des Kennfelds, welche die AGR-Größe als Eingabe zum Kennfeld mit enthält. Dies gestattet die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße unter Einrechnung der Wirkung der Durchflussmenge der aus dem Auslasskanal über den AGR-Kanal zum Einlasskanal strömenden Abluft auf den Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
  • Beispiel 8. In der Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 7 umfasst die Brennkraftmaschine eine Ventilkenngrößenvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Ventilkennlinie eines Einlassventils zu ändern. Die Eingabe zum Kennfeld enthält eine Ventilkennliniengröße, bei der es sich um eine auf die Ventilkennlinie bezogene Größe handelt. Der Erfassungsprozess umfasst einen Prozess, der die Ventilkennliniengröße erfasst. Der Berechnungsprozess umfasst einen Prozess, der anhand einer Ausgabe des Kennfelds, bei der auch die Ventilkennliniengröße in der Eingabe zum Kennfeld mit enthalten ist, den Wert der Anomaliebestimmungsgröße berechnet.
  • Die interne AGR-Menge ändert sich in Abhängigkeit von den Ventilkennlinien, und die Komponenten des Fluids, dem der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ausgesetzt ist, variieren in Abhängigkeit von der internen AGR-Menge. Die Ventilkennlinien können also den Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors beeinflussen. Darüber hinaus kann es je nach den Ventilkennlinien zu einer Ventilüberschneidung (Scavenging) kommen. Scavenging ist ein Prozess, bei dem aus dem Einlasskanal angesaugte Luft im Brennraum keine Verbrennung erfährt und in den Auslasskanal abgeführt wird. Die Menge der über das Scavenging in den Auslasskanal ausgetragenen Luft ändert sich in Abhängigkeit von den Ventilkennlinien. Der Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors ändert sich in Abhängigkeit von der Luftmenge, die keine Verbrennung erfährt und in den Auslasskanal ausgetragen wird. Diesbezüglich erfolgt in der obigen Ausgestaltung die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße anhand der Ausgabe des Kennfelds, welche die Ventilkennliniengröße als Eingabe zum Kennfeld mit enthält. Dies gestattet die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgröße unter Einrechnung der Auswirkungen der internen AGR-Menge und der Scavenging-bedingten Luftmenge auf den Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
  • Beispiel 9. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 8 umfasst der Berechnungsvorgang einen Prozess, der den Wert der Anomaliebestimmungsgröße anhand der vom Erfassungsprozess erfassten ersten Zeitreihendaten und zweiten Zeitreihendaten unter der Bedingung berechnet, dass eine Durchflussmenge des in den Auslasskanal ausgetragenen Fluids in einem vorherbestimmten Bereich liegt.
  • Die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors kann je nach Durchflussmenge des Fluids unterschiedlich sein. Wenn die Durchflussmenge des Fluids verschiedene Werte aufweist und der Wert der Anomaliebestimmungsgröße berechnet wird, steigen somit die Anforderungen, die an ein Kennfeld gestellt werden. Das kann die Struktur des Kennfelds verkomplizieren. Diesbezüglich wird in der obigen Ausgestaltung der Wert der Anomaliebestimmungsgröße anhand der erfassten ersten Zeitreihendaten und zweiten Zeitreihendaten berechnet, wenn die Durchflussmenge des Fluids innerhalb des vorherbestimmten Bereichs liegt. Der Wert der Anomaliebestimmungsgröße wird mit einem Kennfeld einfacher Struktur mit hoher Genauigkeit berechnet.
  • Beispiel 10. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 9 ist der Auslasskanal mit einem Katalysator versehen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist ein anströmseitig vorgeschalteter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der auf einer Anströmseite des Katalysators im Auslasskanal angeordnet ist. Ein abströmseitig nachgeschalteter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist auf einer Abströmseite des Katalysators im Auslasskanal vorgesehen. Die Ausführungsvorrichtung führt einen Hauptrückkopplungsprozess und einen Teilrückkopplungsprozess aus. Der Hauptrückkopplungsprozess regelt den Detektionswert des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Sollwert. Wenn der Detektionswert des abströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors um einen vorherbestimmten oder höheren Betrag fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, sorgt der Teilrückkopplungsprozess dafür, dass der Sollwert magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Wenn der Detektionswert des abströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses um einen vorherbestimmten oder höheren Betrag magerer als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, sorgt der Teilrückkopplungsprozess dafür, dass der Sollwert fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Bei der Synchronisation mit einem Zeitpunkt, an dem der Sollwert von fett auf mager geschaltet wird, und einem Zeitpunkt, an dem der Sollwert von mager auf fett geschaltet wird, stellt der Erfassungsprozess den ersten vorherbestimmten Zeitraum ein und stellt den zweiten vorherbestimmten Zeitraum nach dem ersten vorherbestimmten Zeitraum ein.
  • Die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bestimmt sich durch das Verhalten des Detektionswertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors entsprechend den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Diesbezüglich wird in der obigen Ausgestaltung eine Änderung des Sollwerts als Auslöser für die Bestimmung des ersten vorherbestimmten Zeitraums und des zweiten vorherbestimmten Zeitraums verwendet. Ein Kennfeld, das die Anomaliebestimmungsgröße ausgibt, kann anhand des Verhaltens des Detektionswertes entsprechend den Sollwertänderungen ausgestaltet werden. Das heißt, im Vergleich beispielsweise mit einer Ausgestaltung, bei der Zeitreihendaten an einem willkürlichen Zeitpunkt erfasst werden, wird in der obigen Ausgestaltung der Wert der Anomaliebestimmungsgröße mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitiger Vereinfachung der Kennfeldstruktur berechnet.
  • Beispiel 11. In der Anomaliedetektionsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 10 speichert die Speichervorrichtung als Kennfelddaten mehrere Arten von Kennfelddaten. Der Berechnungsprozess umfasst einen Auswahlprozess. Der Auswahlprozess wählt eine der mehreren Arten von Kennfelddaten als die Kennfelddaten, mit denen der Wert der Anomaliebestimmungsgröße berechnet wird.
  • Wenn in einer gegebenen Situation ein Kennfeld ausgebildet wird, das den Wert der Anomaliebestimmungsgröße mit hoher Genauigkeit ausgeben kann, weist das Kennfeld mit einiger Wahrscheinlichkeit eine komplizierte Struktur auf. Vor diesem Hintergrund werden in der obigen Ausgestaltung unterschiedliche Arten von Kennfelddaten bereitgestellt. Dies ermöglicht die Auswahl eines geeigneten Kennfelds je nach bestehender Situation. In diesem Fall kann jede der unterschiedlichen Arten von Kennfeld eine einfachere Struktur aufweisen als beispielsweise für den Fall, dass ein einziges Kennfeld in allen Situationen verwendet wird.
  • Beispiel 12. Ein Anomaliedetektionssystem ist für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor bestimmt. Das Anomaliedetektionssystem umfasst eine Ausführungsvorrichtung und die Speichervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 11. Die Ausführungsvorrichtung umfasst eine erste Ausführungsvorrichtung und eine zweite Ausführungsvorrichtung. Die erste Ausführungsvorrichtung ist an einem Fahrzeug montiert und dazu eingerichtet, den Erfassungsprozess, einen fahrzeugseitigen Sendeprozess, einen fahrzeugseitigen Empfangsprozess und den Behandlungsprozess auszuführen. Im fahrzeugseitigen Sendeprozess sendet die erste Ausführungsvorrichtung vom Erfassungsprozess erfasste Daten vom Fahrzeug nach draußen. Im fahrzeugseitigen Empfangsprozess empfängt die erste Ausführungsvorrichtung ein Signal, das auf dem vom Berechnungsprozess berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße basiert. Die zweite Ausführungsvorrichtung ist außerhalb des Fahrzeugs angeordnet und dazu eingerichtet, einen externen Empfangsprozess, den Berechnungsprozess und einen externen Sendeprozess auszuführen. Im externen Empfangsprozess empfängt die zweite Ausführungsvorrichtung die vom fahrzeugseitigen Sendeprozess gesendeten Daten. Im externen Sendeprozess sendet die zweite Ausführungsvorrichtung das Signal, das auf dem vom Berechnungsprozess berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße basiert, an das Fahrzeug.
  • In der obigen Ausgestaltung wird der Berechnungsprozess außerhalb des Fahrzeugs ausgeführt. Dies reduziert die Rechenlast in der fahrzeuginternen Vorrichtung.
  • Beispiel 13. Eine Datenanalysevorrichtung umfasst die zweite Ausführungsvorrichtung und die Speichervorrichtung gemäß Beispiel 12.
  • Beispiel 14. Eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine umfasst die erste Ausführungsvorrichtung gemäß Beispiel 12.
  • Beispiel 15. Ein Verfahren zur Detektion einer Anomalie eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors veranlasst einen Computer zur Ausführung des Erfassungsprozesses, des Berechnungsprozesses und des Behandlungsprozesses gemäß einem der Beispiele 1 bis 11.
  • Gemäß dem obigen Verfahren werden die gleiche Funktionsweise und Wirkung wie in Beispiel 1 erzielt.
  • Beispiel 16. Ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium speichert ein Programm eines Prozesses, der eine Anomalie eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors detektiert. Das Programm veranlasst einen Computer zur Ausführung des Erfassungsprozesses, des Berechnungsprozesses und des Behandlungsprozesses gemäß einem der Beispiele 1 bis 11.
  • Beispiel 17. Ein System ist für die Detektion einer Anomalie eines in einem Auslasskanal einer Brennkraftmaschine vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bestimmt. Das System umfasst die Ausführungsvorrichtung und die Speichervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 11. Die Ausführungsvorrichtung umfasst eine erste Ausführungsvorrichtung, eine zweite Ausführungsvorrichtung und eine Speichervorrichtung. Die Speichervorrichtung speichert Kennfelddaten, die ein Kennfeld spezifizieren. Das Kennfeld gibt eine Anomaliebestimmungsgröße aus und greift dazu auf erste Zeitreihendaten und zweite Zeitreihendaten als Eingabe zurück. Die ersten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Überschussmengengröße in einem ersten vorherbestimmten Zeitraum. Bei der Überschussmengengröße handelt es sich um eine Größe entsprechend einer tatsächlich in den Auslasskanal ausgetragenen Überschussmenge an Kraftstoff im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit dem Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal ausgetragenen Fluid enthalten ist. Die zweiten Zeitreihendaten sind Zeitreihendaten einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße in einem zweiten vorherbestimmten Zeitraum. Bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße handelt es sich um eine Größe mit Bezug auf einen Detektionswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors. Bei der Anomaliebestimmungsgröße handelt es sich um eine Größe mit Bezug auf das Vorliegen und Nichtvorliegen einer Anomalie, welche die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors vermindert. Die erste Ausführungsvorrichtung ist an einem Fahrzeug montiert und dazu eingerichtet, den Erfassungsprozess, einen fahrzeugseitigen Sendeprozess, einen fahrzeugseitigen Empfangsprozess und einen Behandlungsprozess auszuführen. Im Erfassungsprozess erfasst die erste Ausführungsvorrichtung die ersten Zeitreihendaten und die zweiten Zeitreihendaten. Im fahrzeugseitigen Sendeprozess sendet die erste Ausführungsvorrichtung vom Erfassungsprozess erfasste Daten vom Fahrzeug nach draußen. Im fahrzeugseitigen Empfangsprozess empfängt die erste Ausführungsvorrichtung ein Signal, das auf einem vom Berechnungsprozess berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße basiert. Wenn das Berechnungsergebnis des Berechnungsprozesses die Anomalie anzeigt, steuert die erste Ausführungsvorrichtung im Behandlungsprozess eine vorherbestimmte Hardware an, um die Anomalie zu behandeln. Die zweite Ausführungsvorrichtung ist außerhalb des Fahrzeugs angeordnet und dazu eingerichtet, einen externen Empfangsprozess, den Berechnungsprozess und einen externen Sendeprozess auszuführen. Im externen Empfangsprozess empfängt die zweite Ausführungsvorrichtung die vom fahrzeugseitigen Sendeprozess gesendeten Daten. Im Berechnungsprozess gibt die zweite Ausführungsvorrichtung die durch den Erfassungsprozess erfassten ersten Zeitreihendaten und zweiten Zeitreihendaten in das Kennfeld ein, um den Wert der Anomaliebestimmungsgröße zu berechnen. Im externen Sendeprozess sendet die zweite Ausführungsvorrichtung das Signal, das auf dem vom Berechnungsprozess berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße basiert, an das Fahrzeug.
  • Aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen werden weitere Merkmale und Aspekte deutlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Ansicht zur Darstellung der Ausgestaltung einer Steuerungsvorrichtung und eines Antriebssystems eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung einiger der Prozesse, die von einer Steuerungsvorrichtung der Ausführungsform im dargestellten Fahrzeug von 1 ausgeführt werden.
    • 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Vorgänge eines Prozesses, der durch ein Anomaliebehandlungsprogramm der Ausführungsform im dargestellten Fahrzeug von 1 definiert ist.
    • 4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Vorgänge eines Prozesses, der durch eine zweite Ausführungsform eines Anomaliebehandlungsprogramms definiert ist.
    • 5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Vorgänge eines Prozesses, der durch eine dritte Ausführungsform eines Anomaliebehandlungsprogramms definiert ist.
    • 6 ist eine Ansicht zur Darstellung der Ausgestaltung einer vierten Ausführungsform eines Anomaliedetektionssystems.
    • 7 ist ein Flussdiagramm mit den Teilen (a) und (b) zur Darstellung der Vorgänge eines von einem Anomaliedetektionssystem ausgeführten Prozesses.
  • In allen Zeichnungen und in der detaillierten Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, und in den Zeichnungen können die relative Größe, die Proportionen und die Darstellung von Elementen im Interesse der Deutlichkeit, Veranschaulichung und besseren Lesbarkeit übertrieben abgebildet sein.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Diese Beschreibung gewährleistet ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Einrichtungen und/oder Systeme. Abwandlungen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Einrichtungen und/oder Systeme sind für den durchschnittlichen Fachmann offenkundig. Abfolgen von Arbeitsschritten sind beispielhaft und können nach Maßgabe des durchschnittlichen Fachmanns geändert werden, außer bei Arbeitsschritten, die zwingend in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen. Beschreibungen von Funktionen und Bauweisen, die dem durchschnittlichen Fachmann gut bekannt sind, können ausgelassen sein.
  • Ausführungsbeispiele können unterschiedliche Formen annehmen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele begrenzt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch umfassend und vollständig und vermitteln dem durchschnittlichen Fachmann den vollständigen Umfang der Offenbarung.
  • Erste Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform einer Anomaliedetektionsvorrichtung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors entsprechend der vorliegenden Offenbarung unter Verweis auf die 1 bis 3 beschrieben.
  • 1 zeigt eine Steuerungsvorrichtung und eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Wie in 1 dargestellt, wird von einem Einlasskanal 12 einer Brennkraftmaschine 10 Luft angesaugt und strömt über eine Zwangsinduktionsvorrichtung 14 in die Abströmseite des Einlasskanals 12. Wenn ein Einlassventil 16 offen ist, strömt die Luft von der Abströmseite des Einlasskanals 12 in einen Brennraum 22, der durch einen Zylinder 18 und einen Kolben 20 definiert ist. Über ein Kraftstoffeinspritzventil 24 wird Kraftstoff in den Brennraum 22 eingespritzt. Im Brennraum 22 wird unter der Funkenentladung einer Zündvorrichtung 26 das Luft-Kraftstoff-Gemisch einer Verbrennung unterzogen. Die durch die Verbrennung erzeugte Energie wird über den Kolben 20 in Rotationsenergie einer Kurbelwelle 28 umgewandelt. Wenn ein Auslassventil 30 geöffnet ist, wird das einer Verbrennung ausgesetzte Luft-Kraftstoff-Gemisch als Abluft zu einem Auslasskanal 32 ausgetragen. Ein Dreiwegekatalysator (Katalysator) 34, der in der Lage ist, Sauerstoff zu speichern, ist der Zwangsinduktionsvorrichtung 14 abströmseitig im Auslasskanal 32 nachgelagert. Der Auslasskanal 32 weist zudem einen Bypasskanal 36 auf, der die Zwangsinduktionsvorrichtung 14 umgeht. Der Bypasskanal 36 ist mit einem Ladedruckregelventil (WGV) 38 versehen, das die Querschnittsfläche des Strömungspfads des Bypasskanals 36 reguliert.
  • Die Rotationskraft bzw. das Drehmoment der Kurbelwelle 28 wird über eine Steuerkette 40 an eine einlassseitige Nockenwelle 42 und eine auslassseitige Nockenwelle 44 übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraft der Steuerkette 40 über eine variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 an die einlassseitige Nockenwelle 42 übertragen. Die variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 ist ein Stellantrieb (Aktor), der die Drehphasendifferenz zwischen der Kurbelwelle 28 und der einlassseitigen Nockenwelle 42 verstellt, um den Ventilöffnungszeitpunkt des Einlassventils 16 zu regulieren.
  • Der Einlasskanal 12 ist mit dem Auslasskanal 32 über einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) 50 verbunden. Der AGR-Kanal 50 ist mit einem AGR-Ventil 52 versehen, das die Querschnittsfläche des Strömungspfads des AGR-Kanals 50 verstellt.
  • Der im Kraftstofftank 60 bevorratete Kraftstoff wird dem Kraftstoffeinspritzventil 24 zugeführt. Im Kraftstofftank 60 entstehender Kraftstoffdampf wird durch einen Behälter 62 gesammelt. Der Behälter 62 ist über einen Spülkanal 64 mit dem Einlasskanal 12 verbunden. Der Spülkanal 64 ist mit einer Pumpe 66 versehen, die Fluid von der Seite des Behälters 62, das heißt von der Anströmseite des Spülkanals 64, zur Seite des Einlasskanals 12, das heißt zur Abströmseite des Spülkanals 64, austrägt.
  • Die Steuerungsvorrichtung 70 ist dazu eingerichtet, die Brennkraftmaschine 10 zu steuern und die Betriebseinheiten der Brennkraftmaschine 10, wie das Kraftstoffeinspritzventil 24, die Zündvorrichtung 26, das Ladedruckregelventil 38, das AGR-Ventil 52, die variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 und die Pumpe 66, anzusteuern, um die Regelungsaspekte der Brennkraftmaschine 10, wie das Drehmoment und das Abgaskomponentenverhältnis, zu regeln. 1 zeigt die Ansteuersignale MS1 bis MS6 des Kraftstoffeinspritzventils 24, der Zündvorrichtung 26, des Ladedruckregelventils 38, des AGR-Ventils 52, der variablen Ventilzeitsteuervorrichtung 46 beziehungsweise der Pumpe 66.
  • Bei der Regelung der Regelungsaspekte bezieht sich die Steuerungsvorrichtung 70 auf eine von einem Luftmengenmesser 80 erfasste Ansaugluftmenge Ga und ein Ausgangssignal Scr eines Kurbelwinkelsensors 82. Die Steuerungsvorrichtung 70 bezieht sich außerdem auf einen anströmseitigen Detektionswert Afu, der von einem auf der Anströmseite des Katalysators 34 im Auslasskanal 32 vorgesehenen vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 erfasst wird, einen abströmseitigen Detektionswert Afd, der von einem auf der Abströmseite des Katalysators 34 vorgesehenen nachgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 86 erfasst wird, und ein Ausgangssignal Sca eines Nockenwinkelsensors 88.
  • Die Steuerungsvorrichtung 70 umfasst eine CPU 72, einen ROM 74, eine Speichervorrichtung 76 und eine Peripherieschaltung 77, die so eingerichtet sind, dass sie über ein lokales Netz 78 miteinander kommunizieren. Die Speichervorrichtung 76 ist ein elektrisch überschreibbarer nichtflüchtiger Speicher. Die Peripherieschaltung 77 umfasst beispielsweise eine Schaltung, die ein Taktsignal erzeugt, das einen internen Betrieb der Steuerungsvorrichtung 70 reguliert, eine Stromversorgungsschaltung und eine Rücksetzschaltung.
  • Die Steuerungsvorrichtung 70 vollzieht die Regelung der Regelungsaspekte mit einer CPU 72, die Programme ausführt, die in einem ROM 74 gespeichert sind.
  • 2 zeigt einige der Prozesse, die von der CPU 72 bei der Ausführung von im ROM 74 gespeicherten Programmen realisiert werden.
  • Ein Einlassphasendifferenz-Berechnungsprozess M10 berechnet eine Einlassphasendifferenz DIN anhand des Ausgangssignals Scr des Kurbelwinkelsensors 82 und des Ausgangssignals Sca des Nockenwinkelsensors 88. Die Einlassphasendifferenz DIN ist eine Phasendifferenz eines Drehwinkels der einlassseitigen Nockenwelle 42 im Verhältnis zum Drehwinkel der Kurbelwelle 28. Ein Soll-Einlassphasendifferenz-Berechnungsprozess M12 stellt ausgehend von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 eine Soll-Einlassphasendifferenz DIN* grundlegend variabel ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 durch die Drehzahl NE und den Aufladewirkungsgrad η definiert. Die CPU 72 berechnet die Drehzahl NE anhand des Ausgangssignals Scr des Kurbelwinkelsensors 82 und berechnet den Aufladewirkungsgrad η anhand der Drehzahl NE und der Ansaugluftmenge Ga. Der Aufladewirkungsgrad η ist ein Parameter, der die in den Brennraum 22 eingefüllte Luftmenge angibt.
  • Ein Einlassphasendifferenz-Regelprozess M14 gibt das Ansteuersignal MS5 an die variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 aus, um die variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 so anzusteuern, dass die Einlassphasendifferenz DIN auf Erreichung der Soll-Einlassphasendifferenz DIN* geregelt wird.
  • Vor allem bei hoher Last gibt ein Ladedruckregelprozess M16 das Ansteuersignal MS4 an das Ladedruckregelventil 38 aus, um das Ladedruckregelventil 38 so anzusteuern, dass der Öffnungsgrad θw des Ladedruckregelventils 38 verringert wird, was den Ladedruck erhöht.
  • Vor allem bei einer geringen Last gibt ein AGR-Regelprozess M18 ausgehend vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 das Ansteuersignal MS5 an das AGR-Ventil 52 aus, um den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 52 so anzusteuern, dass eine AGR-Rate Regr auf einen Wert größer null geregelt wird. Bei der AGR-Rate Regr handelt es sich um ein Verhältnis der Durchflussmenge der Abluft zur Summe der Durchflussmenge der in den Einlasskanal 12 angesaugten Luft und der Durchflussmenge der über den AGR-Kanal 50 in den Einlasskanal 12 einströmenden Abluft.
  • Ein Soll-Spülratenberechnungsprozess M20 berechnet eine Soll-Spülrate Rp* anhand des Aufladewirkungsgrads η. Bei der Spülrate handelt es sich um einen Wert, zu dessen Ermittlung die Durchflussmenge des aus dem Behälter 62 in den Einlasskanal 12 strömenden Fluids durch die Ansaugluftmenge Ga dividiert wird. Die Soll-Spülrate Rp* ist ein regelungsbezogener Sollwert der Spülrate.
  • Ein Spülventil-Ansteuerungsprozess M22 gibt ein Ansteuersignal MS6 an die Pumpe 66 aus, um die Pumpe 66 so anzusteuern, dass sie die Spülrate auf Soll-Spülrate Rp* bringt.
  • Ein Basis-Einspritzmengenberechnungsprozess M30 berechnet eine Basis-Einspritzmenge Qb anhand des Aufladewirkungsgrads η. Die Basis-Einspritzmenge Qb ist ein Basiswert der Kraftstoffmenge, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 22 auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt. Insbesondere kann, wenn der Aufladewirkungsgrad η in Prozent ausgedrückt ist, der Basis-Einspritzmengenberechnungsprozess M30 die Basis-Einspritzmenge Qb beispielsweise dadurch berechnen, dass der Aufladewirkungsgrad η mit der Kraftstoffmenge QTH, die 1 % des Aufladewirkungsgrads η entspricht und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt, multipliziert wird. Die Basis-Einspritzmenge Qb ist eine Kraftstoffmenge, die anhand der in den Brennraum 22 eingefüllten Luftmenge berechnet wird, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Erreichung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geregelt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis als Beispiel des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses genommen.
  • Ein Hauptrückkopplungsprozess M32 addiert eins zum Korrekturverhältnis δ, um einen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KAF zu berechnen. Das Korrekturverhältnis δ ist eine Betriebsmenge, die bewirkt, dass der anströmseitige Detektionswert Afu, der ein Rückführungsregelungsaspekt ist, über eine Rückführungsregelung den Sollwert Af* erreicht. Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KAF ist ein Korrekturkoeffizient für die Basis-Einspritzmenge Qb. Wenn das Korrekturverhältnis δ null beträgt, wird die Basis-Einspritzmenge Qb nicht korrigiert. Ist das Korrekturverhältnis δ größer als null, wird die Basis-Einspritzmenge Qb nach oben korrigiert. Ist das Korrekturverhältnis δ kleiner als null, wird die Basis-Einspritzmenge Qb nach unten korrigiert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Differenz zwischen dem Sollwert Af* und dem anströmseitigen Detektionswert Afu jeweils in ein Proportional-Element und ein Differential-Element eingegeben, und ein Integral-Element gibt einen integrierten Wert der der Differenz entsprechenden Werte aus. Die Summe der Ausgabewerte des Proportional-Elements, des Differential-Elements und des Integral-Elements wird als Korrekturverhältnis δ verwendet.
  • Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernprozess M34 aktualisiert sequenziell den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert LAF, so dass die Abweichung des Korrekturverhältnisses δ gegenüber null während eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernzeitraums vermindert wird. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernprozess M34 umfasst einen Prozess, der feststellt, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert LAF konvergiert ist, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwerts LAF kleiner oder gleich einem vorherbestimmten Wert ist.
  • Ein Spülkonzentration-Lernprozess M36 berechnet einen Spülkonzentration-Lernwert Lp anhand des Korrekturverhältnisses δ. Durch das Einströmen von Kraftstoffdampf aus dem Behälter 62 in den Brennraum 22 kann es dazu kommen, dass die Basis-Einspritzmenge Qb von einer Einspritzmenge abweicht, die nötig ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Erreichung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu regeln. Beim Spülkonzentration-Lernwert Lp handelt es sich um einen Wert, der dadurch ermittelt wird, dass ein Korrekturverhältnis, das die Abweichung der Basis-Einspritzmenge Qb von der notwendigen Einspritzmenge korrigiert, in einen Wert umwandelt, der 1 % der Spülrate entspricht. Wird die Soll-Spülrate Rp* auf einen Wert größer als null geregelt, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Ursache dafür, dass der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KAF von eins abweicht, wie folgt berücksichtigt. Es wird davon ausgegangen, dass die Abweichung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KAF von eins vollständig durch den aus dem Behälter 62 in den Brennraum 22 strömenden Kraftstoffdampf verursacht wird. Insbesondere wird das Korrekturverhältnis δ als ein Korrekturverhältnis betrachtet, das die durch das Einströmen von Kraftstoffdampf aus dem Behälter 62 in den Einlasskanal 12 verursachte Abweichung der Basis-Einspritzmenge Qb von der Einspritzmenge, die benötigt wird, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu regeln, korrigiert. Da jedoch das Korrekturverhältnis δ von der Spülrate abhängt, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Spülkonzentration-Lernwert Lp auf einen Betrag eingestellt, der einem Wert „δ/Rp“ entspricht, der 1 % der Spülrate entspricht. Insbesondere ist der Spülkonzentration-Lernwert Lp ein exponentieller gleitender Durchschnittsverarbeitungswert des Wertes „δ/Rp“, der 1 % der Spülrate entspricht. Es ist wünschenswert, dass der Spülkonzentration-Lernprozess M36 ausgeführt wird, wenn die Soll-Spülrate Rp* größer als null ist, und zwar unter der Bedingung, dass festgestellt wird, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert LAF konvergiert ist.
  • Ein Spülkorrekturverhältnis-Berechnungsprozess M38 multipliziert die Soll-Spülrate Rp* mit dem Spülkonzentration-Lernwert Lp, um ein Spülkorrekturverhältnis Dp zu berechnen. Das Spülkorrekturverhältnis Dp ist ein Wert kleiner oder gleich null.
  • Ein Additionsprozess M40 addiert den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert LAF und das Spülkorrekturverhältnis Dp zum Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KAF.
  • Ein Anforderungseinspritzmengen-Berechnungsprozess M42 multipliziert die Basis-Einspritzmenge Qb mit dem Ausgabewert des Additionsprozesses M40, um die Basis-Einspritzmenge Qb zu korrigieren und die Anforderungseinspritzmenge Qd zu berechnen.
  • Ein Einspritzventil-Ansteuerungsprozess M44 gibt das Ansteuersignal MS1 an das Kraftstoffeinspritzventil 24 aus, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 24 auf Grundlage der Anforderungseinspritzmenge Qd angesteuert wird.
  • Wenn der abströmseitige Detektionswert Afd um einen vorherbestimmten Betrag εr oder höheren Betrag fetter als der stöchiometrische Punkt Afs ist, der das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, bewirkt ein Teilrückkopplungsprozess M46, dass der Sollwert Af* um den vorgegebenen Betrag δ1 magerer als der stöchiometrischen Punkt Afs ist. Wenn der abströmseitige Detektionswert Afd um einen vorherbestimmten Betrag ε1 oder höheren Betrag magerer als der stöchiometrische Punkt Afs ist, bewirkt der Teilrückkopplungsprozess M46, dass der Sollwert Af* um den vorgegebenen Betrag δr fetter als der stöchiometrische Punkt Afs ist.
  • Es folgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Bestimmung, ob eine Anomalie des anströmseitig vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 vorliegt oder nicht vorliegt. In der Beschreibung bezeichnet der Ausdruck „Anomalie“ eine Anomalie, welche die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 vermindert.
  • 3 zeigt die Abläufe eines Prozesses in Bezug auf die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84. Der in 3 dargestellte Prozess wird durch die CPU 72 realisiert, die das Anomaliebehandlungsprogramm 74a, das in dem in 1 dargestellten ROM 74 gespeichert ist, zum Beispiel in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt ausführt. Die Nummer des Verfahrensschrittes des jeweiligen Prozesses wird nachfolgend mit einem Nummernzeichen unter Voranstellung des Buchstaben „S“ dargestellt.
  • In der dargestellten Prozessabfolge von 3 bestimmt die CPU 72, ob der Start-Merker F eins ist (S10). Start-Merker F gleich eins zeigt an, dass die Abtastung des Sensordetektionswerts, der auf eine Eingabegröße für die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 bezogen ist, gestartet ist. Wenn der Start-Merker null ist, zeigt dies an, dass die Abtastung nicht gestartet ist.
  • Wird festgestellt, dass der Start-Merker F null ist (S10: NEIN), bestimmt die CPU 72, ob der Absolutwert eines Wertes, der dadurch erhalten wird, dass der vorhergehende Wert Af*(n-1) vom aktuellen Wert Af*(n) des Sollwertes Af* subtrahiert wird, größer oder gleich einem vorherbestimmten Wert ΔAfth ist (S12). Der aktuelle Wert Af*(n) ist der Sollwert Af*, der zum Zeitpunkt der aktuellen Ausführung der in 3 dargestellten Abfolge von Prozessen verwendet wird. Der vorhergehende Wert Af*(n-1) ist der Sollwert Af*, der zum Zeitpunkt der vorherigen Ausführung der in 3 dargestellten Abfolge von Prozessen verwendet wird. Der vorherbestimmte Wert ΔAfth ist auf einen Wert eingestellt, der kleiner oder gleich der Summe aus dem angegebenen Betrag δ1 und dem angegebenen Betrag δr ist.
  • Zum Beispiel werden zwei Zustände betrachtet, die einen Zustand, in dem der Sollwert Af* um einen angegebenen Betrag δ1 magerer als der stöchiometrische Punkt Afs ist, und einen Zustand, in dem der Sollwert Af* um einen angegebenen Betrag δr fetter als der stöchiometrische Punkt Afs ist, umfassen. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Zustand von dem einen der beiden Zustände zum jeweils anderen wechselt, stellt die CPU 72 beispielsweise fest, dass der Änderungsbetrag des Sollwerts Af* größer oder gleich dem vorherbestimmten Wert ΔAfth ist (S12: NEIN), und weist dem Start-Merker F die eins zu (S14).
  • Wird in S10 festgestellt, dass der Start-Merker F eins ist (S10: JA), bestimmt die CPU 72, ob der durch die Drehzahl NE und den Aufladewirkungsgrad η angegebene Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 in einem vorherbestimmten Bereich liegt (S16). Dieser Prozess bestimmt, ob eine der Bedingungen für die Ausführung des Prozesses zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 erfüllt ist.
  • Wenn festgestellt wird, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 im vorherbestimmten Bereich liegt (S16: JA), erfasst die CPU 72 die Anforderungseinspritzmenge Qd und den anströmseitigen Detektionswert Afu (S18). In der vorliegenden Ausführungsform ist die CPU 72 dazu eingerichtet, den anströmseitigen Detektionswert Afu während eines Ausführungszyklus, der eine Zeitspanne zwischen Zeitpunkten der Ausführung des Prozesses von S18 ist, mehrere Male abzutasten. Für den anströmseitigen Detektionswert Afu ist im Prozess von S18 die CPU 72 dazu eingerichtet, mehrere anströmseitige Detektionswerte Afu zu erfassen, die in einem Zeitraum ab dem Ausführungszeitpunkt des vorhergehenden Prozesses S18 bis zum Ausführungszeitpunkt des aktuellen Prozesses von S18 abgetastet werden. Im Prozess von S18 erfasst die CPU 72 den neusten Einzelwert für die Anforderungseinspritzmenge Qd.
  • Dann bestimmt die CPU 72, ob die Erfassung von „sn“ Abtastwerten der Erhöhungsmenge Qi, „sn“ Abtastwerten der Differenzgröße ΔAfu und „sn“ Abtastwerten des Zeitdifferenz-Höchstwertes dAfumax vollendet ist (S20). Die Erhöhungsmenge Qi ist eine Überschussmenge der Ist-Kraftstoffeinspritzmenge im Verhältnis zur Kraftstoffmenge, die nötig ist, damit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 22 das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis annimmt. Die Erhöhungsmenge Qi ist in der vorliegenden Ausführungsform „Qd-Qb · (1 + LAF + Dp)“. Die Erhöhungsmenge Qi kann ein negativer Wert sein. In diesem Fall zeigt der Absolutwert der Erhöhungsmenge Qi eine Fehlmenge der Ist-Kraftstoffeinspritzmenge an der notwendigen Kraftstoffmenge an. Die Erhöhungsmenge Qi wird jedes Mal bei Ausführung des Prozesses von S18 berechnet. Das heißt, die Erhöhungsmenge Qi wird in einem Ausführungszyklus des Prozesses von S18 ein Mal abgetastet.
  • Die Differenzgröße ΔAfu ist eine Differenz zwischen dem lokalen Maximum (höchsten Wert) und dem lokalen Minimum (kleinsten Wert) der anströmseitigen Detektionswerte Afu in einem Ausführungszyklus des Prozesses von S18. Der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax ist der Maximalwert der Zeitdifferenzwerte dAfu in einem Ausführungszyklus des Prozesses von S18. Der Zeitdifferenzwert dAfu wird aus der Differenz zwischen benachbarten Zeitreihendatenelementen des anströmseitigen Detektionswerts Afu berechnet. Die Differenzgröße ΔAfu und der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax werden jedes Mal bei Ausführung des Prozesses von S18 berechnet. Das heißt, die Differenzgröße ΔAfu und der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax werden in einem Ausführungszyklus des Prozesses von S18 ein Mal ausgeführt. Bei „m = 1 bis sn“ zum Beispiel ist die Differenzgröße ΔAfu (m) die Differenz zwischen dem lokalen Maximum (höchsten Wert) und dem lokalen Minimum (kleinsten Wert) der anströmseitigen Detektionswerte Afu im Abtastzeitraum der jeweiligen Differenzgröße ΔAfu, die „sn“ Zeitreihendatenelemente der Differenzgröße ΔAfu konfiguriert, und es gibt mehrere Differenzgrößen ΔAfu (m).
  • Wenn innerhalb des Zeitraums, in dem im Prozess von S16 die Bestimmung JA ergibt, der Prozess von S18 „sn“ Mal ausgeführt wird, stellt die CPU 72 fest, dass die Erfassung der durch „sn“ Einzelwerte jeder Größe konfigurierten Zeitreihendaten vollendet ist (S20: JA). Bei Ausführung des (später beschriebenen) Prozesses von S26 löscht die CPU 72 sämtliche „sn“ Einzelwerte der jeweiligen Größe und nullt die Anzahl der je Größe erfassten Werte.
  • Dann ordnet die CPU 72 die Werte der Größe, deren Erfassung im Prozess von S20 als vollendet festgestellt wird, den Eingabegrößen x(1) bis x(3sn) des Kennfelds zu, das die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) ausgibt (S22). Die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) sind Variablen, die das Vorliegen oder Nichtvorliegen der Anomalie des anströmseitig vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 anzeigen. Insbesondere vollzieht die CPU 72 bei m = 1 bis sn die folgenden Zuweisungen: die Erhöhungsmenge Qi(m) wird der Eingabegröße x(m) des Kennfelds zugewiesen, die Differenzgröße ΔAfu(m) wird der Eingabegröße x(sn + m) des Kennfelds zugewiesen, und der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax(m) wird der Eingabegröße x(2sn + m) des Kennfelds zugewiesen. Wenn die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen der Anomalie hoch ist, weist die Anomaliebestimmungsgröße P(1) einen höheren Wert als bei geringer Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen der Anomalie auf. Wenn die Wahrscheinlichkeit für das Nichtvorliegen der Anomalie hoch ist, weist die Anomaliebestimmungsgröße P(2) einen höheren Wert als bei geringer Wahrscheinlichkeit für das Nichtvorliegen der Anomalie auf.
  • Das Kennfeld w durch die Kennfelddaten 76a spezifiziert, die in der in 1 dargestellten Speichervorrichtung 76 gespeichert sind. Die CPU 72 gibt die Eingabegrößen x(1) bis x(3sn) in das durch die Kennfelddaten 76a spezifizierte Kennfeld ein, um die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) zu berechnen, die Ausgabewerte des Kennfelds (S24) sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Kennfeld durch ein neuronales Netz mit einer Zwischenschicht ausgestaltet. Das neuronale Netz weist eine Aktivierungsfunktion h(x) auf, die als eingabeseitiges nichtlineares Kennfeld dient. Das eingabeseitige nichtlineare Kennfeld führt eine nichtlineare Konversion sowohl am eingabeseitigen Koeffizienten wFjk (j = 0 bis n, k = 0 bis 3 sn) als auch an der Ausgabe des eingabeseitigen linearen Kennfelds durch, das ein durch den eingabeseitigen Koeffizienten wFjk spezifiziertes lineares Kennfeld ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel für die Aktivierungsfunktion h(x) eine gleichgerichtete lineare Einheit (ReLU) dargelegt. ReLU ist eine Funktion, die das Nicht-Kleinere von Eingabe und Null ausgibt bzw. die entweder die Eingabe oder, falls die Eingabe kleiner Null ist, Null ausgibt. Darüber hinaus ist wFj0 einer der Bias-Parameter, und die Eingabegröße x(0) ist als eins definiert.
  • Das neuronale Netz weist eine Softmax-Funktion auf, welche die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) ausgibt. Die Softmax-Funktion verwendet sowohl den ausgabeseitigen Koeffizienten wSij (i = 1 bis 2, j = 0 bis n) als auch die Bestimmungsprototypgrößen y(1) und y(2) als Eingaben und gibt die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) aus. Die Bestimmungsprototypgrößen y(1) und y(2) sind Ausgaben eines ausgabeseitigen linearen Kennfelds, das ein durch den ausgabeseitigen Koeffizienten wSij spezifiziertes lineares Kennfeld ist.
  • Die CPU 72 bestimmt, ob der Wert der Anomaliebestimmungsgröße P(1) größer als der Wert der Anomaliebestimmungsgröße P(2) ist (S26). Dieser Prozess bestimmt, ob der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 eine Anomalie aufweist. Wenn die Bestimmung ergibt, dass der Wert der Anomaliebestimmungsgröße P(1) größer als der Wert der Anomaliebestimmungsgröße P(2) ist (S26: JA), kommt die CPU 72 zu dem Ergebnis, dass der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 eine Anomalie aufweist (S28). Die CPU 72 führt einen Benachrichtigungsprozess aus, bei dem es sich um einen Prozess handelt, welche die in 1 dargestellte Warnleuchte 90 ansteuert, um den Benutzer zur Instandsetzung aufzufordern (S30). Die Warnleuchte 90 ist ein Beispiel für eine vorherbestimmte Hardware, die zur Behandlung der Anomalie angesteuert wird.
  • Wenn der Prozess von S30 vollendet ist oder im Prozess von S16 oder S26 die Bestimmung NEIN ergibt, weist die CPU 72 dem Start-Merker F null zu (S32). Wenn der Prozess von S14 oder S32 vollendet ist oder im Prozess von S12 oder S20 die Bestimmung NEIN ergibt, beendet die CPU 72 vorerst den in 3 dargestellten Prozessablauf.
  • Der eingabeseitige Koeffizient wFjk und der ausgabeseitige Koeffizient wSij der Kennfelddaten 76a werden zum Beispiel im Vorfeld ermittelt, indem als Trainingsdaten jede im Prozess von S22 verwendete Größe angelernt wird, wenn die Brennkraftmaschine 10 beispielsweise mit dem anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 bei niedriger Ansprechempfindlichkeit und dem normalen anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 läuft.
  • Es werden die Funktionsweisen und Wirkungen der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Wenn der Sollwert Af* um den vorherbestimmten Wert ΔAfth oder mehr geändert wird, wird die CPU 72 dazu veranlasst, die Anforderungseinspritzmenge Qd und den anströmseitigen Detektionswert Afu abzutasten. Ausgehend von der abgetasteten Anforderungseinspritzmenge Qd und dem abgetasteten anströmseitigen Detektionswert Afu verwendet die CPU 72 die Zeitreihendaten der Erhöhungsmenge Qi, die Zeitreihendaten der Differenzgröße ΔAfu und die Zeitreihendaten des Zeitdifferenz-Höchstwertes dAfumax als Eingabegrößen des neuronalen Netzes, um die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) zu berechnen.
  • Die CPU 72 verwendet die Zeitreihendaten der Differenzgröße ΔAfu und die Zeitreihendaten des Zeitdifferenz-Höchstwertes dAfumax als Daten für die Quantifizierung des Verhaltens des anströmseitigen Detektionswerts Afu. Unter Berücksichtigung, dass das Verhalten des anströmseitigen Detektionswerts Afu entsprechend der Erhöhungsmenge Qi variiert, berechnet die CPU 72 die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) als Größen, die das Vorliegen oder Nichtvorliegen der Anomalie des anströmseitig vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 anzeigen. Die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) werden als Größen berechnet, die das Vorliegen oder Nichtvorliegen der Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 mit hoher Genauigkeit anzeigen.
  • Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Funktionsweisen und Wirkungen auf.
    1. (1) Die Zeitreihendaten des Zeitdifferenz-Höchstwertes dAfumax sind in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Zur Anzeige von Änderungen des anströmseitigen Detektionswerts Afu wird nur der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax so verwendet, dass detailliertere Informationen über das Verhalten des anströmseitigen Detektionswerts Afu erhalten werden als beispielsweise bei einer Ausgestaltung, in der alle Zeitreihendaten jeweils als anströmseitiger Detektionswert Afu verwendet werden.
    2. (2) Die Differenzgröße ΔAfu ist in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Zur Anzeige von Änderungen des anströmseitigen Detektionswerts Afu wird nur die Differenzgröße ΔAfu verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Differenzgröße ΔAfu so verwendet, dass detailliertere Informationen über das Verhalten des anströmseitigen Detektionswerts Afu erhalten werden als beispielsweise bei einer Ausgestaltung, in der alle Zeitreihendaten jeweils als anströmseitiger Detektionswert Afu verwendet wird.
    3. (3) Die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) werden anhand der Zeitreihendaten berechnet, die erfasst werden, wenn die Drehzahl NE und der Aufladewirkungsgrad η beide im vorherbestimmten Bereich liegen. Da die Durchflussmenge des in die Seite des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 einströmenden Fluids im Auslasskanal 32 entsprechend der Drehzahl und dem Aufladewirkungsgrad η variiert, kann die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 entsprechend der Durchflussmenge des einströmenden Fluids variieren. Wenn die Durchflussmenge des Fluids verschiedene Werte aufweist und die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen (P1) und P(2) berechnet werden, steigen somit die Anforderungen an ein Kennfeld. Beispielsweise kann die Anzahl der Zwischenschichten des neuronalen Netzes erhöht werden oder es können die Dimensionen der Eingabegrößen erhöht werden, was die Struktur des Kennfelds verkompliziert. Diesbezüglich werden in der vorliegenden Ausführungsform die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) anhand der Zeitreihendaten berechnet, die erfasst werden, wenn die Drehzahl NE und der Aufladewirkungsgrad η beide im vorherbestimmten Bereich liegen. Die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) werden mit dem vereinfacht strukturierten Kennfeld mit hoher Genauigkeit berechnet.
  • Die Betriebsmengen der Betriebseinheiten der Brennkraftmaschine 10 wie der Zündvorrichtung 26 und der variablen Ventilzeitsteuervorrichtung 46 können entsprechend dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 eingestellt werden. Die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) werden anhand der Zeitreihendaten berechnet, die erfasst werden, wenn die Drehzahl NE und der Aufladewirkungsgrad η, die den Betriebspunkt spezifizieren, beide im vorherbestimmten Bereich liegen. Die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) werden somit berechnet, wenn die Betriebsmengen der Betriebseinheiten im vorherbestimmten Bereich liegen. In der vorliegenden Ausführungsform werden deshalb die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) mit hoher Genauigkeit mit dem vereinfacht strukturierten Kennfeld berechnet, anders als beispielsweise in einer Ausgestaltung, bei der die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) auch dann berechnet werden, wenn die Betriebsmengen der Betriebseinheiten der Brennkraftmaschine 10 stark schwanken.
  • (4) Die als Eingabe zum Kennfeld verwendeten Zeitreihendaten werden ab einem Zeitpunkt erfasst, an dem der Änderungsbetrag des Sollwerts Af* größer oder gleich dem vorherbestimmten Wert ΔAfth wird. Die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 bestimmt sich durch das Verhalten des anströmseitigen Detektionswertes Afu, das Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entspricht. Deshalb kann ein Kennfeld so eingerichtet sein, dass es zur Erfassung der als Eingabe zum Kennfeld verwendeten Zeitreihendaten veranlasst wird, wenn der Änderungsbetrag des Sollwerts Af* einen Wert größer oder gleich dem vorherbestimmten Wert ΔAfth annimmt, so dass die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) basierend auf dem Verhalten des anströmseitigen Detektionswerts Afu, das Änderungen des Sollwerts Af* entspricht, ausgegeben werden. In der vorliegenden Ausführungsform können die Anzahl der Zwischenschichten des neuronalen Netzes und die Anzahl der Dimensionen von Eingabegrößen des Kennfelds, beispielsweise gegenüber einer Ausgestaltung, bei der die Zeitreihendaten ab einem willkürlichen Zeitpunkt erfasst werden, reduziert werden. Im Ergebnis dessen werden die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter Vereinfachung der Struktur des Kennfelds mit hoher Genauigkeit berechnet.
  • Zweite Ausführungsform
  • Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform unter Verweis auf 4 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Abweichungen von der ersten Ausführungsform liegt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Kennfelddaten 76a für jeden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 mehrere Daten. Bei jedem der Kennfelder handelt es sich um Daten, die über Trainingsdaten angelernt werden, die der Anforderungseinspritzmenge Qd und dem anströmseitigen Detektionswert Afu entsprechen, die erfasst werden, wenn der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 im entsprechenden Bereich liegt.
  • 4 zeigt die Schritte eines Prozesses, der in der vorliegenden Ausführungsform von der Steuerungsvorrichtung 70 ausgeführt wird. Der in 4 dargestellte Prozess wird durch die CPU 72 realisiert, die das Anomaliebehandlungsprogramm 74a, das in dem in 1 dargestellten ROM 74 gespeichert ist, zum Beispiel in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt ausführt. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit sind im dargestellten Prozess von 4 die gleichen Schrittnummern vergeben wie in dem dargestellten Prozess entsprechend 3.
  • Wenn im dargestellten Prozessablauf von 4 im Prozess von S12 die Bestimmung die Feststellung JA ergibt, weist die CPU 72 dem Start-Merker F eins zu, wählt Kennfelddaten entsprechend dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 aus und stellt im Prozess von S16 einen vorherbestimmten Bereich ein (S14a). Da der vom Prozess von S14a ausgewählte vorherbestimmte Bereich entsprechend dem Betriebspunkt variiert, gibt es insbesondere mehrere vorherbestimmte Bereiche, die einen Bereich von Durchflussmengen konfigurieren, in dem die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor) detektierbar ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter der Bedingung berechnet, dass die Durchflussmenge des in den Auslasskanal 32 ausgetragenen Fluids im vorherbestimmten Bereich liegt, der ein Teil des Durchflussmengenbereichs ist, in dem die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor) detektierbar ist. Wenn der Prozess von S14a vollendet ist, beendet die CPU 72 vorerst die in 4 dargestellte Prozessabfolge.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, an dem die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) berechnet werden, durch das einzelne Kennfeld begrenzt. Es werden also mehrere Kennfelder, die jeweils eine einfache Struktur aufweisen, eingesetzt, um zu bestimmen, ob die Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 an verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine 10 vorliegt oder nicht vorliegt. Dies erhöht die Bestimmungsfrequenz bezüglich der Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84.
  • Dritte Ausführungsform
  • Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform unter Verweis auf 5 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Abweichungen von der ersten Ausführungsform liegt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Anzahl der Eingabegrößen für das Kennfeld erhöht.
  • 5 zeigt eine Verfahrensweise eines Prozesses, der in der vorliegenden Ausführungsform von der Steuerungsvorrichtung 70 ausgeführt wird. Der in 5 dargestellte Prozess wird durch die CPU 72 realisiert, die das Anomaliebehandlungsprogramm 74a, das in dem in 1 dargestellten ROM 74 gespeichert ist, zum Beispiel in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt ausführt. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit sind im dargestellten Prozess von 5 die gleichen Schrittnummern vergeben wie in dem dargestellten Prozess entsprechend 3.
  • Wenn in der dargestellten Prozessabfolge in 5 die im Prozess von S10 erfolgte Bestimmung JA ergibt, tastet die CPU 72 zusätzlich zu den im Prozess von S18 abgetasteten Größen (Anforderungseinspritzmenge Qd und anströmseitiger Detektionswert Afu) die Drehzahl NE, den Aufladewirkungsgrad η, die Ansaugluftmenge Ga, das Spülkorrekturverhältnis Dp, den Öffnungsgrad θw, die AGR-Rate Regr und die Einlassphasendifferenz DIN ab (S18a). Die CPU 72 bestimmt, ob die Erfassung von jeweils „sn“ Einzelwerten der Anforderungseinspritzmenge Qd, der Differenzgröße ΔAfu und des Zeitdifferenz-Höchstwertes dAfumax vollzogen ist (S20a). Wenn festgestellt wird, dass die Erfassung vollzogen ist (S20a: JA), weist die CPU 72 die Werte den Eingabegrößen x(1) bis x(3sn + 7) des Kennfelds zu (S22a). Bei m = 1 bis sn realisiert die CPU 72 die folgenden Zuordnungen: die Anforderungseinspritzmenge Qd(m) wird der Eingabegröße x(m) zugewiesen, die Differenzgröße ΔAfu(m) wird der Eingabegröße x(sn + m) zugewiesen und der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax(m) wird der Eingabegröße x(2sn + m) zugewiesen. Von der CPU 72 wird darüber hinaus der Drehzahl-Mittelwert NEave der Eingabegröße x(3sn + 1) zugewiesen, der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave wird der Eingabegröße x(3sn + 2) zugewiesen und der Ansaugluftmengen-Mittelwert Gaave wird der Eingabegröße x(3sn + 3) zugewiesen. Von der CPU 72 wird zudem der Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave der Eingabegröße x(3sn + 4) zugewiesen, der Öffnungsgrad-Mittelwert θwave wird der Eingabegröße x(3sn + 5) zugewiesen, der AGR-Raten-Mittelwert Regrave wird der Eingabegröße x(3sn + 6) zugewiesen und der Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave wird der Eingabegröße x(3sn + 7) zugewiesen.
  • Der Drehzahl-Mittelwert NEave, der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave und der Ansaugluftmengen-Mittelwert Gaave sind jeweils die Durchschnittswerte der Drehzahl NE, des Aufladewirkungsgrads η und der Ansaugluftmenge Ga, die während eines Zeitraums erfasst werden, in dem „sn“ Datenelemente der Anforderungseinspritzmenge Qd erfasst werden. Ebenso sind der Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave, der Öffnungsgrad-Mittelwert θwave, der AGR-Raten-Mittelwert Regrave und der Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave jeweils die Durchschnittswerte der Soll-Spülrate Rp*, des Öffnungsgrads θw, der AGR-Rate Regr und der Einlassphasendifferenz DIN, die während eines Zeitraums erfasst werden, in dem „sn“ Datenelemente der Anforderungseinspritzmenge Qd erfasst werden.
  • Dann gibt die CPU 72 die Eingabegrößen x(1) bis x(3sn + 7) in ein durch die Kennfelddaten 76a spezifiziertes Kennfeld ein, um die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) zu berechnen, welche die Ausgabewerte des Kennfelds (S24a) sind. Die Kennfelddaten 76a sind in der in 1 dargestellten Speichervorrichtung 76 gespeichert.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Kennfeld durch ein neuronales Netz ausgestaltet, das „α“ Zwischenschichten umfasst. Die Aktivierungsfunktionen h1 bis hα jeder Zwischenschicht sind ReLU. Die Aktivierungsfunktion der Ausgabeschicht des neuronalen Netzes ist eine Softmax-Funktion. Der Wert jedes Knotens in der ersten Zwischenschicht wird beispielsweise erzeugt, indem die Eingabegrößen x(1) bis x(3sn + 7) in ein vom Koeffizienten w(1)ji (j = 0 bis n1, i = 0 bis 3sn + 7) spezifiziertes lineares Kennfeld eingegeben werden, um eine Ausgabe zu erhalten, und die Ausgabe in die Aktivierungsfunktion h1 eingegeben wird. Das heißt, bei m = 1, 2, ... α wird der Wert jedes Knotens der m-ten Zwischenschicht dadurch generiert, dass die Ausgabe eines durch den Koeffizienten w(m) spezifizierten linearen Kennfelds in die Aktivierungsfunktion hm eingegeben wird. In diesem Fall handelt es sich bei n1, n2, ... nα um die Anzahl von Knoten in der ersten Zwischenschicht, der zweiten Zwischenschicht ... der α-ten Zwischenschicht. Außerdem ist w(1)j0 einer der Bias-Parameter, und die Eingabegröße x(0) ist als eins definiert.
  • Es werden die Funktionsweisen und Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Wird der Sollwert Af* um den vorherbestimmten Wert ΔAfth oder mehr geändert, wird die CPU 72 dazu veranlasst, zusätzlich zu der Anforderungseinspritzmenge Qd und dem anströmseitigen Detektionswert Afu die Drehzahl NE, den Aufladewirkungsgrad η, die Ansaugluftmenge Ga, den Öffnungsgrad θw, die AGR-Rate Regr und die Einlassphasendifferenz DIN abzutasten. Die CPU 72 weist die anhand der Abtastung erhaltenen Werte den Eingabegrößen x(1) bis x(3sn + 7) des Kennfelds zu, so dass die Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) über das neuronale Netz berechnet werden.
  • Der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave, die Anforderungseinspritzmenge Qd und der Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave konfigurieren eine Überschussmengengröße. Die Überschussmengengröße entspricht der überschüssigen Menge der Ist-Kraftstoffmenge im Verhältnis zu der Kraftstoffmenge, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit dem Sauerstoff reagiert, der in dem in den Katalysator 34 einströmenden Fluid enthalten ist. Die Überschussmengengröße entspricht insbesondere der überschüssigen Menge der Ist-Kraftstoffmenge im Verhältnis zu der Kraftstoffmenge, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 22 der Brennkraftmaschine 10 auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt. Somit werden, gemeinsam mit der Differenzgröße ΔAfu und dem Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax, Informationen über den Verminderungsgrad der Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 erhalten.
  • Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Funktionsweisen und Wirkungen auf.
    • (5) Der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave, die Anforderungseinspritzmenge Qd und der Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave werden als Eingaben zu einem Kennfeld verwendet. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der „Qd-Qb · (1 + Dp + LAF)“ als Erhöhungsmenge Qi definiert ist und als Eingabe zum Kennfeld verwendet wird, lernt in der vorliegenden Ausführungsform das Kennfeld beispielsweise einen Fehler des Spülkorrekturverhältnisses Dp, und daraufhin werden die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) berechnet.
    • (6) Der Öffnungsgrad θwave ist in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Mit unterschiedlichem Öffnungsgrad θw des Ladedruckregelventils 38 kann der Strömungszustand des den anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 anströmenden Fluids unterschiedlich sein. Die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 kann je nach Strömungszustand des Fluids unterschiedlich sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Öffnungsgrad-Mittelwert θwave in der Eingabe zum Kennfeld enthalten, um die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) zu berechnen. Dies gestattet die Berechnung der Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter Einrechnung der Auswirkung des Strömungszustands des Fluids auf die Ansprechempfindlichkeit des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84.
    • (7) Der AGR-Raten-Mittelwert Regrave ist in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Die Komponenten des Fluids, dem der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 ausgesetzt ist, schwanken je nach Durchflussmenge des aus dem Auslasskanal 32 über den AGR-Kanal 50 zum Einlasskanal 12 strömenden Fluids. Dies kann den anströmseitigen Detektionswert Afu beeinflussen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der AGR-Raten-Mittelwert Regrave in der Eingabe zum Kennfeld enthalten, um den Wert der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) zu berechnen. Dies gestattet die Berechnung der Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter Einrechnung der Wirkung, welche die Durchflussmenge der aus dem Auslasskanal 32 über den AGR-Kanal 50 zum Einlasskanal 12 strömenden Abluft auf den anströmseitigen Detektionswert Afu ausübt.
    • (8) Der Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave ist in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Die interne AGR-Menge ändert sich je nach Ventilöffnungszeitpunkt des Einlassventils 16, und die Komponenten des Fluids, dem der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 ausgesetzt ist, variieren je nach der internen AGR-Menge. Somit kann der Ventilöffnungszeitpunkt des Einlassventils 16 den anströmseitigen Detektionswert Afu beeinflussen. Falls sich außerdem bei hohem Ladedruck der Ventilöffnungszeitraum des Einlassventils 16 mit dem Ventilöffnungszeitraum des Auslassventils 30 überschneidet, kommt es zum Scavenging, bei dem angesaugte Luft aus dem Einlasskanal 12 im Brennraum 22 keiner Verbrennung unterliegt und in den Auslasskanal 32 ausgetragen wird. Der anströmseitige Detektionswert Afu ändert sich in Abhängigkeit von der keiner Verbrennung unterliegenden und in den Auslasskanal 32 ausgetragenen Luftmenge. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave in der Eingabe zum Kennfeld enthalten, und es werden die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) berechnet. Dies gestattet die Berechnung des Wertes der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter Einrechnung der Wirkung der internen AGR-Menge und der Scavenging-bedingten Luftmenge auf den anströmseitigen Detektionswert Afu.
    • (9) Der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave und der Drehzahl-Mittelwert NEave, die den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 spezifizieren, sind in der Eingabe zum Kennfeld enthalten. Die Betriebsmengen der Betriebseinheiten der Brennkraftmaschine 10 wie der Zündvorrichtung 26 und der variablen Ventilzeitsteuervorrichtung 46 können entsprechend dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10 eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt also die Berechnung der Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) anhand des Aufladewirkungsgrad-Mittelwerts ηave und des Drehzahl-Mittelwerts NEave, die den Betriebspunkt spezifizieren. Dies gestattet die Berechnung der Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) unter Einrechnung der Betriebsmengen der Betriebseinheiten.
    • (10) Der Mittelwert jeweils der Drehzahl NE, des Aufladewirkungsgrads η, der Ansaugluftmenge Ga, des Spülkorrekturverhältnisses Dp, des Öffnungsgrads θw, der AGR-Rate Regr und der Einlassphasendifferenz DIN wird als Eingabe zum Kennfeld verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform werden als Eingabe zum Kennfeld, bei gleichzeitiger Begrenzung der Erhöhung der Dimensionen der Eingabegrößen des Kennfelds, detailliertere Informationen über die jeweilige Größe verwendet als beispielsweise in einer Ausgestaltung, bei der die Drehzahl NE, der Aufladewirkungsgrad η, die Ansaugluftmenge Ga, das Spülkorrekturverhältnis Dp, der Öffnungsgrad θw, die AGR-Rate Regr und die Einlassphasendifferenz DIN als Eingabe zum Kennfeld verwendet werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Es folgt eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6 und 7, wo der Schwerpunkt auf die Abweichungen von der ersten Ausführungsform gelegt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozess zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie außerhalb des Fahrzeugs ausgeführt.
  • 6 zeigt ein Anomaliedetektionssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit ist in 6 einem Element, das dem in 1 dargestellten Element entspricht, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen.
  • 6 zeigt die Steuerungsvorrichtung 70, die im Fahrzeug VC angeordnet ist und eine Kommunikationsvorrichtung 79 aufweist. Die Kommunikationsvorrichtung 79 ist dazu eingerichtet, über ein außerhalb des Fahrzeugs VC befindliches Netz mit der Zentrale 120 zu kommunizieren.
  • Die Zentrale 120 analysiert Daten, die von mehreren Fahrzeugen VC gesendet werden. Die Zentrale 120 umfasst eine CPU 122, einen ROM 124, eine Speichervorrichtung 126, eine Peripherieschaltung 127 und eine Kommunikationsvorrichtung 129, die dazu eingerichtet sind, über ein lokales Netz 128 miteinander zu kommunizieren. Die Speichervorrichtung 126 speichert Kennfelddaten 126a.
  • 7 zeigt die Verfahrensschritte eines Prozesses, der von dem in 6 dargestellten System ausgeführt wird. Der unter (a) in 7 dargestellte Prozess wird durch die CPU 72 realisiert, die das Anomaliebehandlungsteilprogramm 74b, das im ROM 74 des in 6 dargestellten Fahrzeugs VC gespeichert ist, ausführt. Der unter (b) in 7 dargestellte Prozess wird durch die CPU 122 realisiert, die das Anomaliebehandlungshauptprogramm 124a, das im ROM 124 der in 6 dargestellten Zentrale 120 gespeichert ist, ausführt. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit sind in 7 die gleichen Schrittnummern vergeben wie in dem dargestellten Prozess entsprechend 5. Es folgt eine Beschreibung des in 7 dargestellten Prozesses entlang einer Zeitreihe des Prozesses zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Anomalie.
  • Wenn, wie unter (a) in 7 dargestellt, im Prozess von S20a das Bestimmungsergebnis JA festgestellt wird, setzt die CPU 72 den Start-Merker F auf null (S32). Dann steuert die CPU 72 die Kommunikationsvorrichtung 79 so an, dass Daten, bei denen im Prozess von 20a die vollständige Erfassung festgestellt wird, gemeinsam mit einer Fahrzeug-ID an die Zentrale 120 gesendet werden (S40). Die Fahrzeug-ID ist eine Identifikationsinformation des Fahrzeugs VC.
  • Wie unter (b) in 7 dargestellt, empfängt die CPU 122 der Zentrale 120 die gesendeten Daten (S50) und führt die Prozesse von S22a, S24a und S26 aus (S28). Im Prozess von S24a verwendet die CPU 122 ein durch die Kennfelddaten 126a spezifiziertes Kennfeld. Wenn im Prozess von S26 das Bestimmungsergebnis NEIN festgestellt wird oder wenn der Prozess von S28 vollendet ist, steuert die CPU 122 die Kommunikationsvorrichtung 129 an, um ein auf das Bestimmungsergebnis bezogenes Signal an das Fahrzeug VC zu senden, das die durch die CPU 122 im Prozess von S50 empfangenen Daten gesendet hatte (S52). Dies beendet vorerst die in 7 unter (b) dargestellte Prozessabfolge. Wie unter (a) in 7 dargestellt, empfängt die CPU 72 des Fahrzeugs VC das Bestimmungsergebnis (S42) und bestimmt, ob das empfangene Bestimmungsergebnis die Feststellung anzeigt, dass der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 eine Anomalie aufweist (S44). Wenn festgestellt wird, dass der anströmseitige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84 eine Anomalie aufweist (S44: JA), führt die CPU 72 den Prozess von S30 aus. Wenn der Prozess von S30 vollständig abgelaufen ist oder im Prozess von S44 die Bestimmung NEIN ergibt, beendet die CPU 72 vorerst die in 7 unter (a) dargestellte Prozessabfolge.
  • In der vorliegenden Ausführungsform führt die Zentrale 120 den Prozess von S24a aus. Dies reduziert die Rechenlast an der CPU 72 des Fahrzeugs VC.
  • Entsprechungsverhältnis
  • Zwischen den Elementen in den oben beschriebenen Ausführungsformen und den in der „Kurzfassung der Erfindung“ beschriebenen Elementen besteht folgendes Entsprechungsverhältnis. Das Entsprechungsverhältnis wird im Folgenden entsprechend der Nummerierung der in der „Kurzfassung der Erfindung“ beschriebenen Aspekte dargestellt.
  • [1] bis [4] Die „Ausführungsvorrichtung“ entspricht der CPU 72 und dem ROM 74.
  • Die „Überschussmengengröße“ entspricht der Erhöhungsmenge Qi.
  • Der „erste vorherbestimmte Zeitraum“ entspricht dem Abtastzeitraum von Qd(1) bis Qd(sn).
  • Die „Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße“ entspricht der Differenzgröße ΔAfu und dem Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax.
  • Der „zweite vorherbestimmte Zeitraum“ entspricht dem Abtastzeitraum von ΔAfu(1) bis ΔAfu(sn) oder dAfumax(1) bis dAfumax(sn).
  • Der „Erfassungsprozess“ entspricht den Prozessen von S18 und S20 sowie den Prozessen von S18a und S20a.
  • Der „Berechnungsprozess“ entspricht den Prozessen von S22 und S24 sowie den Prozessen von S22a und S24a.
  • Der „Behandlungsprozess“ entspricht den Prozessen von S26 bis S30.
  • [5] Die „Reguliervorrichtung“ entspricht der Pumpe 66.
  • Die „Spülgröße“ entspricht dem Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave.
  • [6] Die „Strömungspfadgröße“ entspricht dem Öffnungsgrad-Mittelwert θwave.
  • [7] Die „AGR-Größe“ entspricht dem AGR-Raten-Mittelwert Regrave.
  • [8] Die „Ventilkennliniengröße“ entspricht dem Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave.
  • [9] Beispiel 9 entspricht dem Prozess von S16 in 3 und 4.
  • [10] Beispiel 10 entspricht der Ausführung der Prozesse von S18 und S18a, wenn die Bestimmung im Prozess von S10 JA ergibt.
  • [11] Der „Auswahlprozess“ entspricht dem Prozess von S14a.
  • [12] Das „Anomaliedetektionssystem“ entspricht der Steuerungsvorrichtung 70 und der Zentrale 120.
  • Das „Signal, das auf dem Wert der Anomaliebestimmungsgröße basiert“ entspricht einem Signal, das ein Bestimmungsergebnis enthält.
  • Die „erste Ausführungsvorrichtung“ entspricht der CPU 72 und dem ROM 74.
  • Die „zweite Ausführungsvorrichtung“ entspricht der CPU 122 und dem ROM 124.
  • Der „Erfassungsprozess“ entspricht den Prozessen von S18a und S20a.
  • Der „fahrzeugseitige Sendeprozess“ entspricht dem Prozess von S40, und der „fahrzeugseitige Empfangsprozess“ entspricht dem Prozess von S42.
  • Der „externe Empfangsprozess“ entspricht dem Prozess von S50, und der „externe Sendeprozess“ entspricht dem Prozess von S52.
  • [13] Die „Datenanalysevorrichtung“ entspricht der Zentrale 120.
  • [14] Die „Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine“ entspricht der Steuerungsvorrichtung 70.
  • [15] Der „Computer“ entspricht der CPU 72 und dem ROM 74 sowie der CPU 72, der CPU 122, dem ROM 74 und dem ROM 124.
  • Andere Ausführungsformen
  • Die Ausführungsformen können wie folgt abgewandelt und realisiert werden. Die Ausführungsformen und die folgenden abgewandelten Beispiele können durch wechselseitige Kombination realisiert werden, soweit diese keinen technischen Konflikt ergeben.
  • Erster vorherbestimmter Zeitraum und zweiter vorherbestimmter Zeitraum
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der erste vorherbestimmte Zeitraum, in dem die Überschussmengengröße wie die Erhöhungsmenge Qi abgetastet wird, identisch mit dem zweiten vorherbestimmten Zeitraum, in dem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße wie die Differenzgröße ΔAfu abgetastet wird. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Der zweite vorherbestimmte Zeitraum kann beispielsweise gegenüber dem ersten vorherbestimmten Zeitraum verzögert werden. Zudem müssen der erste vorherbestimmte Zeitraum und der zweite vorherbestimmte Zeitraum nicht zwingend die gleiche Länge aufweisen.
  • Überschussmengengröße
  • Die Überschussmengengröße ist nicht auf die Erhöhungsmenge Qi beschränkt und kann deren Mittelwert sein. Alternativ kann beispielsweise ein Anstiegsverhältnis verwendet werden. Das Anstiegsverhältnis ist ein Verhältnis der Ist-Kraftstoffmenge zu derjenigen Kraftstoffmenge, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit dem Sauerstoff reagiert, der in dem in den Auslasskanal 32 ausgetragenen Fluid enthalten ist. Das Anstiegsverhältnis kann beispielsweise durch die folgende Berechnung ermittelt werden. { Qd − Qb ⋅ ( 1 + LAF ⋅ Dp ) } / Qb ⋅ ( 1 + LAF ⋅ Dp )
    Figure DE102020104777A1_0001
  • Wenn, wie in den 3 und 4 dargestellt, der Erfassungsprozess der Kennfeld-Eingabe zur Berechnung der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) auf einen speziellen Betriebspunkt beschränkt ist, so kann davon ausgegangen werden, dass die Durchflussmenge des in den Auslasskanal 32 einströmenden Fluids im Wesentlichen konstant ist, so dass die Überschussmengengröße nur durch das Anstiegsverhältnis konfiguriert wird. Auch bei der Beschränkung auf einen speziellen Betriebspunkt kann jedoch die Überschussmengengröße durch den Aufladewirkungsgrad η und die Steigerungsrate statt durch das alleinige Anstiegsverhältnis konfiguriert werden. In diesem Fall können Zeitreihendaten des Aufladewirkungsgrads η mit den „sn“ Datenelementen, die mit dem Anstiegsverhältnis identisch sind, in der Eingabe zum Kennfeld enthalten sein. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Beispielsweise kann ein einzelner Aufladewirkungsgrad η oder ein Mittelwert des einzelnen Aufladewirkungsgrads η in der Eingabe zum Kennfeld enthalten sein. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Aufladewirkungsgrad η ein Einzelwert ist, der während des Abtastzeitraums der „sn“ Elemente des Anstiegsverhältnisses ins Kennfeld eingegeben wird. Auch wenn der Aufladewirkungsgrad η in Form von Zeitreihendaten verwendet wird, muss die Anzahl beim Aufladewirkungsgrad η nicht zwingend gleich der Anzahl der Daten des Anstiegsverhältnisses sein. Beispielsweise können als Zeitreihendaten des Aufladewirkungsgrads η die Zeitreihendaten verwendet werden, die eine kleinere Anzahl von Daten als das Anstiegsverhältnis aufweisen. In diesem Fall können die Zeitreihendaten des Mittelwerts des Aufladewirkungsgrads η ins Kennfeld eingegeben werden, statt dass die Zeitreihendaten des Abtastwerts des Aufladewirkungsgrads η ins Kennfeld eingegeben werden.
  • In den Prozessen der 5 und 7 wird die Überschussmengengröße durch die Anforderungseinspritzmenge Qd, den Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave und den Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave konfiguriert. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die Überschussmengengröße kann beispielsweise durch den Spülkonzentration-Lernwert Lp, die Soll-Spülrate Rp*, die Ansaugluftmenge Ga, die Drehzahl NE und die Anforderungseinspritzmenge Qd konfiguriert werden.
  • In den Prozessen der 5 und 7 erfolgt die Konfiguration der Zeitreihendaten der Überschussmengengröße durch die Zeitreihendaten der Aufforderungseinspritzmenge Qd, des Spülkorrekturverhältnis-Mittelwerts Dpave und des Aufladewirkungsgrad-Mittelwerts ηave als Kennfeldeingabe. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die Zeitreihendaten der Überschussmengengröße können beispielsweise durch die Zeitreihendaten der Anforderungseinspritzmenge Qd, die Zeitreihendaten des Spülkorrekturverhältnisses Dp und die Zeitreihendaten des Aufladewirkungsgrads η konfiguriert werden, die jeweils „sn“ Datenpunkte umfassen. Die Anzahl der Datenpunkte, welche die Zeitreihendaten konfigurieren, muss jedoch nicht zwingend die gleiche sein.
  • Zeitlich variierende Größe
  • Die zeitlich variierende Größe in den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Beispielsweise kann ein Mittelwert von Absolutwerten der Zeitdifferenzwerte dAfu verwendet werden. Alternativ kann ein einzelner Zeitdifferenzwert dAfu verwendet werden.
  • Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden sowohl der Zeitdifferenz-Höchstwert dAfumax, der die zeitlich variierende Größe ist, und die Differenzgröße ΔAfu für die Berechnung der Anomaliebestimmungsgröße P verwendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Beispielsweise kann nur die zeitlich variierende Größe oder nur die Differenzgröße ΔAfu verwendet werden. Zum Beispiel können der anströmseitige Detektionswert Afu oder die Zeitreihendaten seines Mittelwerts als Eingabe in das oben beschriebene neuronale Netz verwendet werden.
  • Wenn die Anomaliedetektion am abströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 86 ausgeführt wird, wie im Abschnitt „Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, an dem eine Anomaliedetektion durchgeführt wird“ beschrieben, ist die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine Größe, die auf dem abströmseitigen Detektionswert Afd basiert.
  • Spülgröße
  • In den Prozessen von S22a und S24a wird der Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave als Spülgröße verwendet, und der einzelne Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave wird als Eingabe zum neuronalen Netz verwendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die Spülgröße kann beispielsweise ein Spülkorrekturverhältnis Dp sein, und dessen Zeitreihendaten können als Eingabe des neuronalen Netzes verwendet werden. Alternativ kann als Eingabe des neuronalen Netzes beispielsweise ein einzelnes Spülkorrekturverhältnis Dp verwendet werden.
  • Die Spülgröße ist nicht auf den Spülkorrekturverhältnis-Mittelwert Dpave und das Spülkorrekturverhältnis Dp beschränkt. Wie weiter oben im Abschnitt „Überschussmengengröße“ beschrieben, kann die Spülgröße mit Hilfe der Soll-Spülrate Rp*, des Spülkonzentration-Lernwerts Lp und der Ansaugluftmenge Ga konfiguriert werden.
  • Strömungspfadgröße
  • In den Prozessen von S22a und S24a wird der Öffnungsgrad-Mittelwert θwave als Strömungspfadgröße verwendet, bei der es sich um eine Größe handelt, die auf die Strömungspfad-Querschnittsfläche des die Zwangsinduktionsvorrichtung 14 umgehenden Bypasskanals 36 bezogen ist. Der einzelne Öffnungsgrad-Mittelwert θwave wird als Eingabe des neuronalen Netzes verwendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die Strömungspfadgröße kann beispielsweise der Öffnungsgrad θw sein, und dessen Zeitreihendaten können die Eingabe ins neuronale Netz sein. Alternativ kann als Eingabe zum neuronalen Netz beispielsweise ein einzelner Öffnungsgrad θw verwendet werden.
  • AGR-Größe
  • In den Prozessen von S22a und S24a wird der AGR-Raten-Mittelwert Regrave als AGR-Größe verwendet, und der einzelne AGR-Raten-Mittelwert Regrave wird als Eingabe des neuronalen Netzes verwendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die AGR-Größe kann beispielsweise eine AGR-Rate Regr sein, und deren Zeitreihendaten können die Eingabe zu einem neuronalen Netz sein. Alternativ kann als Eingabe zum neuronalen Netz beispielsweise eine einzelne AGR-Rate Regr verwendet werden.
  • Ventilkennliniengröße
  • In den Prozessen von S22a und S24a wird der Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave als Ventilkennliniengröße verwendet, und der einzelne Einlassphasendifferenz-Mittelwert DINave wird als Eingabe des neuronalen Netzes verwendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Die Ventilkennliniengröße kann beispielsweise eine Einlassphasendifferenz DIN sein, und deren Zeitreihendaten können die Eingabe zu einem neuronalen Netz sein. Alternativ kann als Eingabe zum neuronalen Netz beispielsweise eine einzelne Einlassphasendifferenz DIN verwendet werden. Zudem kann in der oben beschriebenen Ausgestaltung beispielsweise die Soll-Einlassphasendifferenz DIN* an Stelle der Einlassphasendifferenz DIN verwendet werden.
  • Wenn, wie weiter unten im Abschnitt „Ventilkenngrößenvorrichtung“ beschrieben, als Ventilkenngrößenvorrichtung eine zur Änderung eines Hubbetrags eingerichtete Vorrichtung verwendet wird, wird als Ventilkennliniengröße eine auf den Hubbetrag bezogene Größe verwendet.
  • Betriebspunktgröße
  • Die Betriebspunktgrößen sind nicht auf die Drehzahl NE und den Aufladewirkungsgrad η beschränkt. Beispielsweise können die Ansaugluftmenge Ga und die Drehzahl NE verwendet werden. Wenn zudem, wie weiter unten im Abschnitt „Brennkraftmaschine“ beschrieben, ein Verbrennungsmotor mit Eigenzündung verwendet wird, können die Einspritzmenge und die Drehzahl NE Betriebspunktgrößen sein. Die Betriebspunktgröße muss nicht zwingend als Eingabe des Kennfelds verwendet werden.
  • Erfassungsprozess
  • Der Erfassungsprozess ist nicht darauf beschränkt, dass der Wert der Größe ab einem Zeitpunkt abgetastet wird, an dem der Sollwert Af* durch den Teilrückkopplungsprozess M46 von fett oder mager zum jeweils anderen wechselt. Der Wert der Größe kann beispielsweise ab einem Zeitpunkt abgetastet werden, an dem der Kraftstoffabschaltprozess gestartet wird. Zudem kann der Wert der Größe beispielsweise ab einem Zeitpunkt abgetastet werden, an dem der Sollwert Af* auf einen für die Anomaliebestimmung speziell vorgesehenen Wert geschaltet wird.
  • Die Ausgestaltung ist nicht darauf beschränkt, dass der Wert der Größe ab einem Zeitpunkt abgetastet wird, an dem sich das Luft-Kraftstoff- Verhältnis ändert. Selbst unter diesen Bedingungen erfolgt die Anomaliebestimmung mit hoher Genauigkeit, beispielsweise wenn eine ausreichende Anzahl von zur Kennfeld-Eingabe dienenden Zeitreihendaten gewährleistet ist.
  • Mehrere Arten von Kennfelddaten
  • Im Prozess von 4 werden unterschiedliche Kennfelddaten für jede Drehzahl NE und jeden Aufladewirkungsgrad η, die als Betriebspunktgröße dienen, verwendet. Die Betriebspunktgröße ist jedoch nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt und kann zu der im Abschnitt „Betriebspunktgröße“ beschriebenen Ausgestaltung geändert werden.
  • Die mehreren Arten von Kennfelddaten sind nicht auf Kennfelddaten je Betriebspunktgröße beschränkt. Beispielsweise können unterschiedliche Kennfelddaten je Ansaugluftmenge Ga verwendet werden. Außerdem ist dies nicht auf eine Ausgestaltung beschränkt, die für jede Größe Kennfelddaten mit Bezug auf die Durchflussmenge des von der Anströmseite des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors im Auslasskanal in die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Seite einströmenden Fluids aufweist. Beispielsweise können unterschiedliche Kennfelddaten für jeden Aufladewirkungsgrad η und jede Basis-Einspritzmenge Qb unabhängig von der Drehzahl NE bereitgestellt werden.
  • Wie in den obigen Ausführungsformen beispielhaft angeführt, kann bei Bereitstellung mehrerer Arten von Kennfelddaten die Eingabe der Kennfelddaten so ausgestaltet sein, dass als Kennfeld-Eingabe eine Größe verwendet wird, die zur Auswahl von Kennfelddaten genutzt wird. Auch wenn beispielsweise, wie in 4 dargestellt, für jede Betriebspunktgröße unterschiedliche Kennfelddaten verwendet werden, kann die Betriebspunktgröße in der Eingabe zum Kennfeld enthalten sein.
  • Externer Sendeprozess
  • Im Prozess von S52 von 7 wird das Bestimmungsergebnis gesendet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Beispielsweise können von der Zentrale 120 die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) an das Fahrzeug VC gesendet werden.
  • Eingabe zum Kennfeld
  • In den 5 und 7 werden der Drehzahl-Mittelwert NEave, der Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave und der Ansaugluftmengen-Mittelwert Gaave als Eingaben zum Kennfeld verwendeten. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Da der Ansaugluftmengen-Mittelwert Gaave ausgehend vom Drehzahl-Mittelwert NEave und vom Aufladewirkungsgrad-Mittelwert ηave ermittelt wird, kann beispielsweise der Ansaugluftmengen-Mittelwert Gaave aus der Kennfeld-Eingabe gelöscht werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Eine oder mehrere der im Prozess von S22a verwendeten Eingabegrößen x können ausgelassen werden.
  • Die Eingabe ins neuronale Netz und die Eingabe in die Regressionsgleichung, die weiter unten im Abschnitt „Maschineller Lernalgorithmus“ beschrieben sind, sind beispielsweise nicht auf Eingaben beschränkt, bei denen jede Dimension durch eine einzelne physikalische Größe ausgebildet ist. In den obigen Ausführungsformen werden die als Kennfeld-Eingabe verwendeten unterschiedlichen Arten von physikalischen Größen direkt in das neuronale Netz oder die Regressionsgleichung eingegeben. Stattdessen können eine oder mehrere der unterschiedlichen Arten der physikalischen Größen auf ihre Hauptkomponenten analysiert werden, und die Hauptkomponenten können direkt in das neuronale Netz oder die Regressionsgleichung eingegeben werden. Wenn Hauptkomponenten in das neuronale Netz oder die Regressionsgleichung eingegeben werden, müssen die Hauptkomponenten nicht zwingend nur ein Teil der Eingabe in das neuronale Netz oder die Regressionsgleichung sein. Die Hauptkomponenten können die gesamte Eingabe sein. Wenn Hauptkomponenten ins Kennfeld eingegeben werden, umfassen die Kennfelddaten 76a und 126a Daten, die ein Kennfeld zur Bestimmung der Hauptkomponenten spezifizieren.
  • Kennfelddaten
  • Gemäß der Beschreibung der 5 und 7 ist die Anzahl von Zwischenschichten im neuronalen Netz beispielsweise mit mehr als zwei Schichten angegeben. Das ist jedoch nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die Aktivierungsfunktion h, h1, h2, ... hα der Zwischenschichten des neuronalen Netzes eine ReLU-Funktion, und die Aktivierungsfunktion der Ausgabe des neuronalen Netzes ist eine Softmax-Funktion. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Bei der Aktivierungsfunktion h, h1, h2, ... hα der Zwischenschichten des neuronalen Netzes kann es sich beispielsweise um hyperbolische Tangenten handeln. Die Aktivierungsfunktionen h, h1, h2, ... hα der Zwischenschichten können außerdem logistische Sigmoidfunktionen sein.
  • Zum Beispiel kann die Aktivierungsfunktion der Ausgabe des neuronalen Netzes eine logistische Sigmoidfunktion sein. In diesem Fall kann die Anzahl von Knoten in der Ausgabeschicht beispielsweise eins betragen, und bei der als Anomaliebestimmungsgröße dienenden Ausgabegröße kann es sich um die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens einer Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 handeln. Wenn der Wert der Ausgabegröße größer oder gleich einem vorherbestimmten Wert ist, kann in diesem Fall das Vorliegen der Anomalie festgestellt werden, so dass bestimmt wird, ob die Anomalie des anströmseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 84 vorliegt oder nicht vorliegt.
  • Maschineller Lernalgorithmus
  • Der maschinelle Lernalgorithmus ist nicht auf einen Algorithmus beschränkt, der ein neuronales Netz verwendet. Zum Beispiel kann eine Regressionsgleichung verwendet werden. Dies entspricht dem Fall, dass das neuronale Netz keine Zwischenschicht aufweist. Die Kennfelddaten können somit Daten aufweisen, die durch maschinelles Lernen angelernt wurden.
  • Datenanalysevorrichtung
  • Die in 3 dargestellten Prozesse von S22 und S24 können beispielsweise durch die Zentrale 120 ausgeführt werden.
  • Der Prozess unter (b) in 7 kann beispielsweise durch ein vom Benutzer mitgeführtes mobiles Endgerät ausgeführt werden.
  • Ausführungsvorrichtung
  • Die Ausführungsvorrichtung ist nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, welche die CPU 72 (122) und den ROM 74 (124) umfasst und die Software-Prozesse ausführt. Beispielsweise kann eine dedizierte Hardware-Schaltung (zum Beispiel ASIC usw.), die mindestens einige der in den obigen Ausführungsformen ausgeführten Software-Prozesse verarbeitet, vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann die Ausführungsvorrichtung eine der folgenden Ausgestaltungen (a) bis (c) aufweisen. Die Ausgestaltung (a) umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung, die sämtliche der obigen Prozesse auf Grundlage eines Programms ausführt, und eine Programmspeichervorrichtung (mit einem nichttransitorischen computerlesbaren Speichermedium), wie einen ROM, die das Programm speichert. Die Ausgestaltung (b) umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung und eine Programmspeichervorrichtung, die einige der oben beschriebenen Prozesse auf Grundlage eines Programms ausführen, und eine dedizierte Hardware-Schaltung, welche die übrigen Prozesse ausführt. Die Ausgestaltung (c) umfasst eine dedizierte Hardware-Schaltung, die sämtliche der obigen Prozesse ausführt. Es können mehrere Software-Ausführungsvorrichtungen vorgesehen sein, die jeweils eine Verarbeitungsvorrichtung und eine Programmspeichervorrichtung aufweisen. Es können mehrere dedizierte Hardware-Schaltungen vorgesehen sein.
  • Speichervorrichtung
  • Die Speichervorrichtung, welche die Kennfelddaten 76a, 126a speichert, und die Speichervorrichtung (ROM 74, 124), die das Anomaliebehandlungsprogramm 74a und das Anomaliebehandlungshauptprogramm 124a speichert, sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen separate Speichervorrichtungen. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung.
  • Computer
  • Wenn ein Computer durch eine am Fahrzeug montierte Ausführungsvorrichtung wie die CPU 72 und den ROM 74 und eine in der Zentrale 120 vorgesehene Ausführungsvorrichtung wie die CPU 122 und den ROM 124 ausgestaltet ist, sind die Prozesse, die der jeweiligen Ausführungsvorrichtung zugewiesen sind, nicht auf die in den obigen Ausführungsformen und abgewandelten Ausführungsbeispielen beispielhaft dargestellten Prozesse beschränkt. Die CPU 122 kann beispielsweise den Prozess von S24a bis zu dem Prozess zum Berechnen der Werte der Bestimmungsprototypgrößen y(1) und y(2) ausführen und die Werte der Bestimmungsprototypgrößen y(1) und y(2) von der Zentrale 120 zum Fahrzeug senden. Dann kann die CPU 72 die Werte der Anomaliebestimmungsgrößen P(1) und P(2) berechnen.
  • Der Computer ist nicht auf einen Computer beschränkt, der durch die am Fahrzeug montierte Ausführungsvorrichtung wie die CPU 72 und den ROM 74 und die in der Zentrale 120 vorgesehene Ausführungsvorrichtung wie die CPU 122 und den ROM 124 ausgestaltet ist. Ein Computer, der ein Verfahren zur Detektion einer Anomalie eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors ausführt, kann beispielsweise durch eine am Fahrzeug montierte Ausführungsvorrichtung, eine in der Zentrale 120 vorgesehene Ausführungsvorrichtung und eine Ausführungsvorrichtung wie eine CPU und einen ROM, die in einem vom Benutzer mitgeführten mobilen Endgerät installiert sind, ausgestaltet sein. Dies kann beispielsweise realisiert werden, wenn der Prozess S52 in 7 einem Sendeprozess von der Zentrale 120 zu dem vom Benutzer mitgeführten mobilen Endgerät entspricht und die Prozesse von S42, S44 und S30 durch das mobile Endgerät ausgeführt werden.
  • Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, an dem eine Anomaliedetektion durchgeführt wird
  • In den obigen Ausführungsformen erfolgt die Anomaliedetektion am anströmseitig vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 84. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Beispielsweise kann die Anomaliedetektion am abströmseitig nachgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 86 durchgeführt werden.
  • Ventilkenngrößenvorrichtung
  • Die Ventilkenngrößenvorrichtung, welche die Kennlinien des Einlassventils 16 ändert, ist nicht auf die variable Ventilzeitsteuervorrichtung 46 beschränkt. Die Ventilkenngrößenvorrichtung kann beispielsweise eine Vorrichtung sein, die den Hubbetrag des Einlassventils 16 ändert. In diesem Fall ist der Parameter, der die Ventilkennlinie des Einlassventils 16 anzeigt, zum Beispiel der Hubbetrag an Stelle der Einlassphasendifferenz DIN.
  • Reguliervorrichtung
  • Wenn, wie weiter unten im Abschnitt „Brennkraftmaschine“ beschrieben, die Brennkraftmaschine 10 nicht mit einer Zwangsinduktionsvorrichtung versehen ist, kann als Reguliervorrichtung, welche die Durchflussmenge des vom Behälter in den Einlasskanal einströmenden Kraftstoffdampfs reguliert, beispielsweise ein Spülregelventil, das die Strömungspfad-Querschnittsfläche des Spülkanals 64 verstellt, vorgesehen sein.
  • Brennkraftmaschine
  • Die Brennkraftmaschine muss nicht zwingend eine Zwangsinduktionsvorrichtung aufweisen. Die Brennkraftmaschine muss auch nicht zwingend einen AGR-Kanal aufweisen.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist als Kraftstoffeinspritzventil das zylinderinnere Einspritzventil, das Kraftstoff in den Brennraum 22 einspritzt, als Beispiel angeführt. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine derartige Ausgestaltung. Das Kraftstoffeinspritzventil kann zum Beispiel ein Kanaleinspritzventil sein, das Kraftstoff in den Einspritzkanal 12 einspritzt. Beispielsweise können sowohl das Kanaleinspritzventil als auch das zylinderinnere Einspritzventil vorgesehen sein.
  • Die Brennkraftmaschine ist nicht auf einen Verbrennungsmotor mit Fremdzündung beschränkt und kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor vom Typ Selbstzünder sein, der zum Beispiel Diesel als Kraftstoff verwendet.
  • Die obigen Beispiele können verschiedenen Änderungen in Form und Details unterzogen werden, ohne dass vom Wesen und Umfang der Ansprüche und ihrer Äquivalente abgewichen wird. Die Beispiele dienen allein der Beschreibung und nicht zu Zwecken der Einschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in einem jeweiligen Beispiel sind so zu deuten, dass sie für ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen gelten. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn Abfolgen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und/oder wenn Komponenten in beschriebenen Systemen, Architekturen, Vorrichtungen oder Schaltungen abweichend kombiniert und/oder durch andere Komponenten und deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Geltungsumfang der Offenbarung ist nicht durch die detaillierte Beschreibung definiert, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente. Alle Abwandlungen innerhalb des Geltungsumfangs der Ansprüche und ihrer Äquivalente sind in der Offenbarung mit enthalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 20092280 [0002]

Claims (15)

  1. Anomaliedetektionsvorrichtung für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84), der in einem Auslasskanal (32) einer Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, wobei die Anomaliedetektionsvorrichtung umfasst: eine Speichervorrichtung (76; 126); und eine Ausführungsvorrichtung (72; 74); wobei die Speichervorrichtung (76; 126) Kennfelddaten (76a, 126a) speichert, die ein Kennfeld spezifizieren, das Kennfeld eine Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) ausgibt, indem es erste Zeitreihendaten und zweite Zeitreihendaten als Eingabe verwendet, die ersten Zeitreihendaten Zeitreihendaten einer Überschussmengengröße (Qi) in einem ersten vorherbestimmten Zeitraum sind, die Überschussmengengröße (Qi) eine Größe ist, die einer tatsächlich in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Überschussmenge an Kraftstoff im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge entspricht, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Fluid enthalten ist, die zweiten Zeitreihendaten Zeitreihendaten einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße in einem zweiten vorherbestimmten Zeitraum sind, die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine Größe ist, die auf einen Detektionswert (Afu) des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84) bezogen ist, die Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) eine Größe ist, die auf das Vorliegen und Nichtvorliegen einer Anomalie, welche die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84) vermindert, bezogen ist, die Ausführungsvorrichtung (72, 74) dazu eingerichtet ist, einen Erfassungsprozess (S18, S20; S18a, S20a), einen Berechnungsprozess (S22, S24; S22a, S24a) und einen Behandlungsprozess (S26 bis S30) auszuführen, im Erfassungsprozess (S18, S20; S18a, S20a) die Ausführungsvorrichtung (72, 74) die ersten Zeitreihendaten und die zweiten Zeitreihendaten erfasst, im Berechnungsprozess (S22, S24; S22a, S24a) die Ausführungsvorrichtung (72, 74) die ersten Zeitreihendaten und die zweiten Zeitreihendaten, die durch den Erfassungsprozess (S18, S20; S18a, S20a) erfasst werden, in das Kennfeld eingibt, um einen Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) zu berechnen, und im Behandlungsprozess (S26 bis S30), wenn das Berechnungsergebnis des Berechnungsprozesses (S22, S24; S22a, S24a) die Anomalie anzeigt, die Ausführungsvorrichtung (72, 74) eine vorherbestimmte Hardware (90) ansteuert, um die Anomalie zu behandeln.
  2. Anomaliedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine zeitlich variierende Größe (dAfumax) aufweist und die zeitlich variierende Größe (dAfumax) eine Größe ist, die auf die zeitliche Veränderung des Detektionswertes (Afu) in einem Abtastzeitraum für einen Wert jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße bezogen ist, welche die zweiten Zeitreihendaten konfiguriert.
  3. Anomaliedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine Differenzgröße (ΔAfu) aufweist und die Differenzgröße (ΔAfu) eine Größe ist, die auf eine Differenz zwischen einem lokalen Maximum des Detektionswertes (Afu) und einem lokalen Minimum des Detektionswertes (Afu) in einem Abtastzeitraum für einen Wert jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße bezogen ist, welche die zweiten Zeitreihendaten konfiguriert.
  4. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Überschussmengengröße (Qi) auf Grundlage einer von einem Kraftstoffeinspritzventil (24) der Brennkraftmaschine (10) eingespritzten Ist-Kraftstoffmenge (Qd) berechnet wird.
  5. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine (10) aufweist: einen Behälter (62), der dazu eingerichtet ist, Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank (60) zu sammeln, wobei der Kraftstofftank (60) Kraftstoff bevorratet, der von einem Kraftstoffeinspritzventil (24) einzuspritzen ist; einen Spülkanal (64), der dazu eingerichtet ist, den Behälter (62) mit einem Einlasskanal (12) der Brennkraftmaschine (10) zu verbinden; und eine Reguliervorrichtung (66), die dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge des Kraftstoffdampfs zu regulieren, wobei der Kraftstoffdampf vom Behälter (62) durch den Spülkanal (64) in den Einlasskanal (12) strömt, und die Überschussmengengröße eine Spülgröße (Dpave) aufweist, die eine auf die Durchflussmenge des Kraftstoffdampfes bezogene Größe ist.
  6. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Brennkraftmaschine (10) eine dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84) im Auslasskanal (32) anströmseitig vorgeschaltete Zwangsinduktionsvorrichtung (14) aufweist, der Auslasskanal (32) einen Bypasskanal (36) aufweist, der die Zwangsinduktionsvorrichtung (14) umgeht, der Bypasskanal (36) eine Strömungspfad-Querschnittsfläche aufweist, die über ein Ladedruckregelventil (38) reguliert wird, die Eingabe zum Kennfeld eine Strömungspfadgröße (θwave) aufweist, die eine auf die Strömungspfad-Querschnittsfläche des Bypasskanals (36) bezogene Größe ist, der Erfassungsprozess (S18a, S20a) einen Prozess umfasst, der die Strömungspfadgröße (θwave) erfasst, und der Berechnungsprozess (S22a, S24a) einen Prozess umfasst, der den Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) auf Grundlage einer Ausgabe des Kennfelds berechnet, bei der auch die Strömungspfadgröße (θwave) in der Eingabe zum Kennfeld enthalten ist.
  7. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Brennkraftmaschine (10) aufweist: einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) (50), der dazu eingerichtet ist, den Auslasskanal (32) mit einem Einlasskanal (12) zu verbinden; und ein AGR-Ventil (52), das dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge eines vom Auslasskanal (32) durch den AGR-Kanal (50) in den Einlasskanal (12) strömenden Fluids zu regulieren, die Eingabe zum Kennfeld eine AGR-Größe (Regrave) aufweist, die eine Größe ist, die auf die Durchflussmenge des aus dem Auslasskanal (32) in den Einlasskanal (12) strömenden Fluids bezogen ist, der Erfassungsprozess (S18a, S20a) einen Prozess umfasst, der die AGR-Größe (Regrave) erfasst, und der Berechnungsprozess (S22a, S24a) einen Prozess umfasst, der den Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) auf Grundlage einer Ausgabe des Kennfelds berechnet, bei der auch die AGR-Größe (Regrave) in der Eingabe zum Kennfeld enthalten ist.
  8. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Brennkraftmaschine (10) eine Ventilkenngrößenvorrichtung (46) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Ventilkennlinie eines Einlassventils (16) zu ändern, die Eingabe zum Kennfeld eine Ventilkennliniengröße (DINave) umfasst, bei der es sich um eine auf die Ventilkennlinie bezogene Größe handelt, der Erfassungsprozess (S18a, S20a) einen Prozess umfasst, der die Ventilkennliniengröße (DINave) erfasst, und der Berechnungsprozess (S22a, S24a) einen Prozess umfasst, der den Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) auf Grundlage einer Ausgabe des Kennfelds berechnet, bei der zudem die Ventilkennliniengröße (DINave) in der Eingabe zum Kennfeld enthalten ist.
  9. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Berechnungsprozess (S22, S24; S22a, S24a) einen Prozess umfasst, der den Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) auf Grundlage der vom Erfassungsprozess (S18, S20; S18a, S20a) erfassten ersten Zeitreihendaten und zweiten Zeitreihendaten unter der Bedingung berechnet, dass eine Durchflussmenge (NE, η) des in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Fluids in einem vorherbestimmten Bereich liegt (S16: JA).
  10. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Auslasskanal (32) mit einem Katalysator (34) versehen ist, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84) ein anströmseitig vorgeschalteter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84) ist, der an einer Anströmseite des Katalysators (34) im Auslasskanal (32) angeordnet ist, ein abströmseitig nachgeschalteter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (86) auf einer Abströmseite des Katalysators (34) im Auslasskanal (32) vorgesehen ist, die Ausführungsvorrichtung (72, 74) einen Hauptrückkopplungsprozess (M32) und einen Teilrückkopplungsprozess (M46) ausführt, der Hauptrückkopplungsprozess (M32) den Detektionswert (Afu) des anströmseitig vorgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84) auf einen Sollwert (Af*) regelt, wenn der Detektionswert (Afd) des abströmseitig nachgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (86) um einen vorherbestimmten (εr) oder höheren Betrag fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Afs) ist, der Teilrückkopplungsprozess (M46) bewirkt, dass der Sollwert (Af*) magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Afs) ist, wenn der Detektionswert (Afd) des abströmseitig nachgeschalteten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (86) um einen vorherbestimmten (εl) oder höheren Betrag magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Afs) ist, der Teilrückkopplungsprozess (M46) bewirkt, dass der Sollwert (Af*) fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Afs) ist, und bei der Synchronisation mit einem Zeitpunkt, an dem der Sollwert (Af*) von fett auf mager geschaltet wird, und einem Zeitpunkt, an dem der Sollwert (Af*) von mager auf fett geschaltet wird (S10: JA), der Erfassungsprozess (S18, S20; S18a, S20a) den ersten vorherbestimmten Zeitraum einstellt und den zweiten vorherbestimmten Zeitraum nach dem ersten vorherbestimmten Zeitraum einstellt.
  11. Anomaliedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Speichervorrichtung (76; 126) mehrere Arten von Kennfelddaten als Kennfelddaten (76a, 126a) speichert, der Berechnungsprozess einen Auswahlprozess (S14a) umfasst und der Auswahlprozess (S14a) als Kennfelddaten eine der mehreren Arten von Kennfelddaten auswählt, die verwendet wird, um den Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) zu berechnen.
  12. Anomaliedetektionssystem (70, 120) für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (84), wobei das Anomaliedetektionssystem umfasst: die Ausführungsvorrichtung und die Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Ausführungsvorrichtung eine erste Ausführungsvorrichtung (72, 74) und eine zweite Ausführungsvorrichtung (122, 124) umfasst, die erste Ausführungsvorrichtung (72, 74) an einem Fahrzeug (VC) montiert ist und dazu eingerichtet ist, den Erfassungsprozess (S18a, S20a), einen fahrzeugseitigen Sendeprozess (S40), einen fahrzeugseitigen Empfangsprozess (S42) und den Behandlungsprozess (S30) auszuführen, im fahrzeugseitigen Sendeprozess (S40) die erste Ausführungsvorrichtung (72, 74) vom Erfassungsprozess (S18a, S20a) erfasste Daten vom Fahrzeug (VC) nach draußen sendet, im fahrzeugseitigen Empfangsprozess (S42) die erste Ausführungsvorrichtung (72, 74) ein Signal empfängt, das auf dem vom Berechnungsprozess (S22a, S24a) berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) basiert, die zweite Ausführungsvorrichtung (122, 124) außerhalb des Fahrzeugs (VC) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen externen Empfangsprozess (S50), den Berechnungsprozess (S22a, S24a) und einen externen Sendeprozess (S52) auszuführen, im externen Empfangsprozess (S50) die zweite Ausführungsvorrichtung (122, 124) vom fahrzeugseitigen Sendeprozess (S40) gesendete Daten empfängt und im externen Sendeprozess (S52) die zweite Ausführungsvorrichtung (122, 124) das Signal, das auf dem vom Berechnungsprozess (S22a, S24a) berechneten Wert der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) basiert, zum Fahrzeug (VC) sendet.
  13. Datenanalysevorrichtung (120), umfassend: die zweite Ausführungsvorrichtung (122, 124) und die Speichervorrichtung (126) nach Anspruch 12.
  14. Steuerungsvorrichtung (70) für eine Brennkraftmaschine, wobei die Steuerungsvorrichtung umfasst: die erste Ausführungsvorrichtung (72, 72) nach Anspruch 12.
  15. Verfahren zur Detektion einer Anomalie eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84), der in einem Auslasskanal (32) einer Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, wobei das Verfahren als verschiedene von einem Computer (72, 74; 72, 122, 74, 124) ausgeführte Prozesse umfasst: Speichern von Kennfelddaten (76a; 126a), die ein Kennfeld spezifizieren, wobei das Kennfeld eine Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) ausgibt, indem es erste Zeitreihendaten und zweite Zeitreihendaten als Eingabe verwendet; Erfassen der ersten Zeitreihendaten (S18, S20; S18a, S20a), wobei die ersten Zeitreihendaten Zeitreihendaten einer Überschussmengengröße (Qi) in einem ersten vorherbestimmten Zeitraum sind, wobei die Überschussmengengröße (Qi) eine Größe ist, die einer tatsächlich in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Überschussmenge an Kraftstoff im Verhältnis zu einer Kraftstoffmenge entspricht, die ohne Überschuss oder Fehlmenge mit Sauerstoff reagiert, der in einem in den Auslasskanal (32) ausgetragenen Fluid enthalten ist, Erfassen der zweiten Zeitreihendaten (S18, S20; S18a, S20a), wobei die zweiten Zeitreihendaten Zeitreihendaten einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße in einem zweiten vorherbestimmten Zeitraum sind und die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektionsgröße eine auf einen Detektionswert (Afu) des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84) bezogene Größe ist; Berechnen eines Wertes der Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) durch Eingeben der erfassten ersten Zeitreihendaten und der erfassten zweiten Zeitreihendaten in das Kennfeld (S22, S24; S22a, S24a), wobei die Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) eine Größe ist, die auf das Vorliegen und Nichtvorliegen einer Anomalie, welche die Ansprechempfindlichkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (84) vermindert, bezogen ist; und Ansteuern einer vorherbestimmten Hardware (S26 bis S30) zur Behandlung der Anomalie, wenn die Anomaliebestimmungsgröße (P(1), P(2)) die Anomalie anzeigt.
DE102020104777.0A 2019-03-22 2020-02-24 Anomaliedetektionsvorrichtung für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, anomaliedetektionssystem für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, datenanalysevorrichtung und steuerungsvorrichtung für brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE102020104777B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019055229A JP6624321B1 (ja) 2019-03-22 2019-03-22 空燃比センサの異常検出装置、空燃比センサの異常検出システム、データ解析装置、内燃機関の制御装置、および空燃比センサの異常検出方法
JP2019-055229 2019-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020104777A1 true DE102020104777A1 (de) 2020-09-24
DE102020104777B4 DE102020104777B4 (de) 2021-03-25

Family

ID=69101075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020104777.0A Expired - Fee Related DE102020104777B4 (de) 2019-03-22 2020-02-24 Anomaliedetektionsvorrichtung für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, anomaliedetektionssystem für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, datenanalysevorrichtung und steuerungsvorrichtung für brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10844803B2 (de)
JP (1) JP6624321B1 (de)
CN (1) CN111720229B (de)
DE (1) DE102020104777B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6853287B2 (ja) * 2019-02-21 2021-03-31 トヨタ自動車株式会社 インバランス検出装置、インバランス検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
JP6593560B1 (ja) * 2019-02-15 2019-10-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置、内燃機関の失火検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
JP6787463B1 (ja) * 2019-09-27 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火の有無の判定装置、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化度合いの判定装置、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の暖機処理における異常の有無の判定装置、内燃機関の排気通路に設けられたフィルタに捕集されたｐｍ堆積量の判定装置、および内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの異常の有無の判定装置
JP7392606B2 (ja) * 2020-08-07 2023-12-06 トヨタ自動車株式会社 動力伝達装置の異常判定装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009002280A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Toyota Motor Corp 空燃比センサの異常診断装置
US7900439B2 (en) * 2007-06-08 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust system monitoring methods and systems
DE102017126928A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Ford Global Technologies, Llc Eingriffsfreie Luft-Kraftstoff-Sondendiagnostik

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491348A (ja) * 1990-08-01 1992-03-24 Hitachi Ltd 自動車制御装置
JPH10252536A (ja) * 1997-03-14 1998-09-22 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
JP2001098975A (ja) * 1999-09-29 2001-04-10 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置、およびディーゼルエンジンの制御装置
JP3963181B2 (ja) 2003-12-03 2007-08-22 トヨタ自動車株式会社 車両の故障診断システム
JP2008121533A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP5041294B2 (ja) * 2008-08-01 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常診断装置
DE112009004382B4 (de) * 2009-01-30 2015-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung einer Mehrfachzylinderbrennkraftmaschine
JP2010216351A (ja) 2009-03-16 2010-09-30 Toyota Motor Corp 車両およびその制御方法
JP4900425B2 (ja) 2009-06-18 2012-03-21 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常検出装置
JP5206877B2 (ja) * 2009-08-06 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置
US8650943B2 (en) * 2009-08-28 2014-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for determining an air-fuel ratio imbalance among cylinders of an internal combustion engine
WO2011132232A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 トヨタ自動車株式会社 触媒異常診断装置
JP5293885B2 (ja) * 2010-04-23 2013-09-18 トヨタ自動車株式会社 触媒異常診断装置
JP5187409B2 (ja) * 2011-04-28 2013-04-24 トヨタ自動車株式会社 空燃比ばらつき異常検出装置
JP5772634B2 (ja) * 2012-02-01 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の制御装置
JP6160035B2 (ja) * 2012-07-05 2017-07-12 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP6004077B2 (ja) * 2013-02-12 2016-10-05 日産自動車株式会社 吸入空気量推定装置及び吸入空気量推定方法
JP6311578B2 (ja) * 2014-11-11 2018-04-18 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常診断装置
KR101822562B1 (ko) * 2015-03-31 2018-01-29 도요타지도샤가부시키가이샤 내연 기관의 배기 정화 장치
JP6350434B2 (ja) * 2015-07-29 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 下流側空燃比センサの異常診断装置
JP2018003702A (ja) * 2016-07-01 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常判定装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7900439B2 (en) * 2007-06-08 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust system monitoring methods and systems
JP2009002280A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Toyota Motor Corp 空燃比センサの異常診断装置
DE102017126928A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Ford Global Technologies, Llc Eingriffsfreie Luft-Kraftstoff-Sondendiagnostik

Also Published As

Publication number Publication date
CN111720229A (zh) 2020-09-29
DE102020104777B4 (de) 2021-03-25
JP2020153356A (ja) 2020-09-24
US10844803B2 (en) 2020-11-24
US20200300193A1 (en) 2020-09-24
CN111720229B (zh) 2022-08-05
JP6624321B1 (ja) 2019-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020104777B4 (de) Anomaliedetektionsvorrichtung für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, anomaliedetektionssystem für luft-kraftstoff-verhältnis-sensor, datenanalysevorrichtung und steuerungsvorrichtung für brennkraftmaschine
DE102020103440B4 (de) Vorrichtung zum Schätzen der Katalysatortemperatur, System zum Schätzen der Katalysatortemperatur, Vorrichtung zur Datenanalyse und Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors
DE102020103445A1 (de) Vorrichtung zum Schätzen eines PM-Betrages, System zum Schätzen eines PM-Betrages, Verfahren zum Schätzen eines PM-Betrages, Datenanalysevorrichtung, Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Empfänger
DE112005003527B4 (de) Verfahren für die Schätzung von Verbrennungsparametern
DE102015219684B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen Innenverbrennungsmotor
DE112008000982B4 (de) Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE60320199T2 (de) Vorrichtung zur Schätzung der Abgasrückführrate in einer Brennkraftmaschine
DE102020104292B4 (de) Fehlzündungsdetektionseinrichtung für verbrennungsmotor, fehlzündungsdetektionssystem für verbrennungsmotor, datenanalysegerät, steuerung fürverbrennungsmotor, verfahren zum detektieren von fehlzündungen im verbrennungsmotor und empfangsausführungseinrichtung
DE102020105888A1 (de) Sauerstoffspeichermengen-schätzvorrichtung, sauerstoffspeichermengen-schätzsystem, steuerung für verbrennungsmotor, datenanalysevorrichtung und sauerstoffspeichermengen-schätzverfahren
DE102019127482B4 (de) Steuereinrichtung
DE102020100717A1 (de) Katalysatorverschlechterungserfassungsvorrichtung, Katalysatorverschlechterungserfassungssystem, Datenanalysevorrichtung, Steuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Bereitstellen von Zustandsinformationen eines Gebrauchtfahrzeugs
DE69918914T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine
DE102019111174A1 (de) Systeme und verfahren zur wahrscheinlichkeitstheoretischen fahrzeugeigenen diagnose
DE102020103441A1 (de) Vorrichtung, System und Verfahren zum Überwachen eines Katalysator-Aufwärmprozesses für einen Verbrennungsmotor, Datenanalysevorrichtung, Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Empfänger
DE102018216980A1 (de) Verfahren zur Regelung einer Füllung eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente in Abhängigkeit von einer Alterung des Katalysators
DE102018251720A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer maximalen Speicherfähigkeit eines Abgaskomponentenspeichers eines Katalysators
DE102008002128B4 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102020119399A1 (de) Verfahren und system für eine nachbehandlungssteuerung
DE102018104035A1 (de) Steuerungsvorrichtung eines Motors
DE3821357A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelung mit mehreren sonden
DE102020119087A1 (de) Verfahren und system für eine thermische steuerung einer nachbehandlung
DE112010005772T5 (de) Kraftstoffeinspritzmengen-Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102019201293A1 (de) Verfahren zur Unterscheidung zwischen Modellungenauigkeiten und Lambdaoffsets für eine modellgestützte Regelung des Füllstands eines Katalysators
DE102017110592A1 (de) Steuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine
DE112019003769T5 (de) Steuervorrichtung eines mit auflader ausgestatteten motors

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee