DE102021101857A1

DE102021101857A1 - Systeme und verfahren für eine abgastemperatursensordiagnose mit geteiltem lambda-motorbetrieb

Info

Publication number: DE102021101857A1
Application number: DE102021101857.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Scott Christensen; Michael Bastanipour; Douglas Raymond Martin; Adam Joseph KRACH
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2021-08-05
Also published as: CN113202649A; US11022061B1

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren für eine Abgastemperatursensordiagnose mit geteiltem Lambda-Motorbetrieb bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Identifizieren von Reaktionen auf einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor (AGT-Sensor) bereitgestellt. In einem Beispiel kann das Verfahren Folgendes beinhalten: Takten eines Motors zwischen einem Betriebsmodus mit höherer Temperatur und einem Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur, während Motordrehmomentausgabe über den Betriebsmodus mit höherer Temperatur und den Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur beibehalten wird, wobei sowohl der Betriebsmodus mit höherer Temperatur als auch der Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur stöchiometrisches Abgas an einem Katalysator bereitstellen, und Charakterisieren eines Reaktionsverhaltens eines AGT-Sensors auf Grundlage einer Ausgabe des AGT-Sensors während des Taktens. Auf diese Weise werden schrittweise Änderungen der Abgastemperatur erzeugt, um die Reaktion des AGT-Sensors zu charakterisieren, ohne die Emissions- und Drehmomentsteuerung zu unterbrechen.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Systeme und Verfahren zum Überwachen eines Abgastemperatursensors.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Abgastemperatursensor (AGT-Sensor) kann in einem Abgassystem eines Fahrzeugs positioniert sein, um eine Temperatur von Abgas zu messen, das durch eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs erzeugt wird. Die Ausgabe des AGT-Sensors kann von einer Fahrzeugsteuerung dazu verwendet werden, den Motorbetrieb einzustellen. Zum Beispiel kann ein Zündzeitpunkt auf Grundlage der gemessenen Abgastemperatur eingestellt werden. Somit kann eine Beeinträchtigung des AGT-Sensors die Motorsteuerung beeinträchtigen, was zu erhöhten Fahrzeugemissionen und/oder verringerter Kraftstoffeffizienz führen kann.
Frühere Ansätze zum Überwachen des AGT-Sensors stützten sich zum Beispiel auf das Vergleichen der Sensorausgabe mit einem Referenzwert, der bei bestimmten Motorbetriebsbedingungen erwartet wird. Dies kann es der Fahrzeugsteuerung ermöglichen, einen AGT-Sensor-Versatz (z. B. der AGT-Sensor erfasst konstant bei einer höheren oder niedrigeren Temperatur) oder andere schwerwiegende Fehler zu detektieren. Zum Beispiel kann der AGT-Sensor durchgehend Werte melden, die um ein konstantes Ausmaß über den erwarteten Werten liegen. Als ein anderes Beispiel kann der AGT-Sensor nicht mehr vollständig funktionieren und keine Daten ausgeben. Derartige Beeinträchtigungsverhalten können während des stationären Sensorbetriebs detektiert werden, da sie nicht davon abhängig sind, zu messen, wie der AGT-Sensor auf Temperaturänderungen im Laufe der Zeit reagiert. Da jedoch die Abgastemperatur als Eingabe in Motorsteuerungsvorgängen verwendet werden kann, die selbst die Abgastemperatur ändern können, wie etwa Zündzeitpunkt- und Kraftstoffzufuhrstrategien, können die vorstehend genannten stationären Ansätze zum Überwachen des AGT-Sensors unzureichende Informationen zum vollständigen Charakterisieren der Funktionalität des AGT-Sensors bereitstellen.
Somit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise die Bedeutung eines vorübergehenden Beeinträchtigungsverhaltens in AGT-Sensoren erkannt. Die vorübergehende Beeinträchtigung des AGT-Sensors kann sich auf den Unterschied zwischen der transienten AGT-Sensorreaktion auf eine schrittweise Temperaturänderung und einer erwarteten Sensorreaktion beziehen. Insbesondere haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein AGT-Sensor mehrere einzelne Arten von transientem Beeinträchtigungsverhalten aufzeigen kann. Diese vorübergehenden Beeinträchtigungsverhaltensarten können als Verzögerungsbeeinträchtigung (z. B. die Sensorreaktion bleibt hinter der erwarteten Reaktion zurück) oder Anstiegsratenbeeinträchtigung (z. B. ist die Sensorreaktionsrate niedriger als die erwartete Reaktionsrate) kategorisiert werden. Ferner können diese Beeinträchtigungsverhaltensarten symmetrisch oder asymmetrisch in Bezug auf eine Temperaturänderung auftreten. Zum Beispiel kann ein Sensor eine Beeinträchtigung vom asymmetrischen Typ (z. B. asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Verzögerung, asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Verzögerung usw.) anzeigen, die entweder Kalt-zu-Heiß- oder Heiß-zu-Kalt-AGT-Sensorreaktionen beeinflusst, oder eine Beeinträchtigung vom symmetrischen Typ (z. B. symmetrische Verzögerung), die sowohl Kalt-zu-Heiß- als auch Heiß-zu-Kalt-AGT-Sensorreaktionen beeinflusst. Diese vorübergehenden Beeinträchtigungsverhalten können die Motorleistung beeinflussen, wenn AGT-Sensordaten für zeitabhängige Fahrzeugsteuerstrategien verwendet werden. Wie vorstehend ausgeführt, detektieren frühere Ansätze zur Überwachung des AGT-Sensors diese Arten von vorübergehender Beeinträchtigung nicht.
Kurzdarstellung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehenden Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese mindestens teilweise zu lösen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Takten eines Motors zwischen einem Hochtemperaturbetriebsmodus und einem Niedertemperaturbetriebsmodus, während Motordrehmoment zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus beibehalten wird, wobei sowohl der Hochtemperaturmodus als auch der Niedertemperaturmodus stöchiometrisches Abgas an einem Katalysator erzeugen; und Charakterisieren eines Reaktionsverhaltens eines Sensors für die Abgastemperatur (AGT) auf Grundlage einer Ausgabe des AGT-Sensors während des Taktens. Auf diese Weise können beeinträchtigte Reaktionen des AGT-Sensors während vorübergehender Temperaturbedingungen identifiziert und charakterisiert werden, wodurch eine Genauigkeit der Motorsteuerstrategien erhöht wird, die die Abgastemperatur als Eingabe verwenden.
Als ein Beispiel beinhaltet das Takten des Motors zwischen dem Hochtemperaturbetriebsmodus (z. B. heißer) und dem Niedertemperaturbetriebsmodus (z. B. kälter) den Übergang des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und das Übergehen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus bei einer bestimmten Frequenz und für eine bestimmte Anzahl von Übergängen. Zum Beispiel kann der Motor für eine erste Dauer im Hochtemperaturbetriebsmodus arbeiten, zum Niedertemperaturbetriebsmodus übergehen und für einen zweiten Zeitraum unmittelbar im Anschluss an die erste Dauer im Niedertemperaturbetriebsmodus arbeiten, zurück zum Hochtemperaturbetriebsmodus übergehen und den Prozess wiederholen, bis eine gewünschte Anzahl von Übergängen auftritt.
Als ein Beispiel kann der Hochtemperaturbetriebsmodus das Betreiben jedes Zylinders des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem selben ersten verzögerten Zündzeitpunkt beinhalten, und der Niedertemperaturbetriebsmodus kann Betreiben eines ersten Teilsatzes der Zylinder mit fetter Kraftstoffzufuhr und einem zweiten verzögerten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der erste verzögerte Zündzeitpunkt, und einem zweiten, verbleibenden Teilsatz der Zylinder mit magerer Kraftstoffzufuhr und einem dritten verzögerten Zündzeitpunkt beinhalten, der weniger verzögert ist als der zweite verzögerte Zündzeitpunkt. Somit kann der Motor zwischen einem gleichmäßigen Betrieb bei Stöchiometrie und einem einheitlichen verzögerten Zündzeitpunkt zu einem Betrieb unterschiedlicher Zylindergruppen mit unterschiedlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen und unterschiedlichen, weiter vorverlegte Zündzeitpunkten (im Vergleich zu dem einheitlichen verzögerten Zündzeitpunkt) überführt werden. Insbesondere können der zweite verzögerte Zündzeitpunkt und der dritte verzögerte Zündzeitpunkt dazu ausgewählt sein, die Drehmomentausgabe nicht nur zwischen dem ersten fetten Teilsatz der Motorzylinder mit dem zweiten mageren Teilsatz der Motorzylinder auszugleichen, sondern auch die Motordrehmomentausgabe zwischen dem Hochtemperaturbetriebsmodus und dem Niedertemperaturbetriebsmodus beizubehalten. Ferner kann eine Anzahl von Zylindern in der ersten Teilmenge gleich einer Anzahl von Zylindern in der zweiten Teilmenge sein, sodass ein Grad der Anreicherung der fetten Kraftstoffzufuhr gleich einem Grad der Abmagerung der mageren Kraftstoffzufuhr ist, um ein durchschnittliches Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei Stöchiometrie beizubehalten.
Als ein anderes Beispiel kann das Reaktionsverhalten des AGT-Sensors mindestens eines von asymmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, asymmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten und keinem Beeinträchtigungsverhalten beinhalten. Als ein Beispiel verringert sich eine erste Zeitverzögerung zwischen dem Übergang des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und dem Verringern der Ausgabe des AGT-Sensors und einer zweiten Zeitverzögerung zwischen dem Übergehen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus und der Ausgabe des steigenden AGT-Sensors können jeweils bestimmt werden. Ein symmetrisches Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten kann als Reaktion darauf angegeben werden, dass sowohl die erste Zeitverzögerung als auch die zweite Zeitverzögerung größer als eine Schwellenwertverzögerung ist, und ein asymmetrisches Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten kann als Reaktion darauf angegeben werden, dass nur eine der ersten Zeitverzögerung und der zweiten Zeitverzögerung größer als die Schwellenwertverzögerung ist. Als ein weiteres Beispiel kann eine erste Anstiegsrate auf Grundlage einer Änderung in der Ausgabe des AGT-Sensors im Laufe der Zeit nach Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus bestimmt sein und eine zweite Anstiegsrate kann auf Grundlage der Änderung in der Ausgabe des AGT-Sensors im Laufe der Zeit nach Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus bestimmt sein. Ein symmetrisches Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten kann als Reaktion darauf angegeben werden, dass sowohl die erste Anstiegsrate als auch die zweite Anstiegsrate größer als eine Schwellenwertanstiegsrate ist, und ein asymmetrisches Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten kann als Reaktion darauf angegeben werden, dass nur eine der ersten Anstiegsrate und der zweiten Anstiegsrate größer als die Schwellenwertanstiegsrate ist. Als ein anderes Beispiel kann als Reaktion darauf, dass keines der symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens, des asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens, des symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhaltens und des asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhaltens angegeben ist, kein Beeinträchtigungsverhalten angegeben werden.
Auf diese Weise können stufenweise Änderungen der Abgastemperatur erzeugt werden, ohne die Emissionssteuerung zu beeinträchtigen (z. B. über globale Anreicherung zum Verringern der Abgastemperatur) und ohne Drehmomentschwankungen zu erzeugen (z. B. über globale Zündverzögerung und -vorverlegung). Infolgedessen können Fahrzeugemissionen verringert werden, während Motorgeräusche, Vibration und Rauheit verringert werden. Ferner ermöglichen die schrittweisen Änderungen der Abgastemperatur, dass das Verhalten des transienten AGT-Sensors ausgewertet wird, um verzögerte und verlangsamte Reaktionen zu identifizieren, die möglicherweise nicht durch Vergleichen der Sensorausgabe mit einem Referenzwert identifiziert werden.
Es sollte sich verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine Ausführungsform eines Zylinders, der in einem Motorsystem beinhaltet sein kann.
2 zeigt eine schematische Abbildung eines Beispiels eines Motorsystems.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen von schrittweisen Änderungen der Abgastemperatur über eine geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie zur Diagnose von Ab gastem peratursensoren.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Detektieren und Charakterisieren einer Abgastemperaturbeeinträchtigung während eines Temperaturzyklus.
5 zeigt ein Diagramm, das ein symmetrisches Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
6 zeigt ein Diagramm, das ein asymmetrisches Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
7 zeigt ein Diagramm, das ein asymmetrisches Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
8 zeigt ein Diagramm, das ein symmetrisches Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
9 zeigt ein Diagramm, das ein asymmetrisches Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
10 zeigt ein Diagramm, das ein asymmetrisches Heiß-zu-Kalt-Verzögerungsartenbeeinträchtigungsverhalten eines Abgastemperatursensors veranschaulicht.
11 zeigt ein Diagramm, das eine Reaktion des Abgassensors während eines schrittweisen Wechsels vom Hochtemperaturbetrieb zum Niedertemperaturbetrieb veranschaulicht.
12 zeigt eine prophetische beispielhafte Zeitachse, die Einstellungen von Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen und Zündzeitpunkt zum Diagnostizieren eines Abgastemperatursensors zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Charakterisieren und Diagnostizieren eines Abgastemperatursensors eines Motorsystems. Das Motorsystem kann verschiedene Mehrzylinderkonfigurationen beinhalten, wie etwa die in 2 gezeigte beispielhafte Motorsystemkonfiguration, und jeder Zylinder des Motors kann eine Zylinderkonfiguration aufweisen, wie etwa in 1 gezeigt. Eine Steuerung kann die Kraftstoffzufuhr zum Motor und den Zündzeitpunkt für die Diagnose des Abgastemperatursensors einstellen, während die Motordrehmomentausgabe über das beispielhafte Verfahren aus 3 beibehalten wird, und die Abgastemperatursensorausgabe gemäß dem beispielhaften Verfahren aus 4 analysieren, um ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Abgastemperatursensorbeeinträchtigung anzugeben. Insbesondere kann die Steuerung den Motor über eine geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie in Kombination mit Zündzeitpunkteinstellungen zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperaturbetrieb überführen. Wie hierin ausgeführt wird, beinhaltet die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie ein Betreiben einer ersten Anzahl von Motorzylindern mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z. B. Lambda-Wert) und einer zweiten Anzahl von Motorzylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während die Stöchiometrie an einem stromabwärtigen Katalysator beibehalten wird. Wie hier ebenfalls ausgeführt, erzeugt das Wechseln zwischen der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr und der stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr mit verzögertem Zündzeitpunkt schrittweise Änderungen der Abgastemperatur, während ein konstantes Bremsmoment zwischen dem geteilten Lambda und dem stöchiometrischen Betrieb über Differentialzündzeitpunkteinstellungen beibehalten wird. 5-10 zeigen beispielhafte Diagramme von sechs verschiedenen möglichen Beeinträchtigungsverhalten des Abgastemperatursensors, einschließlich beeinträchtigter Anstiegsraten und Sensorverzögerungen, die auf Grundlage der Sensorausgabe während des Zyklus unterschieden werden können. 11 veranschaulicht einen beispielhaften Messwert eines Abgastemperatursensors als Reaktion auf eine schrittweise Änderung der Temperatur. Eine prophetische beispielhafte Zeitachse, die den Übergang zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperaturbetrieb veranschaulicht, einschließlich Einstellungen von Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Aufteilung und Zylinderzündzeitpunkten, auf Grundlage einer Anforderung für Sensordiagnose, ist in 12 gezeigt. Auf diese Weise kann die Reaktion eines Abgastemperatursensors überwacht und charakterisiert werden, während ein konstantes Bremsmoment und ein globaler stöchiometrischer Betrieb beibehalten werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren zeigt 1 eine Teilansicht eines einzelnen Zylinders 130 einer Brennkraftmaschine 10, der in einem Fahrzeug 5 beinhaltet sein kann. Die Brennkraftmaschine 10 kann ein Mehrzylindermotor sein, eine beispielhafte Konfiguration, die nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden wird. Der Zylinder (z. B. die Brennkammer) 130 beinhaltet eine Kühlmittelmanschette 114 und Zylinderwände 132, wobei ein Kolben 136 darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 140 verbunden ist. Die Brennkammer 130 kommuniziert der Darstellung nach mit einem Ansaugkrümmer 44 über ein Einlassventil 4 und einen Ansaugkanal 22 und mit einem Abgaskanal 86 über ein Auslassventil 8.
In der dargestellten Ansicht befinden sich das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 in einer oberen Region der Brennkammer 130. Das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 können durch eine Steuerung 12 unter Verwendung jeweiliger Nockenbetätigungssysteme, die einen oder mehrere Nocken beinhalten, gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme können eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockensteuerzeit (variable cam timing - VCT), variablen Ventilsteuerzeit (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Im dargestellten Beispiel wird das Einlassventil 4 durch einen Einlassnocken 151 gesteuert und wird das Auslassventil 8 durch einen Auslassnocken 153 gesteuert. Der Einlassnocken 151 kann über ein Einlassventilzeitsteuerungsbetätigungselement 101 betätigt werden und der Auslassnocken 153 kann über einen Auslassventilzeitsteuerungsbetätigungselement 103 gemäß dem Satz von Einlass- bzw. Auslassventilzeitsteuerungen betätigt werden. In einigen Beispielen können die Einlassventile und Auslassventile über das Einlassventilzeitsteuerungsbetätigungselement 101 bzw. Auslassventilzeitsteuerungsbetätigungselement 103 abgeschaltet werden. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Signal an das Auslassventilzeitsteuerungselement 103 senden, um das Auslassventil 8 derartig abzuschalten, dass es geschlossen bleibt und sich zu seiner festgelegten Steuerzeit nicht öffnet. Die Stellung des Einlassnockens 151 und Auslassnockens 153 kann durch Nockenwellenpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden.
In einigen Beispielen können die Einlass- und/oder Auslassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 130 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil beinhalten, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, was CPS- und/oder VCT-Systeme beinhaltet. In noch anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilbetätigungselement oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilsteuerzeit gesteuert werden.
Der Zylinder 130 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei es sich um ein Verhältnis von dem Volumen des Kolbens 136 am unteren Totpunkt zu dem am oberen Totpunkt handelt. Üblicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis in einem Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, bei denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Wenn eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund von deren Auswirkung auf das Motorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 92 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Bei ausgewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 88 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 der Brennkammer 130 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Beispielen kann die Zündkerze 92 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleitet, wie etwa, wenn der Motor 10 ein Dieselmotor ist.
Als nicht einschränkendes Beispiel beinhaltet der Zylinder 130 der Darstellung nach eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach direkt an die Brennkammer 130 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite einer Signal-KIB, die von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diese einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 130 bereit. Zwar zeigt 1 die Einspritzvorrichtung 66 als seitliche Einspritzvorrichtung, jedoch kann sie auch über dem Kolben angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 92. Eine derartige Position kann das Vermischen und die Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine niedrigere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann sich die Einspritzvorrichtung über und nahe dem Einlassventil befinden, um das Vermischen zu verbessern. In einem anderen Beispiel kann es sich bei der Einspritzvorrichtung 66 um eine Einlasskanaleinspritzvorrichtung handeln, die Kraftstoff stromaufwärts des Zylinders 130 in die Ansaugöffnung bereitstellt.
Kraftstoff kann aus einem Hochdruckkraftstoffsystem 180, das einen oder mehrere Kraftstofftanks, eine oder mehrere Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben werden. Alternativ kann Kraftstoff mit einem niedrigerem Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe abgegeben werden. Ferner können die Kraftstofftanks, obwohl dies nicht gezeigt ist, einen Druckwandler beinhalten, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt. Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 180 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften enthalten, wie etwa mit unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Bei diesen Unterschieden kann es sich um unterschiedliche Alkoholgehalte, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. handeln. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 180 an ein Kraftstoffdampfrückgewinnungssystem gekoppelt sein, das einen Kanister zum Speichern von Kraftstoffdämpfen aus Betankungsvorgängen und dem täglichen Betrieb beinhaltet. Die Kraftstoffdämpfe können während des Motorbetriebs aus dem Kanister zu den Motorzylindern gespült werden, wenn Spülbedingungen erfüllt sind.
Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch die Steuerung 12 und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 113 über ein Fahrpedal 116 und einen Fahrpedalpositionssensor 118 und über ein Bremspedal 117 und einen Bremspedalpositionssensor 119 gesteuert werden. Der Gaspedalpositionssensor 118 kann ein Pedalpositionssignal (pedal position - PP) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Gaspedals 116 entspricht, und der Bremspedalpositionssensor 119 kann ein Bremspedalpositionssignal (brake pedal position - BPP) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Bremspedals 117 entspricht. Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Auf das Speichermedium mit Festwertspeicher 106 können computerlesbare Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Mikroprozessor 102 ausgeführt werden können, um die hierin beschriebenen Verfahren und Routinen sowie andere Varianten, die vorweggenommen, jedoch nicht ausdrücklich aufgeführt werden, durchzuführen. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von dem Luftmassenmesser 48, eines Motorkühlmitteltemperatursignals (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlmittelmanschette 114 gekoppelt ist, eines Zündungsprofilaufnehmersignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor, der an die Drossel 62 gekoppelt ist, und eines Absolutkrümmerdrucksignals (MAP) von dem MAP-Sensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Auf Grundlage von Eingaben von einem oder mehreren der vorstehend genannten Sensoren kann die Steuerung 12 ein oder mehrere Betätigungselemente einstellen, wie etwa die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die Drossel 62, die Zündkerze 92, die Einlass- /Auslassventile und -nocken usw. Die Steuerung kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Betätigungselemente als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer Anweisung oder eines Codes, die bzw. der darin programmiert ist und einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen, wofür Beispiele unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben sind.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 160 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug mit nur einem Motor. In dem in 1 gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug den Motor 10 und eine elektrische Maschine 161. Die elektrische Maschine 161 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein und kann somit in dieser Schrift auch als ein elektrischer Motor bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 161 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 170 auf, um den Fahrzeugrädern 160 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 161 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 170 bereitzustellen.
Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 161 sind über ein Getriebe 167 mit den Fahrzeugrädern 160 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 166 in Eingriff gebracht sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 166 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 161 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 166 ist zwischen der elektrischen Maschine 161 und dem Getriebe 167 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an ein Betätigungselement jeder Kupplung 166 senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 161 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 161 mit dem Getriebe 167 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen. Das Getriebe 167 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf unterschiedliche Weisen konfiguriert sein, einschließlich als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Wie vorstehend erwähnt, zeigt 1 einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems 200 gezeigt, das in dem Antriebssystem des Fahrzeugs 5 aus 1 beinhaltet sein kann. Zum Beispiel stellt das Motorsystem 200 eine beispielhafte Motorkonfiguration des Motors 10 bereit, die in 1 eingeführt wurde. Somit sind bereits in 1 eingeführte Komponenten mit denselben Bezugszeichen dargestellt und werden nicht erneut eingeführt. In dem in 2 gezeigten Beispiel beinhaltet der Motor 10 die Zylinder 13, 14, 15 und 18, die in einer Inline-4-Konfiguration angeordnet sind, obwohl auch andere Motorkonfigurationen möglich sind (z. B. 1-3, V-4, 1-6, V-8, V-12, gegenüberliegende 4 und andere Motortypen). Somit können die Anzahl der Zylinder und die Anordnung der Zylinder geändert werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die Motorzylinder können oben durch einen Zylinderkopf abgedeckt sein. Die Zylinder 14 und 15 werden hier als innere Zylinder (oder Innenzylinder) bezeichnet und die Zylinder 13 und 18 werden hier als äußere Zylinder (oder Außenzylinder) bezeichnet. Die in 2 gezeigten Zylinder können jeweils eine Zylinderkonfiguration aufweisen, wie etwa die vorstehend in Bezug auf 1 beschriebene Z ylinderkonfigurati on.
Jeder der Zylinder 13, 14, 15 und 18 beinhaltet mindestens ein Einlassventil 4 und mindestens ein Auslassventil 8. Die Einlass- und Auslassventile können in dieser Schrift als Zylindereinlassventile bzw. Zylinderauslassventile bezeichnet werden. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erläutert, kann eine Steuerzeit (z. B. Öffnungssteuerzeit, Schließsteuerzeit, Öffnungsdauer usw.) von jedem Einlassventil 4 und jedem Auslassventil 8 über verschiedene Ventilsteuerzeitsysteme gesteuert werden.
Jeder Zylinder nimmt Ansaugluft (oder ein Gemisch aus Ansaugluft und zurückgeführtem Abgas, wie nachstehend dargelegt wird) aus einem Ansaugkrümmer 44 über einen Luftansaugkanal 28 auf. Der Ansaugkrümmer 44 ist über Ansaugöffnungen (z.B. Krümmerrohre) 22 an die Zylinder gekoppelt. Auf diese Weise kann jede Zylinderansaugöffnung selektiv mit dem Zylinder kommunizieren, an den sie über ein entsprechendes Einlassventil 4 gekoppelt ist. Jede Ansaugöffnung kann dem Zylinder, an den sie gekoppelt ist, Luft, zurückgeführtes Abgas und/oder Kraftstoff zur Verbrennung zuführen.
Wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben, kann ein HochdruckKraftstoffsystem verwendet werden, um Kraftstoffdrücke an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die an jeden Zylinder gekoppelt ist, zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 Kraftstoff zu einer anderen Steuerzeit in jeden Zylinder einspritzen, sodass Kraftstoff jedem Zylinder zu einer geeigneten Steuerzeit in einem Motorzyklus zugeführt wird. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich ein „Motorzyklus“ auf einen Zeitraum, in welchen jeder Motorzylinder einmal in einer festgelegten Zylinderzündreihenfolge zündet. Ein verteilerloses Zündsystem stellt als Reaktion auf das Signal SA von der Steuerung 12 zum Einleiten einer Verbrennung den Zylindern 13, 14, 15 und 18 über die entsprechende Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Eine Steuerzeit des Zündfunkens kann individuell für jeden Zylinder oder für eine Gruppe von Zylindern eingestellt werden, wie nachstehend in Bezug auf 3 weiter beschrieben wird.
Die inneren Zylinder 14 und 15 sind jeweils an eine Abgasöffnung (z. B. das Krümmerrohr) 86 gekoppelt und die äußeren Zylinder 13 und 18 sind jeweils an eine Abgasöffnung 87 gekoppelt, um Verbrennungsabgase zu einem Abgassystem 84 zu leiten. Jede Abgasöffnung 86 und 87 kann selektiv mit dem Zylinder, an den sie über das entsprechende Auslassventil 8 gekoppelt ist, kommunizieren. Konkret, wie in 2 gezeigt, leiten die Zylinder 14 und 15 Abgase über die Abgasöffnungen 86 zu einem Abgaskrümmer 85 und leiten die Zylinder 13 und 18 Abgase über die Abgasöffnungen 87 zu dem Abgaskrümmer 85. Somit beinhaltet das Motorsystem 200 einen einzelnen Abgaskrümmer, der an jeden Zylinder des Motors gekoppelt ist.
Das Motorsystem 200 beinhaltet ferner einen Turbolader 164, der eine Turbine 165 und einen Ansaugverdichter 162, die an eine gemeinsame Welle (nicht gezeigt) gekoppelt sind, beinhaltet. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Turbine 165 über einen ersten Abgaskanal 73 fluidisch an den Abgaskrümmer 85 gekoppelt. Die Turbine 165 kann zum Beispiel eine Mono-Scroll-Turbine oder eine Dual-Scroll-Turbine sein. Die Drehung der Turbine 165 treibt die Drehung des Verdichters 162 an, der innerhalb des Ansaugkanals 28 angeordnet ist. Demnach wird die Ansaugluft an dem Verdichter 162 aufgeladen (z. B. mit Druck beaufschlagt) und bewegt sich stromabwärts zu dem Ansaugkrümmer 44. Abgase treten aus der Turbine 165 in einen zweiten Abgaskanal 74 aus. In einigen Beispielen kann ein Wastegate über die Turbine 165 (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Insbesondere kann das Wastegate-Ventil in einer Umgehung, die zwischen einem Abgaskanal 73 stromaufwärts eines Einlasses der Turbine 165 und einem Abgaskanal 74 stromabwärts eines Auslasses der Turbine 165 gekoppelt ist, beinhaltet sein. Das Wastegate-Ventil kann eine Abgasmenge steuern, die durch die Umgehung und zum Auslass der Turbine strömt. Zum Beispiel kann bei zunehmender Öffnung des Wastegate-Ventils eine Abgasmenge, die durch die Umgehung und nicht durch die Turbine 165 strömt, zunehmen, wodurch eine Leistungsmenge verringert wird, die zum Antreiben der Turbine 165 und des Verdichters 162 verfügbar ist. Als ein anderes Beispiel nimmt bei abnehmender Öffnung des Wastegate-Ventils die Abgasmenge, die durch die Umgehung strömt, ab, wodurch die Leistungsmenge erhöht wird, die zum Antreiben der Turbine 165 und des Verdichters 162 verfügbar ist. Auf diese Weise kann eine Position des Wastegate-Ventils ein Ausmaß der Aufladung, die durch den Turbolader 164 bereitgestellt wird, gesteuert werden. In anderen Beispielen kann die Turbine 165 eine Turbine mit variabler Geometrie (variable geometry turbine - VGT) sein, die einstellbare Schaufeln beinhaltet, um ein effektives Seitenverhältnis der Turbine 165 zu ändern, wenn sich die Motorbetriebsbedingungen ändern, um einen gewünschten Ladedruck bereitzustellen. Somit kann das Erhöhen der Drehzahl des Turboladers 164, wie etwa durch weiteres Schließen des Wastegate-Ventils oder Einstellen von Turbinenschaufeln, das Ausmaß der bereitgestellten Aufladung erhöhen, und die Drehzahl des Turboladers 164 verringern, wie etwa durch weiteres Öffnen des Wastegate-Ventils oder Einstellen der Turbinenschaufeln, kann das Ausmaß der bereitgestellten Aufladung verringern.
Der Abgaskanal 73 beinhaltet ferner einen Abgastemperatursensor (AGT-Sensor) 98. In dem in 2 ist der AGT-Sensor 98 stromaufwärts der Turbine 165 angeordnet, wie etwa nahe dem Einlass der Turbine 165. Demnach kann der AGT-Sensor 98 dazu konfiguriert sein, eine Temperatur von Abgasen zu messen, die in die Turbine 165 eintreten. In einigen Beispielen kann eine Ausgabe des AGT-Sensors 98 von der Steuerung 12 verwendet werden, um eine Turbineneinlasstemperatur zu bestimmen.
Nach dem Austreten aus der Turbine 165 strömen Abgase stromabwärts im Abgaskanal 74 zu einer Emissionssteuervorrichtung 70. Die Emissionssteuervorrichtung 70 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Katalysatorbausteine und/oder einen oder mehrere Partikelfilter. Zum Beispiel kann die Emissionssteuervorrichtung 70 einen Dreiwegekatalysator beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Stickoxide (NOx) chemisch zu reduzieren und Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) zu oxidieren. In einigen Beispielen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 zusätzlich oder alternativ einen Benzinpartikelfilter (gasoline particulate filter - GPF) beinhalten. Nach Durchlaufen der Emissionssteuervorrichtung 70 können Abgase zu einem Auspuffrohr herausgeleitet werden. Als ein Beispiel kann der Dreiwegekatalysator bei der Behandlung von Abgas mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) maximal wirksam sein, wie nachstehend ausgeführt wird.
Der Abgaskanal 74 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Abgassensoren in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 12, die in einem Steuersystems 17 beinhaltet ist. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der zweite Abgaskanal 74 eine erste Lambdasonde 90, die stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert ist. Die erste Lambdasonde 90 kann dazu konfiguriert sein, einen Sauerstoffgehalt des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt. Der zweite Abgaskanal 74 kann eine oder mehrere zusätzliche Lambdasonden beinhalten, die entlang des Abgaskanals 74 positioniert sind, wie etwa eine zweite Lambdasonde 91, die stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert ist. Die zweite Lambdasonde 91 kann demnach dazu konfiguriert sein, den Sauerstoffgehalt des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt. In einem Beispiel kann es sich bei einer oder mehreren von der Lambdasonde 90 und der Lambdasonde 91 um eine Breitbandlambdasonde (universal exhaust gas oxygen sensor - UEGO-Sonde) handeln. Alternativ dazu kann mindestens eine der Lambdasonden 90 und 91 durch eine binäre Abgaslambdasonde ersetzt werden. Der zweite Abgaskanal 74 kann verschiedene andere Sensoren beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Temperatur- und/oder Drucksensoren. Wie in 2 gezeigt, ist zum Beispiel ein Sensor 96 innerhalb des Abgaskanals 74 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert. Der Sensor 96 kann ein Drucksensor sein. Demnach kann der Sensor 96 dazu konfiguriert sein, den Druck des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt.
Der erste Abgaskanal 73 ist an einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) 50 gekoppelt, der in einem AGR-System 56 beinhaltet ist. Der AGR-Kanal 50 koppelt den Abgaskrümmer 85 fluidisch an Ansaugkanäle 28 stromabwärts des Verdichters 162. Demnach werden Abgase von dem ersten Abgaskanal 73 über den AGR-Kanal 50, der Hochdruck-AGR bereitstellt, zu dem Luftansaugkanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 geleitet. In anderen Beispielen kann der AGR-Kanal 50 jedoch stromaufwärts des Verdichters 162 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt sein.
Wie in 2 gezeigt, kann der AGR-Kanal 50 einen AGR-Kühler 52 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Abgase zu kühlen, die von dem ersten Abgaskanal 73 zu dem Ansaugkanal 28 strömen, und kann ferner ein darin angeordnetes AGR-Ventil 54 beinhalten. Die Steuerung 12 ist dazu konfiguriert, eine Position des AGR-Ventils 54 zu betätigen und einzustellen, um eine Strömungsrate und/oder -menge von Abgasen, die durch den AGR-Kanal 50 strömen, zu steuern. Wenn sich das AGR-Ventil 54 in einer geschlossenen (z. B. vollständig geschlossenen) Position befindet, können keine Abgase von dem ersten Abgaskanal 73 zu dem Ansaugkanal 28 strömen. Wenn sich das AGR-Ventil 54 in einer offenen Position (z. B. von teilweise offen zu vollständig offen) befindet, können Abgase von dem ersten Abgaskanal 73 zu dem Ansaugkanal 28 strömen. Die Steuerung 12 kann das AGR-Ventil 54 auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen einstellen. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 das AGR-Ventil 54 derart einstellen, dass es entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen ist. Ferner kann ein Drucksensor 34 in einigen Beispielen in dem AGR-Kanal 50 stromaufwärts des AGR-Ventils 54 angeordnet sein.
Wie in 2 gezeigt, ist der AGR-Kanal 50 stromaufwärts eines Ladeluftkühlers (charge air cooler - CAC) 40 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt. Der CAC 40 ist dazu konfiguriert, Ansaugluft zu kühlen, wenn sie den CAC 40 passiert. In einem alternativen Beispiel kann der AGR-Kanal 50 stromabwärts des CAC 40 (und stromabwärts des Verdichters 162) an den Ansaugkanal 28 gekoppelt sein. In einigen derartigen Beispielen kann der AGR-Kühler 52 nicht im AGR-Kanal 50 beinhaltet sein, da der CAC-Kühler 40 sowohl die Ansaugluft als auch die rückgeführten Abgase kühlen kann. Der AGR-Kanal 50 kann ferner eine darin angeordnete Lambdasonde 36 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, einen Sauerstoffgehalt von Abgasen zu messen, die von dem ersten Abgaskanal 73 durch den AGR-Kanal 50 strömen. In einigen Beispielen kann der AGR-Kanal 50 zusätzliche Sensoren beinhalten, wie etwa Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren, um eine Zusammensetzung und/oder Qualität des Abgases zu bestimmen, das von dem Abgaskrümmer 85 zu dem Ansaugkanal 28 rückgeführt wird.
Der Ansaugkanal 28 beinhaltet ferner eine Drossel 62. Wie in 2 gezeigt, ist die Drossel 62 stromabwärts des CAC 40 und stromabwärts von der Stelle positioniert, an der der AGR-Kanal 50 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt ist (z. B. stromabwärts einer Verbindungsstelle zwischen dem AGR-Kanal 50 und dem Ansaugkanal 28). Eine Position einer Drosselklappe 64 der Drossel 62 kann durch die Steuerung 12 über ein Drosselbetätigungselement (nicht gezeigt), das kommunikativ an die Steuerung 12 gekoppelt ist, eingestellt werden. Durch Modulieren der Drossel 62 während des Betreibens des Verdichters 162 kann eine gewünschte Menge von Frischluft und/oder zurückgeführtem Abgas mit aufgeladenem Druck über den Ansaugkrümmer 44 an die Motorzylinder abgegeben werden.
Um Verdichterpumpen zu reduzieren, kann mindestens ein Teil der durch den Verdichter 162 verdichteten Luftladung zu dem Verdichtereinlass zurückgeführt werden. Ein Verdichterrückführungskanal 41 kann zum Zurückführen von verdichteter Luft aus einem Verdichterauslass stromaufwärts des CAC 40 zu einem Verdichtereinlass bereitgestellt sein. Ein Verdichterrückführungsventil (compressor recirculation valve - CRV) 42 kann zum Einstellen einer Menge von Strömung, die zu dem Verdichtereinlass zurückgeführt wird, bereitgestellt sein. In einem Beispiel kann das CRV 42 über einen Befehl von der Steuerung 12 als Reaktion auf tatsächliche oder erwartete Verdichterpumpbedingungen in den offenen Zustand betätigt werden.
Der Ansaugkanal 28 kann einen oder mehrere zusätzliche Sensoren beinhalten (wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Strömungsratensensoren und/oder Lambdasonden). Zum Beispiel, wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Ansaugkanal 28 einen MAF-Sensor 48, der stromaufwärts des Verdichters 162 in dem Ansaugkanal 28 angeordnet ist. Ein Ansaugdruck- und/oder -temperatursensor 31 ist ebenfalls im Ansaugkanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 positioniert. Eine Ansauglambdasonde 35 kann sich in dem Ansaugkanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 und stromaufwärts des CAC 40 befinden. Ein zusätzlicher Ansaugdrucksensor 37 kann in dem Ansaugkanal 28 stromabwärts des CAC 40 und stromaufwärts der Drossel 62 (z. B. ein Drosseleinlassdrucksensor) positioniert sein. In einigen Beispielen kann, wie in 2 gezeigt, eine zusätzliche Ansauglambdasonde 39 in dem Ansaugkanal 28 zwischen dem CAC 40 und der Drossel 62 stromabwärts der Verbindungsstelle zwischen dem AGR-Kanal 50 und dem Ansaugkanal 28 positioniert sein. Ferner sind ein MAP-Sensor 122 und ein Ansaugkrümmertemperatursensor 123 innerhalb des Ansaugkrümmers 44 stromaufwärts der Motorzylinder positioniert gezeigt.
Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch das Steuersystem 17, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von dem Fahrzeugführer (wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben) gesteuert werden. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 17 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (wofür in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Betätigungselementen 83 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 Druck-, Temperatursensoren und Lambdasonden beinhalten, die sich innerhalb des Ansaugkanals 28, Ansaugkrümmers 44, des ersten Abgaskanals 73, des zweiten Abgaskanals 74 und AGR-Kanals 50 befinden, wie vorstehend beschrieben. Andere Sensoren können einen Drosseleinlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (throttle air temperature - TCT) beinhalten, der stromabwärts der Drossel 62 in dem Ansaugkanal gekoppelt ist. Ferner ist anzumerken, dass der Motor 10 alle oder einen Teil der in 2 gezeigten Sensoren beinhalten kann. Als ein anderes Beispiel können die Betätigungselemente 83 Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66, eine Drossel 62, ein CRV 42, ein AGR-Ventil 54 und Zündkerzen 92 beinhalten. Die Betätigungselemente 83 können ferner verschiedene Nockenwellensteuerzeitbetätigungselemente beinhalten, die an die Zylindereinlass- und -auslassventile gekoppelt sind (wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben). Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Betätigungselemente als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer Anweisung oder eines Codes, die bzw. der in einen Speicher der Steuerung 12 programmiert ist und einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 eine Beeinträchtigung des AGT-Sensors 98 gemäß den beispielhaften Verfahren (z. B. Routinen) aus 3 und 4 detektieren.
Die Leistung des Motors 10 kann von der Zuverlässigkeit und den Eigenschaften der Informationen abhängen, die durch die Steuerung 12 von einer Vielzahl von Sensoren empfangen werden. Zum Beispiel kann eine Beeinträchtigung des AGT-Sensors 98 die Motorleistung beeinträchtigen, indem Zündzeitpunkteinstellungen und/oder Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstellungen beeinflusst werden, was zu einer verringerten Kraftstoffeffizienz und/oder erhöhten Emissionen führt. Im Falle einer starken Beeinträchtigung des Abgastemperatursensors kann es den Motorkomponenten ermöglicht werden, sich zu überhitzen, was zu einer wärmebedingten Beeinträchtigung führt.
Daher stellt 3 sein beispielhaftes Verfahren 300 zum Erzeugen schrittweiser Abgastemperaturänderungen bereit, das verwendet werden kann, um eine Reaktion eines Abgastemperatursensors eines Motorsystems (z. B. des AGT-Sensors 98 aus 2) zu charakterisieren und zu bestimmen, ob Abgastemperatursensorbeeinträchtigung vorliegt. Insbesondere können die schrittweisen Änderungen der Abgastemperatur durch Zylinder-zu-Zylinder-LKV- und Zündzeitpunkteinstellungen erzeugt werden, die zu unterschiedlichen Motorbetriebsmodi bei hoher Temperatur und niedriger Temperatur führen. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich eine schrittweise Änderung (auch als Schrittänderung bezeichnet) auf eine nicht graduelle Änderung, die über weniger als eine Schwellenwertdauer (z. B. 30 Sekunden) erfolgt. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen hierin beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. Steuerung 12 der 1 und 2) auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems empfangen werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Sensoren, einschließlich eines Signals, das von dem Abgastemperatursensor empfangen ist, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motorbetriebssysteme des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen, wie etwa durch Einstellen eines Zündzeitpunkts eines Zündfunkens, der über eine Zündkerze (z. B. Zündkerze 92 aus 1-2) bereitgestellt wird, gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren 300 Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können zum Beispiel Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Motordrehmomentbedarf, eine Abgastemperatur, ein befohlenes LKV, ein gemessenes LKV, einen Zündzeitpunkt usw. beinhalten. Als ein Beispiel kann die Abgastemperatur durch den Abgastemperatursensor gemessen sein. Als ein anderes Beispiel kann das gemessene LKV auf Grundlage einer Ausgabe von einer UEGO-Sonde (z. B. der UEGO-Sonde 91 aus 2) bestimmt werden.
Bei 304 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen, ob die AGT-Sensordiagnosebedingungen erfüllt sind. Die AGT-Sensordiagnosebedingungen können einen vorbestimmten Satz von Motorbetriebsbedingungen beinhalten, die ermöglichen, dass die AGT-Sensordiagnose genau und reproduzierbar durchgeführt wird. Als ein Beispiel können die Diagnosebedingungen des AGT-Sensors beinhalten, dass die Abgastemperatur unter einer ersten Schwellenwerttemperatur liegt. Die erste Schwellenwerttemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur ungleich null sein, über der sich die zusätzliche Temperatur der Abgastemperatur während der Ausführung der AGT-Sensordiagnose erhöht, was Abgassystemkomponenten, wie etwa eine Turboladerturbine und/oder eine Emissionssteuervorrichtung, beeinträchtigen kann. Ferner können die Diagnosebedingungen des AGT-Sensors beinhalten, dass die Abgastemperatur über einer zweiten Schwellenwerttemperatur liegt. Die zweite Schwellenwerttemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur ungleich null sein, unter die die Abgastemperatur sinkt, wodurch die Leistung der Abgaskomponente beeinträchtigt werden kann, wie etwa eine Leistung der Emissionssteuervorrichtung. Als ein weiteres Beispiel können die Diagnosebedingungen des AGT-Sensors ferner eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen oder eine vorbestimmte Dauer beinhalten, die verstrichen ist, seit eine vorherige AGT-Diagnose durchgeführt wurde. In noch einem weiteren Beispiel kann die Diagnose des AGT-Sensors ferner beinhalten, dass der Motor im stationären Zustand arbeitet. Es kann zum Beispiel bestimmt werden, dass der Motor im stationären Zustand arbeitet, wenn die Motordrehzahl und/oder -drehmomentausgabe mindestens eine Schwellenwertdauer von nicht Null lang im Wesentlichen konstant bleibt. In einigen Beispielen können alle Diagnosebedingungen bestätigt werden, damit die Bedingungen für die AGT-Sensordiagnosebedingungen als erfüllt gelten.
Wenn die AGT-Sensordiagnosebedingungen nicht erfüllt sind, wie etwa, wenn mindestens eine der AGT-Sensordiagnosebedingungen nicht erfüllt ist, geht das Verfahren 300 zu 306 über und beinhaltet das Nichtdurchführen der AGT-Sensordiagnose. Zum Beispiel wird der Motor nicht zwischen dem Betrieb mit höherer Temperatur und dem Betrieb mit niedrigerer Temperatur zyklisch geschaltet, um die Reaktion des AGT-Sensors zu bewerten. Im Anschluss an 306 endet das Verfahren 300. Als ein Beispiel kann das Verfahren 300 wiederholt werden, wenn sich die Motorbetriebsbedingungen ändern, sodass die Steuerung neu bewerten kann, ob die Diagnosebedingungen des AGT-Sensors erfüllt sind.
Wenn die AGT-Sensordiagnosebedingungen erfüllt sind, wie etwa, wenn alle der AGT-Sensordiagnosebedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren 300 zu 308 über und beinhaltet das Takten des Motors zwischen Hochtemperaturbetrieb (hier auch als Hochtemperaturmodus bezeichnet) und Niedertemperaturbetrieb (hier auch als Niedertemperaturmodus bezeichnet), während die Motordrehmomentausgabe beibehalten wird und die Reaktion des AGT-Sensors überwacht wird. Dies beinhaltet das Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und verzögertem Zündzeitpunkt für den Hochtemperaturbetrieb, wie bei 310 angegeben, und das Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und vorverlegtem Zündzeitpunkt für den Niedertemperaturbetrieb, wie bei 312 angegeben.
Insbesondere wird das Motor-LKV während des Hochtemperaturbetriebs bei Stöchiometrie gehalten, wobei das Luft-Kraftstoff-Gemisch eine vollständige Verbrennungsreaktion erzeugt. Hierin wird das LKV als relatives LKV diskutiert, definiert als Verhältnis eines tatsächlichen LKV eines gegebenen Gemisches zur Stöchiometrie und dargestellt durch Lambda (λ). Ein Lambdawert von 1 tritt bei Stöchiometrie auf (z. B. während des stöchiometrischen Betriebs). Daher kann die Steuerung eine Kraftstoffimpulsbreite bestimmen, die an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung jedes Zylinders gesendet werden soll, auf Grundlage einer Luftmenge, die durch den Motor aufgenommen wird, um das LKV bei einem Lambdawert von 1 zu halten. Ferner kann der Motor mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr während des Nennbetriebs außerhalb des Hochtemperaturmodus arbeiten, da stöchiometrisches Abgas eine Effizienz eines nachgelagerten Katalysators erhöht, wodurch Fahrzeugemissionen verringert werden. Stöchiometrischer Nennbetrieb kann das Schwanken des LKV um die Stöchiometrie beinhalten, wie etwa, wenn λ im Allgemeinen innerhalb von 2 % der Stöchiometrie bleibt. Zum Beispiel kann der Motor zwischen Einspritzzyklen von fett zu mager und von mager zu fett übergehen, was zu einem „durchschnittlichen“ Betrieb bei Stöchiometrie führt. Dies unterscheidet sich von der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr für den Niedertemperaturbetrieb, die nachstehend beschrieben wird.
Während die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr während des Hochtemperaturmodus beibehalten wird, erhöht der verzögerte Zündzeitpunkt (z. B. der Zündzeitpunkt, der relativ zu dem Nennzündzeitpunkt verzögert ist) die Abgastemperatur aufgrund einer späten Energieabgabe. Somit erzeugt der Hochtemperaturmodus Abgas mit höherer Temperatur im Vergleich zum stöchiometrischen Nennbetrieb. Als ein Beispiel kann die Steuerung den verzögerten Zündzeitpunkt für den Betrieb im Hochtemperaturmodus auf Grundlage einer gewünschten Temperaturerhöhung bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung die gewünschte Temperaturerhöhung und die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen, wie etwa die Motordrehzahl, die Motorlast und die gegenwärtige Abgastemperatur in eine oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen oder Pläne eingeben, die den verzögerten Zündzeitpunkt zum Erreichen der gewünschten Temperaturerhöhung ausgeben können. Die gewünschte Temperaturerhöhung kann zum Beispiel dazu ausgewählt sein, die Temperaturänderung, die durch den Übergang in den Hochtemperaturmodus verursacht wird, von stochastischen Temperaturschwankungen zu unterscheiden. In einem Beispiel kann die Steuerung die Spätzündung durch Einstellen des Zündzeitpunkts auf den bestimmten verzögerten Zündzeitpunkt während eines einzelnen Motorzyklus anwenden. In einem alternativen Beispiel kann die Steuerung den Zündzeitpunkt der Zylinder schrittweise verzögern, wie etwa durch weiteres Verzögern des Zündzeitpunkts um ein vorbestimmtes Ausmaß in jedem Motorzyklus, bis der bestimmte verzögerte Zündzeitpunkt erreicht ist. Zudem kann die Steuerung ein Steuersignal erzeugen, das an das Zündsystem gesendet wird, um die Zündkerze jedes Zylinders zu dem bestimmten Zündzeitpunkt zu betätigen.
Der verzögerte Zündzeitpunkt kann jedoch eine Menge an Drehmoment reduzieren, die durch jedes Verbrennungsereignis erzeugt wird (z. B. im Vergleich zum MBD-Zündzeitpunkt). Daher kann die Steuerung zumindest in einigen Beispielen die Drehmomentverringerung aufgrund von Spätzündung durch Einstellen eines oder mehrerer anderer Drehmomentbetätigungselemente entsprechend kompensieren. Zum Beispiel kann die Steuerung den Luftstrom zum Motor erhöhen, wie etwa durch Einstellen eines Drosselventils auf eine weitere offene Position, und dementsprechend die Kraftstoffzufuhr anpassen, um das stöchiometrische LKV beizubehalten. Auf diese Weise können Drehmomentstörungen während des Übergangs des Motors aus dem stöchiometrischen Nennbetrieb in den Hochtemperaturmodus reduziert werden.
Der Niedertemperaturbetrieb beinhaltet das Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr, während der Zündzeitpunkt relativ zum Hochtemperaturmodus vorgezogen wird. Die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr (hierin auch als Betreiben in einem geteilten Lambda-Modus bezeichnet) beinhaltet Betreiben eines ersten Satzes (oder einer ersten Anzahl) von Zylindern bei einem ersten, fetten LKV und eines zweiten (z. B. verbleibenden) Satzes (oder einer zweiten Anzahl) der Motorzylinder bei einem zweiten, mageren LKV, während die Stöchiometrie an dem stromabwärtigen Katalysator beibehalten wird. Eine fette Zufuhr (λ < 1) ergibt sich aus Luft-Kraftstoff-Gemischen mit mehr Kraftstoff im Verhältnis zur Stöchiometrie. Wenn zum Beispiel ein Zylinder angefettet wird, wird dem Zylinder mehr Kraftstoff zugeführt als zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion mit einer Luftmenge in dem Zylinder, was zu überschüssigem, nicht umgesetztem Kraftstoff führt. Im Gegensatz dazu ergibt sich eine magere Zufuhr (λ > 1) aus Luft-Kraftstoff-Gemischen mit weniger Kraftstoff im Verhältnis zur Stöchiometrie. Wenn zum Beispiel ein Zylinder abgemagert wird, wird dem Zylinder weniger Kraftstoff zugeführt als zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion mit der Luftmenge in dem Zylinder, was zu überschüssigem, nicht umgesetztem Kraftstoff führt.
Als ein Beispiel kann der erste Satz von Zylindern bei einem fetten LKV betrieben werden, das einen Lambdawert in einem Bereich von 0,95-0,8 (z. B. 5-20 % fett) aufweist, was fetter als die vorstehend beschriebene Nennschwankung um Stöchiometrie ist. Der zweite Satz von Zylindern kann bei einem entsprechenden mageren LKV (z. B. in einem Bereich von 1,05 bis 1,2) betrieben werden, um die Gesamtstöchiometrie am stromabwärtigen Katalysator aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann ein Abmagerungsgrad des zweiten Satzes von Zylindern auf Grundlage eines Anfettungsgrades des ersten Satzes von Zylindern ausgewählt werden, sodass sich das Abgas aus dem ersten Satz von Zylindern mit dem Abgas aus dem zweiten Satz von Zylindern vermischen kann, um ein stöchiometrisches Gemisch zu bilden, auch wenn keiner der Zylinder bei Stöchiometrie betrieben wird. Ferner kann der geteilte fette und magere Betrieb über eine Vielzahl von Motorzyklen aufrechterhalten werden, wie nachstehend ausgeführt wird. Ein Unterschied zwischen dem fetten LKV und dem mageren LKV kann hierin als Lambda-Teilung bezeichnet werden.
Das Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr kann die Abgastemperatur im Vergleich zu sowohl dem stöchiometrischen Nennbetrieb als auch dem Hochtemperaturbetrieb aufgrund von unverbranntem Kraftstoff als ein Beispiel verringern. Zum Beispiel kann der unverbrannte, flüssige Kraftstoff in dem fetten Zylindersatz eine höhere spezifische Wärme als Verbrennungsgase aufweisen, was wiederum die Abgastemperaturen während des geteilten Lambda-Betriebs senken kann. Somit kann geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr für den Niedertemperaturbetrieb verwendet werden.
Als ein Beispiel kann die Steuerung die Lambda-Aufteilung für den Betrieb im Niedertemperaturmodus auf Grundlage einer gewünschten Temperaturverringerung bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung die gewünschte Temperaturverringerung und die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen, wie etwa die Motordrehzahl, die Motorlast und die gegenwärtige Abgastemperatur in eine oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen oder Pläne eingeben, die die Lambda-Aufteilung zum Erreichen der gewünschten Temperaturverringerung ausgeben können. Es ist zu beachten, dass die Lambda-Aufteilung einen Maximalwert nicht überschreiten darf, über dem zum Beispiel Fehlzündung auftreten kann. Die gewünschte Temperaturverringerung kann zum Beispiel dazu ausgewählt sein, die Temperaturänderung, die durch den Übergang in den Niedertemperaturmodus verursacht wird, von stochastischen Temperaturschwankungen zu unterscheiden. Somit kann die bestimmte Lambda-Teilung berechnet werden, um eine gewünschte niedrigere Abgastemperatur zu erreichen, während die bestimmte Zündverzögerung für den Hochtemperaturbetrieb berechnet werden kann, um eine gewünschte höhere Abgastemperatur zu erreichen.
In einem Beispiel kann die Lambda-Aufteilung zwischen dem ersten Satz von Zylindern und dem zweiten Satz von Zylindern über einen Motorzyklus auf die bestimmte Lambda-Aufteilung gestuft werden. Zum Beispiel kann die Steuerung eine Impulsbreite eines Signal-KIB, das an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung jedes Zylinders gesendet wird, auf Grundlage des befohlenen LKV des jeweiligen Zylinders (z. B. ob der Zylinder in dem ersten Satz oder dem zweiten Satz ist) und einer Zylinderluftladungsmenge einstellen, wie etwa über eine Lookup-Tabelle oder Funktion, um den ersten Zylindersatz bei dem fetten LKV und den zweiten Zylindersatz bei dem mageren LKV zu betreiben. In einem alternativen Beispiel kann die Lambda-Teilung zwischen dem ersten Zylindersatz und dem zweiten Zylindersatz über eine Vielzahl von Motorzyklen allmählich erhöht werden. Zum Beispiel kann die Lambda-Teilung von Zyklus zu Zyklus schrittweise erhöht werden, bis die bestimmte Lambda-Teilung erreicht ist. Dies kann beinhalten, dass die Steuerung den ersten Satz von Zylindern in jedem Motorzyklus weiter anfettet und den zweiten Satz von Zylindern um einen entsprechenden Betrag weiter anmagert, um ein stöchiometrisches Abgasgemisch an der Emissionssteuervorrichtung beizubehalten.
Jedoch können Änderungen der Kraftstoffzufuhr (z. B. Umschalten zwischen stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr) Änderungen im Motordrehmoment erzeugen. In einem veranschaulichenden, nicht einschränkenden Beispiel kann das Betreiben des Motors mit einer Lambda-Aufteilung von 0,2 (z. B. wobei der erste Satz von Zylindern bei einem Lambdawert von 0,9 arbeitet und der zweite Satz von Zylindern bei einem Lambdawert von 1,1 arbeitet) zu einer Drehmomentverringerung von 2 % relativ zum stöchiometrischen Betrieb führen, wobei die fetten Zylinder mehr Drehmoment als der stöchiometrische Betrieb erzeugen und die mageren Zylinder weniger Drehmoment als der stöchiometrische Betrieb erzeugen. Derartige Drehmomentschwankungen können die Fahrzeughandhabung beeinflussen. Als ein Beispiel können Drehmomentschwankungen die Laufruhe im Motorbetrieb beeinflussen. Somit kombiniert der Niedertemperaturmodus Kraftstoffzufuhranpassungen mit Zündzeitpunkteinstellungen, um ein ausgeglichenes Drehmoment zwischen dem Hochtemperaturbetrieb und dem Niedertemperaturbetrieb zu erreichen.
Insbesondere kann während des Niedertemperaturbetriebs der Zündzeitpunkt jedes Zylinders in Bezug auf den verzögerten Zeitpunkt des Hochtemperaturbetriebs vorverlegt werden, wodurch die Menge der Drehmomentausgabe erhöht wird, während auch die an das Abgas abgegebene Wärmemenge reduziert wird. Als ein Beispiel kann die Steuerung direkt den Zündzeitpunkt von jedem Zylinder durch Eingeben eines oder mehrerer des LKV des bestimmten Zylinders (oder Zylindersatzes) und des Drehmoments während des Hochtemperaturbetriebs in eine Look-up-Tabelle, Funktion oder einen Plan bestimmen, was den vorverlegten Zündzeitpunkt für jeden Zylinder ausgeben kann, von dem erwartet wird, dass er die Drehmomentausgabe zwischen dem Hoch- und Niedertemperaturzyklus ausgleicht. Zudem kann die Steuerung ein Steuersignal erzeugen, das an das Zündsystem gesendet wird, um die Zündkerze jedes Zylinders zu dem bestimmten Zündzeitpunkt für diesen individuellen Zylinder zu betätigen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung den vorverlegten Zündzeitpunkt für jeden Satz von Zylindern auf Grundlage von Logikregeln bestimmen, die eine Funktion des Drehmoments zwischen dem Hochtemperaturbetriebsmodus und dem befohlenen LKV des Zylinders oder des Zylindersatzes sind. Als ein weiteres Beispiel kann der Zündzeitpunkt des mageren Zylindersatzes weiter vorverlegt werden als der fette Zylindersatz, um unterschiedliche Brennraten der unterschiedlich mit Kraftstoff versorgten Zylinder zu kompensieren.
Die Steuerung kann eine Dauer (oder Anzahl von Motorzyklen) und eine Frequenz des Zyklus auf Grundlage von einem oder mehreren Motorbetriebsparametern bestimmen, wie etwa unter Verwendung einer oder mehrerer Lookup-Tabellen, die in dem Speicher der Steuerung gespeichert sind. Zum Beispiel kann die Steuerung sowohl eine Dauer zum Betreiben in jedem Temperaturmodus als auch eine Dauer zum Takten des Motors zwischen dem Betrieb bei hoher (z. B. höherer) Temperatur und dem Betrieb bei niedriger (z. B. niedrigerer) Temperatur bestimmen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung eine Anzahl von Malen bestimmen, um zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus zu wechseln, was hier als Temperaturwechsel bezeichnet wird. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung die Frequenz und Dauer von Temperaturzyklen auf Grundlage von Logikregeln bestimmen, die von einem oder mehreren Motorbetriebsparametern abhängig sind. Als ein anderes Beispiel können die Dauer und Frequenz des Temperaturzyklus eine Funktion der gemessenen AGT-Sensorreaktion sein, sodass die befohlenen schrittweisen Temperaturänderungen ausreichend sind, um stochastisches Rauschen in der AGT-Sensorreaktion zu überschreiten. Ferner können sich die stochastischen Geräusche in der Reaktion des AGT-Sensors auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motordrehzahl, Motorlast und Zündzeitpunkt, ändern. Die Dauer jedes Temperaturmodus (z. B. des Niedertemperaturbetriebs oder des Hochtemperaturbetriebs) kann zumindest in einigen Beispielen bis zu mehreren Minuten dauern. Somit erhöht das Aufrechterhalten eines konstanten Motordrehmoments während des Zyklus die Fahrzeugleistung und Kundenzufriedenheit. Die Dauer und Frequenz des Temperaturzyklus können zum Beispiel während jedes Diagnosetests in einem Speicher in der Motorsteuerung gespeichert sein.
Als ein veranschaulichendes, nicht einschränkendes Beispiel kann der Temperaturzyklus drei Heiß-zu-Kalt-Übergänge und drei Kalt-zu-Heiß-Übergänge beinhalten, wobei jedes Paar eines Heiß-zu-Kalt- und eines Kalt-zu-Heiß-Übergangs einen Temperaturzyklus umfasst, und die Steuerung kann die Reaktion des AGT-Sensors während drei Temperaturzyklen kontinuierlich überwachen. Zum Beispiel kann der Motor vom stöchiometrischen Nennbetrieb zum Hochtemperaturbetrieb übergehen. Der Motor kann im Hochtemperaturmodus für eine bestimmte Anzahl von Motorzyklen oder für eine bestimmte Dauer, die wie vorstehend beschrieben bestimmt, weiter betrieben werden. Nach Abschluss der bestimmten Anzahl von Motorzyklen oder der bestimmten Dauer kann die Steuerung den Motor in den Niedertemperaturbetrieb umschalten, was zu dem ersten Heiß-zu-Kalt-Übergang führt. Der Motor kann im Niedertemperaturbetrieb für die bestimmte Anzahl von Motorzyklen oder für die bestimmte Dauer weiter betrieben werden. Nach Abschluss der bestimmten Anzahl von Motorzyklen oder der bestimmten Dauer kann die Steuerung den Motor zurück in den Hochtemperaturbetrieb umschalten, was zu dem ersten Kalt-zu-Heiß-Übergang und dem Abschließen des ersten Temperaturzyklus führt. Dieser Prozess kann wiederholt werden, bis der letzte (z. B. dritte) Temperaturzyklus endet, wie nachstehend ausgeführt wird.
Somit kann das Takten des Motors zwischen dem Hochtemperaturbetrieb und dem Niedertemperaturbetrieb bei 308 das unterschiedliche Modulieren eines ersten befohlenen LKV und eines ersten Zündzeitpunkts in dem ersten Satz von Zylindern und eines zweiten befohlenen LKV und eines zweiten Zündzeitpunkts in dem zweiten Satz von Zylindern beinhalten, um Abgastemperaturmodulationen zwischen einer höheren Temperatur und einer niedrigeren Temperatur zu erzeugen. Das erste befohlene LKV kann zwischen Stöchiometrie (z. B. für eine erste Anzahl von Motorzyklen) und dem fetten LKV (z. B. für eine zweite Anzahl von Motorzyklen unmittelbar nach der ersten Anzahl von Motorzyklen) moduliert werden. Das zweite befohlene LKV kann zwischen Stöchiometrie (z. B. für die erste Anzahl von Motorzyklen) und dem mageren LKV (z. B. die zweite Anzahl von Motorzyklen) moduliert werden. Der erste Zündzeitpunkt (z. B. ein erster nicht einheitlicher Zündzeitpunkt) kann zwischen einem ersten verzögerten Zündzeitpunkt (z. B. für die erste Anzahl von Motorzyklen) und einem zweiten verzögerten Zündzeitpunkt (z. B. für die zweite Anzahl von Motorzyklen) moduliert werden, der weniger verzögert ist als der erste verzögerte Zündzeitpunkt. Der zweite Zündzeitpunkt (z. B. ein zweiter nicht einheitlicher Zündzeitpunkt) kann zwischen dem ersten verzögerten Zündzeitpunkt (z. B. für die erste Anzahl von Motorzyklen) und einem dritten verzögerten Zündzeitpunkt (z. B. für die zweite Anzahl von Motorzyklen) moduliert werden, der weniger verzögert ist als sowohl der erste verzögerte Zündzeitpunkt als auch der zweite verzögerte Zündzeitpunkt.
Auf diese Weise hält die Steuerung ein konstantes Motordrehmoment (z. B. Bremsmoment) aufrecht, während die Abgastemperatur über eine Vielzahl von Motorzyklen moduliert wird, indem ein erstes befohlenes LKV und ein erster Zündzeitpunkt in dem ersten Satz von Zylindern und ein zweites befohlenes LKV und ein zweiter Zündzeitpunkt in dem zweiten Satz von Zylindern zwischen einem oder mehreren Motorzyklen moduliert werden, während die globale Stöchiometrie und das Bremsdrehmoment über die Vielzahl von Motorzyklen hinweg beibehalten werden. Durch das Beibehalten eines konstanten Drehmoments während des Temperaturzyklus kann die AGT-Sensordiagnose AGT-Sensormesswerte sammeln, ohne die Motorleistung über Drehmomentschwankungen zu beeinflussen.
Unter weiterer Bezugnahme auf das Verfahren 300 beinhaltet das Verfahren bei 314 das Identifizieren einer Beeinträchtigung des AGT-Sensors und einer Art der Beeinträchtigung auf Grundlage der Reaktion des AGT-Sensors während des Zyklus, wie nachstehend in Bezug auf 4 weiter erläutert. Zum Beispiel kann die Steuerung zwischen symmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung (z. B. die Reaktion des AGT-Sensors auf stufenweise Änderungen der Abgastemperatur sowohl von Heiß-zu-Kalt als auch von Kalt-zu-Heiß wird verzögert), asymmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung (z. B. die AGT-Sensorreaktion auf eines von einer schrittweisen Änderung der Abgastemperatur von einem von Heiß-zu-Kalt und Kalt-zu-Heiß ist niedrig), symmetrischer Anstiegsratenbeeinträchtigung (z. B. die AGT-Sensorreaktionsrate auf sowohl die schrittweise Änderung der Abgastemperatur von Heiß-zu-Kalt als auch Kalt-zu-Heiß ist niedrig) und einer asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung (z. B. die AGT-Sensorreaktionsrate auf eines der stufenweisen Abgastemperaturänderung von Heiß-zu-Kalt und Kalt-zu-Heiß ist niedrig) durch Bewerten der während des Temperaturzyklus erlangten AGT-Reaktion unterscheiden. Als ein Beispiel kann die Steuerung eine symmetrische Verzögerungsbeeinträchtigung in der AGT-Sensorreaktion durch Bestimmen unterscheiden, dass die AGT-Sensorreaktion von der erwarteten AGT-Sensorreaktion während Übergängen vom Hochtemperaturbetrieb zum Niedertemperaturbetrieb und während Übergängen vom Niedertemperaturbetrieb zum Hochtemperaturbetrieb verzögert ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung eine asymmetrische Anstiegsratenbeeinträchtigung in der AGT-Sensorreaktion unterscheiden, indem sie bestimmt, dass der AGT-Sensor während Übergängen von hoher zu niedriger Temperatur mit einer langsameren Rate als die erwartete AGT-Sensorreaktion reagiert, aber mit der gleichen Rate wie die erwartete AGT-Sensorreaktion während Übergängen von niedriger zu hoher Temperatur reagiert. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung mehr als eine Art von Sensorbeeinträchtigung in der AGT-Sensorreaktion unterscheiden, wie etwa eine Kombination aus asymmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung und symmetrischer Ansti egsratenbeeinträchtigung.
Bei 316 beinhaltet das Verfahren 300 die Rückkehr zur global stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr und zum Nennzündzeitpunkt. Zum Beispiel kann jeder Zylinder des Motors gleichmäßig bei Stöchiometrie betrieben werden, mit einer Lambda-Teilung von null und mit einem Nennzündzeitpunkt nach Abschluss des letzten Temperaturzyklus. Die Steuerung kann den Zündzeitpunkt auf den Nennzündzeitpunkt zum Betreiben des Motors mit Stöchiometrie bei der gegenwärtigen Motordrehzahl und -last einstellen, und der Zündzeitpunkt für jeden Zylinder kann ungefähr gleich sein. Als ein Beispiel kann der Nennzündzeitpunkt bei oder nahe dem MBT-Zündzeitpunkt für jeden Motorzylinder liegen. Ferner können zusätzliche Motorbetriebsparameter eingestellt werden, um die Motordrehmomentausgabe relativ konstant zu halten. Zum Beispiel kann die Motorlast verringert werden, wie etwa durch weiteres Schließen eines Drosselventils, um eine Auswirkung des vorverlegten Zündzeitpunkts relativ zum Hochtemperaturbetrieb zu kompensieren. Das Verfahren 300 kann dann enden.
Weiter zu 4 ist ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Identifizieren einer Beeinträchtigung des AGT-Sensors und Charakterisieren der Art(en) der vorhandenen Beeinträchtigung gezeigt. Zum Beispiel kann das Verfahren 400 als Teil des Verfahrens 300 aus 3 (z.B. bei 314) ausgeführt werden, um zwischen beeinträchtigten und nicht beeinträchtigten AGT-Sensorreaktionen auf Grundlage der Sensorausgabe zu unterscheiden, die während des Zyklus zwischen dem Hochtemperaturmotorbetrieb und dem Niedertemperaturmotorbetrieb erlangt ist. Zum Beispiel kann die Steuerung die Reaktion des AGT-Sensors für zwei Arten von Beeinträchtigung des AGT-Sensors bewerten: Signalverzögerungsbeeinträchtigung und Anstiegsratenbeeinträchtigung. Ferner kann jede Art von Sensorbeeinträchtigung entweder symmetrisch oder asymmetrisch sein und in einigen Beispielen kann der AGT-Sensor beide Arten von Beeinträchtigungsverhalten anzeigen. Zum Beispiel kann der AGT-Sensor eine asymmetrische Anstiegsratenbeeinträchtigung zusammen mit einer symmetrischen Signalverzögerungsbeeinträchtigung zeigen. Somit kann das Verfahren 400 mehrere Sensorbeeinträchtigungsarten während der Diagnose identifizieren.
Bei 402 beinhaltet das Verfahren 400 Vergleichen von gemessenen Sensorreaktionsverzögerungen auf stufenweise Temperaturänderungen mit erwarteten Sensorreaktionsverzögerungen auf stufenweise Temperaturänderungen. Eine Sensorreaktionsverzögerung bezieht sich auf eine Zeitverzögerung zwischen der befohlenen stufenweisen Temperaturänderung und ein Ändern einer Ausgabe des Sensors. Zum Beispiel kann nach einem Übergang von dem Hochtemperaturbetrieb zu dem Niedertemperaturbetrieb (z. B. einer stufenweisen Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung) eine Heiß-zu-Kalt-Reaktionsverzögerung auftreten, und eine Heiß-zu-Kalt-Reaktionsverzögerung kann nach einem Übergang aus dem Niedertemperaturbetrieb in den Heißtemperaturbetrieb (z. B. einer stufenweisen Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung) auftreten. Die erwarteten Sensorreaktionsverzögerungen sowohl für die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung als auch für die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung können vorkalibrierte Werte sein, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind. Daher kann die Steuerung die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung auf Grundlage einer verstrichenen Zeit (z. B. Dauer) zwischen dem Befehlen der stufenweisen Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung bestimmen (z. B. durch Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor und des Zündzeitpunkts, wie vorstehend in Bezug auf 3 beschrieben) und der entsprechenden Abnahme der durch den AGT-Sensor gemessenen Temperatur und Vergleichen der bestimmten Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung mit der im Speicher gespeicherten erwarteten Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung. Gleichermaßen kann die Steuerung die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung auf Grundlage einer verstrichenen Zeit zwischen dem Befehlen der stufenweisen Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung und der entsprechenden Erhöhung der durch den AGT-Sensor gemessenen Temperatur und Vergleichen der bestimmten Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung mit der im Speicher gespeicherten erwarteten Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung bestimmen.
In einigen Beispielen kann die gemessene Zeitverzögerung direkt mit der erwarteten Zeitverzögerung für jeden Heiß-zu-Kalt- und für jeden Kalt-zu-Heiß-Übergang in dem Datensatz verglichen werden. In anderen Beispielen können die gemessenen Zeitverzögerungen für alle Heiß-zu-Kalt-Übergänge in dem Datensatz gemittelt werden und kann die durchschnittliche Zeitverzögerung für alle Heiß-zu-Kalt-Übergänge mit der erwarteten Zeitverzögerung für den Heiß-zu-Kalt-Übergang verglichen werden. Gleichermaßen können die gemessenen Zeitverzögerungen für alle Kalt-zu-Heiß-Übergänge in dem Datensatz gemittelt werden und kann die durchschnittliche Zeitverzögerung für alle Kalt-zu-Heiß-Übergänge mit der erwarteten Zeitverzögerung für den Kalt-zu-Heiß-Übergang verglichen werden. Obwohl sowohl Übergänge von hoher Temperatur zu niedriger Temperatur als auch von niedriger Temperatur zu hoher Temperatur zum Diagnostizieren der AGT-Sensorreaktion beschrieben werden, versteht es sich, dass in anderen Beispielen nur das Eintreten in den oder das Verlassen des Hochtemperaturbetriebs zum Bewerten der AGT-Sensorreaktion verwendet werden könnte.
Bei 404 beinhaltet das Verfahren 400 Bestimmen, ob sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerungen sind. Als ein Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung als größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung betrachtet werden, wenn die bestimmte Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung mindestens um ein erstes Schwellenwertausmaß größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung ist. Das erste Schwellenwertausmaß kann ein vorbestimmter Nicht-Null-Wert oder ein vorbestimmter Nicht-Null-Prozentwert sein, der Nennreaktionsdiskrepanzen von einer Verzögerung aufgrund einer Beeinträchtigung des AGT-Sensors unterscheidet. Als ein anderes Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung als größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung betrachtet werden, wenn die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung mindestens größer als eine Schwellenwertverzögerung ist. Die Schwellenwertverzögerung kann ein vorbestimmter Nicht-Null-Wert sein, der in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist und für jede durchgeführte AGT-Sensordiagnose gleich ist. Alternativ kann die Schwellenwertverzögerung auf Grundlage einer vorhergesagten Änderung der Abgastemperatur während der stufenweisen Temperaturänderung und/oder anderer Motorbetriebsparameter eingestellt werden. Gleichermaßen kann die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung als größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung betrachtet werden, wenn die bestimmte Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung mindestens um das erste Schwellenwertausmaß größer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung und/oder größer als die Schwellenwertverzögerung ist.
Falls sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung sind, geht das Verfahren 400 zu 406 über und beinhaltet Angeben von symmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung. Das heißt, der AGT-Sensor weist eine beeinträchtigte Reaktionsverzögerung sowohl auf stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderungen als auch auf stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderungen auf, von denen ein Beispiel in Bezug auf 5 veranschaulicht ist und nachstehend beschrieben wird. Die AGT-Sensorreaktion kann ferner hinsichtlich einer Beeinträchtigung der Reaktionsratenverzögerung bewertet werden, wie nachstehend näher beschrieben wird.
Falls sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung nicht größer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerungen sind, geht das Verfahren 400 zu 408 über und beinhaltet Bestimmen, ob eine der Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer ist als erwartet. Das heißt, die Steuerung kann bestimmen, ob entweder die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung oder die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung ist, wie vorstehend bei 404 beschrieben. Als ein Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung sein, während die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung nicht größer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung ist. Als ein anderes Beispiel kann die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung sein, während die bestimmte Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung nicht größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung ist.
Falls eine der die Heiß-zu-Kalt- und der Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als erwartet ist, geht das Verfahren 400 zu 410 über und beinhaltet Angeben von asymmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung. Das Angeben der asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung beinhaltet das Angeben der Art der Verzögerungsbeeinträchtigung, wie etwa, ob die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung oder die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung vorhanden ist. Beispiele für die zwei unterschiedlichen Arten von asymmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung sind in Bezug auf 6 und 7 gezeigt und werden nachstehend beschrieben.
Wenn weder die Heiß-zu-Kalt- noch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als erwartet ist, geht das Verfahren 400 zu 412 über und beinhaltet das Vergleichen der gemessenen Sensorreaktionsraten (z. B. Anstiegsraten) mit den stufenweisen Temperaturänderungen der erwarteten Sensorreaktionsraten mit den stufenweisen Temperaturänderungen. Die Anstiegsrate bezieht sich auf eine Änderungsrate der AGT-Sensorausgabe im Zeitverlauf als Reaktion darauf, dass eine stufenweise Temperaturänderung auftritt, wie etwa während der Sensorreaktion unmittelbar im Anschluss an die Reaktionsverzögerung. Die Beeinträchtigung der Sensoranstiegsrate bezieht sich auf eine Sensoranstiegsrate, die niedriger als die erwartete Anstiegsrate ist (z. B. nimmt die Sensorreaktion über einen gegebenen Zeitraum langsamer zu oder ab als erwartet). Zum Beispiel kann eine Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigung nach einem Übergang aus dem Hochtemperaturbetrieb in den Niedertemperaturbetrieb (z. B. einer stufenweisen Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung) auftreten, wie etwa, wenn die AGT-Sensorausgabe langsamer abnimmt als erwartet (z. B. ist eine Größe der Anstiegsrate geringer als erwartet) als Reaktion auf die Temperaturabnahme, die aus dem Übergang in den Niedertemperaturbetrieb resultiert. Als weiteres Beispiel kann eine Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigung nach einem Übergang aus dem Niedertemperaturbetrieb in den Hochtemperaturbetrieb (z. B. einer stufenweisen Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung) auftreten, wie etwa, wenn die AGT-Sensorausgabe langsamer zunimmt als erwartet, als Reaktion auf die Temperaturzunahme, die aus dem Übergang in den Hochtemperaturbetrieb resultiert.
Als ein Beispiel können die erwarteten Sensoranstiegsraten sowohl für die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung als auch für die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung vorkalibrierte Werte sein, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind. Daher kann die Steuerung die Warm-zu-Kalt-Sensoranstiegsrate auf Grundlage einer Abnahmerate der Temperatur bestimmen, die durch den AGT-Sensor als Reaktion darauf gemessen ist, dass die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung befohlen wird, und die bestimmte Heiß-zu-Kalt-Sensoranstiegrate mit der in dem Speicher gespeicherten Heiß-zu-Kalt-Sensoranstiegsrate zu vergleichen. Gleichermaßen kann die Steuerung die Kalt-zu-Heiß-Sensoranstiegsrate auf Grundlage einer Zunahmerate der Temperatur bestimmen, die durch den AGT-Sensor als Reaktion darauf gemessen ist, dass die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung befohlen wird, und die bestimmte Kalt-zu-Heiß-Sensoranstiegrate mit der in dem Speicher gespeicherten Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsanstiegsrate zu vergleichen.
In einigen Beispielen kann die gemessene Anstiegsrate direkt mit der erwarteten Anstiegsrate für jeden Heiß-zu-Kalt- und für jeden Kalt-zu-Heiß-Übergang in dem Datensatz verglichen werden. In anderen Beispielen können die gemessenen Anstiegsraten für alle Heiß-zu-Kalt-Übergänge in dem Datensatz gemittelt werden und kann die durchschnittliche Anstiegsrate für alle Heiß-zu-Kalt-Übergänge mit der erwarteten Anstiegsrate für den Heiß-zu-Kalt-Übergang verglichen werden. Gleichermaßen können die gemessenen Anstiegsraten für alle Kalt-zu-Heiß-Übergänge in dem Datensatz gemittelt werden und kann die durchschnittliche Anstiegsrate für alle Kalt-zu-Heiß-Übergänge mit der erwarteten Anstiegsrate für den Kalt-zu-Heiß-Übergang verglichen werden. Obwohl sowohl Übergänge von hoher Temperatur zu niedriger Temperatur als auch von niedriger Temperatur zu hoher Temperatur zum Diagnostizieren der AGT-Sensoranstiegsrate beschrieben werden, versteht es sich, dass in anderen Beispielen nur das Eintreten in den oder das Verlassen des Hochtemperaturbetriebs zum Bewerten der AGT-Sensoranstiegsrate verwendet werden könnte.
Bei 414 beinhaltet das Verfahren 400 Bestimmen, ob sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten geringer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten sind. Als ein Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate als geringer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate betrachtet werden, wenn die bestimmte Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate mindestens um ein zweites Schwellenwertausmaß geringer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate ist. Das zweite Schwellenwertausmaß kann ein vorbestimmter Nicht-Null-Wert oder ein vorbestimmter Nicht-Null-Prozentwert sein, der Nennreaktionsdiskrepanzen von Anstiegsratenänderungen aufgrund einer Beeinträchtigung des AGT-Sensors unterscheidet. Das zweite Schwellenwertausmaß kann eine gleiche oder eine andere Menge als das vorstehend bei 404 definierte erste Schwellenwertausmaß sein. Als ein anderes Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate als geringer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate betrachtet werden, wenn die bestimmte Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate geringer als eine Schwellenwertreaktionsrate ist. Die Schwellenwertreaktionsrate kann ein vorbestimmter Nicht-Null-Wert sein, der in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist und für jede durchgeführte AGT-Sensordiagnose gleich ist. Alternativ kann die Schwellenwertreaktionsrate auf Grundlage der vorhergesagten Änderung der Abgastemperatur während der stufenweisen Temperaturänderung und/oder anderer Motorbetriebsparameter eingestellt werden. Gleichermaßen kann die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate als geringer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate betrachtet werden, wenn die bestimmte Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate mindestens um das zweite Schwellenwertausmaß geringer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate und/oder geringer als die Schwellenwertreaktionsrate ist. Da die Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Anstiegsraten unterschiedliche Richtungsänderungen aufweisen können (z. B. negativ bzw. positiv), kann zumindest in einigen Beispielen nur ein Ausmaß der Rate ausgewertet werden.
Falls sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten geringer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten sind, geht das Verfahren 400 zu 416 über und beinhaltet Angeben von symmetrischer Anstiegsratenbeeinträchtigung. Das heißt, der AGT-Sensor weist eine beeinträchtigte Reaktionsrate sowohl auf stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderungen als auch auf stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderungen auf, von denen ein Beispiel in Bezug auf 8 veranschaulicht wird.
Falls sowohl die Heiß-zu-Kalt- als auch die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten nicht geringer als die erwarteten Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten sind, geht das Verfahren 400 zu 418 über und beinhaltet Bestimmen, ob eine der Heiß-zu-Kalt- und Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsraten geringer ist als erwartet, wie vorstehend bei 414 beschrieben. Als ein Beispiel kann die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate geringer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsrate sein, während die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate nicht geringer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate ist. Als ein anderes Beispiel kann die Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung größer als die erwartete Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsverzögerung sein, während die Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung nicht größer als die erwartete Heiß-zu-Kalt-Sensorreaktionsverzögerung ist.
Falls eine der Heiß-zu-Kalt- und der Kalt-zu-Heiß-Sensorreaktionsrate geringer als die entsprechende erwartete Sensorreaktionsrate ist, geht das Verfahren 400 zu 420 über und beinhaltet Angeben von asymmetrischer Anstiegsratenbeeinträchtigung. Das Angeben einer asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung beinhaltet das Anzeigen der Art der Anstiegsratenbeeinträchtigung, wie etwa, ob die Heiß-zu-Kalt-Anstiegsrate oder die Kalt-zu-Heiß-Anstiegsrate beeinträchtigt ist. Beispiele für die zwei unterschiedlichen Arten von asymmetrischer Verzögerungsanstiegsrate sind in Bezug auf 9 und 10 gezeigt und werden nachstehend beschrieben.
Bei 422 beinhaltet das Verfahren 400 Bestimmen, ob mindestens eine Art von Beeinträchtigung angegeben ist. Zum Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass mindestens eine Art von Beeinträchtigung angegeben ist, wenn eine beliebige der symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung, der asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung, der symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung und der asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung angegeben wurde. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass mindestens eine Art von Beeinträchtigung nicht angegeben wurde, wenn keine der symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung, der asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung, der symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung und der asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung angegeben wurden.
Wenn keine Beeinträchtigung angegeben wurde, geht das Verfahren 400 zu 424 über und beinhaltet Angeben, dass keine Beeinträchtigung detektiert ist. Zum Beispiel kann die Steuerung das Ergebnis im Speicher protokollieren, einschließlich, dass der Diagnosetest des AGT-Sensors erfolgt ist und dass keine Beeinträchtigung vorliegt. Somit kann davon ausgegangen werden, dass der AGT-Sensor nominal arbeitet. Die Steuerung kann einen nächsten AGT-Sensordiagnosetest planen oder einen Zähler zurücksetzen, der die Anzahl der Motorzyklen oder die Zeitdauer seit dem Durchführen des AGT-Diagnosetests überwacht. Das Verfahren 400 kann dann enden.
Wenn mindestens eine Beeinträchtigungsart angegeben wird, geht das Verfahren 400 zu 426 über und beinhaltet das Speichern des Diagnoseergebnisses, einschließlich der angegebenen Beeinträchtigungsart(en). Als ein Beispiel kann die Steuerung das Ergebnis im Speicher protokollieren, einschließlich, dass der Diagnosetest des AGT-Sensors abgeschlossen wurde und dass eine oder mehrere Arten von Beeinträchtigung detektiert wurden (z. B. eine von symmetrischer Verzögerungsbeeinträchtigung, Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigung und Heiß-zu-Kalt-Verzögerungsbeeinträchtigung, allein oder in Kombination mit einem von symmetrischer Anstiegsratenbeeinträchtigung, Kalt-zu-Heißanstiegsratenbeeinträchtigung und Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigung). Die Steuerung kann einen vorbestimmten Diagnosefehlercode (diagnostic trouble code - DTC) festlegen, der der/den Art(en) der detektierten Beeinträchtigung(en) entspricht, und kann eine Fehlfunktionsanzeigelampe (malfunction indicator lamp - MIL) aufleuchten lassen, um einen Fahrzeugführer auf die Beeinträchtigung hinzuweisen. Die Steuerung kann auch einen nächsten AGT-Sensordiagnosetest planen.
Bei 428 beinhaltet das Verfahren 400 Einstellen des Motorbetriebs, um die Beeinträchtigung des AGT-Sensors zu kompensieren. Zum Beispiel kann die Motorsteuerung, die die Abgastemperatur als Parameter verwendet, dazu eingestellt sein, eine Fehlerspanne der durch den AGT-Sensor gemessenen Temperatur vorwegzunehmen. Somit können konservativere Temperaturwerte für Schutztemperaturschwellenwerte verwendet werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Schwellenwerttemperatur zum Aktivieren des Schutzes eines Gaspartikelfilters von 950 °C auf 850 °C reduziert werden. In einem alternativen Beispiel kann die zusätzliche Fehlerspanne auf Grundlage der Art der vorhandenen Beeinträchtigung selektiv auf die Motorsteuerung angewendet werden. Zum Beispiel kann eine asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Verzögerungsbeeinträchtigung und/oder Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigung zu Anpassungen von Temperaturschwellenwerten führen, die erreicht werden können, wenn von heißeren Abgastemperaturbedingungen zu kälteren Abgastemperaturbedingungen übergegangen wird, da sich die Beeinträchtigung konkret auf AGT-Sensormesswerte während Heiß-zu-Kalt-Temperaturübergängen auswirkt. Im Gegenzug kann eine asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigung und/oder Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigung zu konservativen Anpassungen von Temperaturschwellenwerten führen, von denen erwartet wird, dass sie erreicht werden, wenn von kälteren Temperaturen zu heißeren Temperaturen übergegangen wird, da sich die Beeinträchtigung konkret auf AGT-Sensormesswerte während Kalt-zu-Heiß-Temperaturübergängen auswirkt. Im Anschluss an 428 kann das Verfahren 400 enden.
Zusammen stellen die Verfahren aus 3 und 4 ein robustes Diagnoseverfahren zum Überwachen und Charakterisieren der AGT-Sensorbeeinträchtigung bereit. Durch Verwenden von LKV- und Zündzeitpunkteinstellungen, um zwischen Hoch- und Niedertemperaturbetriebsmodi zu wechseln, werden dem Abgastemperatursensor stufenweise Änderungen der Abgastemperatur bereitgestellt. Ferner können sowohl die Motordrehmomentausgabe als auch ein stöchiometrisches Abgas-LKV insgesamt während des Wechselns zwischen dem Niedertemperatur- und dem Hochtemperaturbetriebsmodus beibehalten werden, wodurch Drehmomentstörungen verringert und Fahrzeugemissionen verringert werden. Infolgedessen können Lärm, Vibration und Rauheit (noise, vibration and harshness - NVH) während der Diagnose reduziert werden, wodurch die Kundenzufriedenheit erhöht wird.
Als nächstes veranschaulichen 5-10 sechs verschiedene Arten von beeinträchtigtem Reaktionsverhalten für einen Abgastemperatursensor. 5-10 werden kollektiv beschrieben, wobei jede einen gepunkteten Verlauf 502 beinhaltet, der eine befohlene Temperaturänderung im Abgas zeigt, die durch Umschalten des Motors zwischen einem Niedertemperaturbetriebsmodus und einem Hochtemperaturbetriebsmodus erreicht werden kann, wie vorstehend in Bezug auf 3 beschrieben, sodass der Motor mindestens einen Temperaturzyklus durchläuft, der einen Heiß-zu-Kalt-Übergang (z. B. Betrieb bei hoher Temperatur zu Betrieb bei niedriger Temperatur) und einen Kalt-zu-Heiß-Übergang (z. B. Betrieb bei niedriger Temperatur zu hoher Temperatur) beinhaltet. Jedes Diagramm beinhaltet ferner einen gestrichelten Verlauf 504, der eine erwartete AGT-Sensorausgabe (z.B. eine gemessene Temperatur) zeigt, die als Reaktion auf die schrittweisen Temperaturänderungen auftreten kann, wenn der AGT-Sensor nominal funktioniert. Die horizontale Achse jedes Diagramms stellt die Zeit (z. B. in Minuten) dar, wobei die Zeit entlang der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt, und die vertikale Achse stellt die Abgastemperatur dar, wobei die Temperatur entlang der vertikalen Achse von unten nach oben zunimmt.
Unter Bezugnahme zunächst auf 5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 500 eine erste Art von Beeinträchtigungsverhalten, das durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann. Insbesondere zeigt das Diagramm 500 eine erste beeinträchtigte Sensorreaktion in Verlauf 506. Wenn sich die befohlene Abgastemperatur von niedrig (z. B. kalt) zu hoch (z. B. heiß) ändert, wie in Verlauf 502 gezeigt, gibt es eine Verzögerung zwischen der ersten beeinträchtigten (z. B. tatsächlichen) AGT-Sensorreaktion (Verlauf 506) und der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504), wie durch einen Pfeil 508 angegeben. Wenn sich die befohlene Abgastemperatur (Verlauf 502) von hoch auf niedrig ändert, gibt es ebenfalls eine Verzögerung zwischen der beeinträchtigten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 506) und der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504), wie durch einen Pfeil 510 angegeben. Somit wird die beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 506) relativ zu der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 510) nach rechts verschoben, während die AGT-Sensorreaktionszeit bei Spitzenausmaß (sowie das Spitzenreaktionsausmaß selbst) unverändert bleibt. Somit ist die Beeinträchtigung der Reaktionsverzögerung symmetrisch und tritt sowohl während Kalt-zu-Heiß- als auch Heiß-zu-Kalt-Übergängen auf. Zum Beispiel beginnt das durch den AGT-Sensor ausgegebene beeinträchtigte Temperatursignal (Verlauf 506) zu Zeiten, die gegenüber den erwarteten Zeiten verzögert sind, von Kalt-zu-Heiß-Messungen und von Heiß-zu-Kalt-Messungen überzugehen, aber der jeweilige Übergang kann mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen Spitzenzeiten bei hoher Temperatur und niedriger Temperatur führt.
Weiter bei 6 und 7 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 600 (6) eine AGT-Sensorreaktion, die eine asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigung zeigt, und ein beispielhaftes Diagramm 700 (7) zeigt eine AGT-Sensorreaktion, die eine asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Verzögerungsbeeinträchtigung aufzeigt. Somit zeigt 6 eine zweite Art von Beeinträchtigungsverhalten, die durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann, und 7 zeigt eine dritte Art von Beeinträchtigungsverhalten, die durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann. Insbesondere zeigt das Diagramm 600 aus 6 eine zweite beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion in Verlauf 606 und das Diagramm 700 aus 7 zeigt eine dritte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion in Verlauf 706.
Wenn sich die befohlene Abgastemperatur von niedrig (z. B. kalt) zu hoch (z. B. heiß) ändert, wie in Verlauf 502 gezeigt, zeigt das Diagramm 600 aus 6 eine Verzögerung zwischen der zweiten beeinträchtigten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 606) und der erwarteten AGT Sensorreaktion (Verlauf 504), wie durch einen Pfeil 608 angegeben. Im Gegensatz dazu folgt die dritte beeinträchtigte Sensorreaktion (Verlauf 706) des Diagramms 700 aus 7 genau der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) während des gleichen Kalt-zu-Heiß-Übergangs ohne Verzögerung. Somit zeigt die zweite beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 606) des Diagramms 600 ein Beeinträchtigungsverhalten der Kalt-zu-Heiß-Verzögerung, während die dritte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 706) des Diagramms 700 dies nicht tut.
Während eines anschließenden Übergangs von einem Betrieb bei hoher Temperatur zu einem Betrieb bei niedriger Temperatur gibt es keine Verzögerung zwischen der zweiten beeinträchtigten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 606) und der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) in Verlauf 600, wohingegen es eine Verzögerung zwischen der dritten beeinträchtigten AGT-Sensorreaktion(Verlauf 706) und der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) in 7 gibt, wie durch einen Pfeil 708 gezeigt. Somit zeigt die dritte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 706) des Diagramms 700 ein Beeinträchtigungsverhalten der Heiß-zu-Kalt-Verzögerung, während die zweite beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 606) des Diagramms 600 dies nicht tut.
Da die zweite beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 606 des Diagramms 600) die verzögerte Reaktion auf die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung und nicht auf die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung beinhaltet, ist der AGT-Sensor aus 6 dadurch gekennzeichnet, dass er eine asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigung aufweist. Das heißt das durch den beeinträchtigten AGT-Sensor ausgegebene Temperatursignal kann beginnen, zu einer Zeit, die gegenüber der erwarteten Zeit verzögert ist, von Kalt-zu-Heiß überzugehen, aber der Übergang kann mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder reduzierten Hochtemperaturspitzenzeiten führt. Diese Art von Verhalten wird als asymmetrisch angesehen, da die Reaktion des AGT-Sensors von der erwarteten Startzeit während des Übergangs vom Niedertemperatur- zum Hochtemperaturbetrieb verzögert wird, aber nicht von der erwarteten Startzeit während des Übergangs vom Hochtemperaturbetrieb zum Niedertemperaturbetrieb verzögert wird. Das beispielhafte Diagramm 600 veranschaulicht diese Asymmetrie grafisch, da die verzögerte Kalt-zu-Heiß-Reaktion (und die nominelle Heiß-zu-Kalt-Reaktion) die AGT-Sensorreaktionszeit bei Spitzenamplitude im Vergleich zu der in Verlauf 504 gezeigten AGT-Sensornennreaktion verkürzt.
Da die dritte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 706 des Diagramms 700) die verzögerte Reaktion auf die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung und nicht auf die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung beinhaltet, ist der AGT-Sensor aus 7 dadurch gekennzeichnet, dass er eine asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Verzögerungsbeeinträchtigung aufweist. Das heißt das durch den beeinträchtigten AGT-Sensor ausgegebene Temperatursignal kann beginnen, zu einer Zeit, die gegenüber der erwarteten Zeit verzögert ist, von Heiß-zu-Kalt überzugehen, aber der Übergang kann mit der erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu verschobenen und/oder reduzierten Niedertemperaturspitzenzeiten führt. Diese Art von Verhalten wird als asymmetrisch angesehen, da die Reaktion des AGT-Sensors von der erwarteten Startzeit während des Übergangs vom Hoch- zum Niedertemperaturbetrieb verzögert wird, aber nicht von der erwarteten Startzeit während des Übergangs vom Nieder- zum Hochtemperaturbetrieb verzögert wird. Das beispielhafte Diagramm 700 veranschaulicht diese Asymmetrie ferner grafisch, da die verzögerte Heiß-zu-Kalt-Reaktion (und die Kalt-zu-Heiß-Nennreaktion) die AGT-Sensorreaktionszeit bei Spitzenamplitude im Vergleich zu der in Verlauf 504 gezeigten AGT-Sensornennreaktion verlängert.
8 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 800 einer vierten Art von Beeinträchtigungsverhalten, das durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann. Insbesondere zeigt das Diagramm 800 eine vierte beeinträchtigte Sensorreaktion in Verlauf 806. Wenn sich die befohlene Abgastemperatur von niedrig (z. B. kalt) zu hoch (z.B. heiß) ändert, wie in Verlauf 502 gezeigt, reagiert die vierte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 806) auf die Temperaturänderung zu einem selben Zeitpunkt wie die erwartete AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504). Jedoch ist eine Rate, mit der die vierte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion zunimmt, geringer als die erwartete AGT-Sensorreaktion, wie durch einen Pfeil 808 angegeben. Zum Beispiel dauert es länger, bis die vierte beeinträchtigte AGT-Sensorausgabe (Verlauf 806) als die erwartete AGT-Sensorausgabe (Verlauf 504) einen gleichen Temperaturwert erreicht.
Gleichermaßen, wenn sich die befohlene Abgastemperatur (Verlauf 502) von hoch auf niedrig ändert, gibt es ebenfalls keine Verzögerung zwischen der vierten beeinträchtigten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 806) und der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504). Jedoch ist die Rate, mit der die vierte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion abnimmt, geringer als die erwartete AGT-Sensorreaktion, wie durch einen Pfeil 810 angegeben. Somit zeigt die vierte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion eine Beeinträchtigungsverhaltensart des symmetrischen Anstiegsraten (z. B. eine kleinere Reaktionsrate auf eine befohlene Temperatur), die langsamere Änderungen der AGT-Sensorausgabe auf die befohlenen Temperaturänderungen sowohl für Kalt-zu-Heiß- als auch für Heiß-zu-Kalt-Modulation beinhaltet. Zum Beispiel beginnt die AGT-Sensorausgabe zu erwarteten Zeiten von Kalt-zu-Heiß und Heiß-zu-Kalt überzugehen, aber die Reaktionsrate ist niedriger als die erwartete Reaktionsrate, was zu reduzierten Spitzenzeiten bei hoher Temperatur und niedriger Temperatur führt. Das beispielhafte Diagramm 800 veranschaulicht dieses Ergebnis ferner grafisch, da die beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 806) nicht relativ zu der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) verzögert wird, sondern während beider Übergänge aufgrund der Beeinträchtigung der symmetrischen Anstiegsrate verbreitert und verkürzt wird, wodurch die Spitzenamplitude reduziert wird.
Weiter bei 9 und 10 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 900 (9) eine AGT-Sensorreaktion, die eine asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigung zeigt, und ein beispielhaftes Diagramm 1000 (10) zeigt eine AGT-Sensor-Reaktion, die eine asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigung aufzeigt. Somit zeigt 9 eine fünfte Art von Beeinträchtigungsverhalten, die durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann, und 10 zeigt eine sechste Art von Beeinträchtigungsverhalten, die durch einen beeinträchtigten Abgastemperatursensor gezeigt werden kann. Insbesondere zeigt das Diagramm 900 aus 9 eine fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion in Verlauf 906 und das Diagramm 1000 aus 10 zeigt eine sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion in Verlauf 1006.
Wenn sich die befohlene Abgastemperatur von niedrig (z. B. kalt) zu hoch (z. B. heiß) ändert, wie in Verlauf 502 gezeigt, beginnt die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906) zu ungefähr demselben Zeitpunkt zuzunehmen, wie die erwartete AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504). Somit ist während des Kalt-zu-Heiß-Übergangs keine Verzögerungsbeeinträchtigung vorhanden. Jedoch ist eine Rate, mit der die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion zunimmt, geringer als die erwartete AGT-Sensorreaktion, wie durch einen Pfeil 908 angegeben. Zum Beispiel dauert es länger, bis die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorausgabe (Verlauf 906) als die erwartete AGT-Sensorausgabe (Verlauf 504) während des Kalt-zu-Heiß-Übergangs einen gleichen Temperaturwert erreicht. Im Gegensatz dazu folgt die sechste beeinträchtigte Sensorreaktion (Verlauf 1006) des Diagramms 1000 aus 10 genau der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) während des gleichen Kalt-zu-Heiß-Übergangs. Somit zeigt die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906) des Diagramms 900 ein Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, während die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 1006) des Diagramms 1000 dies nicht tut.
Während eines anschließenden Übergangs von einem Betrieb bei hoher Temperatur zu einem Betrieb bei niedriger Temperatur folgt die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906) eng der erwarteten AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) in Verlauf 900, wohingegen die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion(Verlauf 1006) mit einer langsameren Rate abnimmt als die erwartete AGT-Sensorreaktion (Verlauf 504) in 10 wie durch einen Pfeil 1008 gezeigt. Das heißt es dauert länger, bis die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorausgabe (Verlauf 1006) als die erwartete AGT-Sensorausgabe (Verlauf 504) während des Heiß-zu-Kalt-Übergangs einen gleichen Temperaturwert erreicht. Somit zeigt die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 1006) des Diagramms 1000 ein Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, während die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906) des Diagramms 900 dies nicht tut.
Da die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906 des Diagramms 900) die verzögerte Reaktionsrate auf die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung und nicht auf die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung beinhaltet, ist der AGT-Sensor aus 9 dadurch gekennzeichnet, dass er eine asymmetrische Kalt-zu-Heiß-Anstiegsratenbeeinträchtigung aufweist. Das heißt das durch den beeinträchtigten AGT-Sensor ausgegebene Temperatursignal kann beginnen, zu einer Nennzeit von Kalt-zu-Heiß überzugehen, aber der Übergang kann bei einer geringer als erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu einer reduzierten Hochtemperaturspitzenzeit führt. Diese Art von Verhalten kann als asymmetrisch betrachtet werden, da eine Rate der Reaktion des AGT-Sensors während des Übergangs von Kalt-zu-Heiß und nicht während Heiß-zu-Kalt langsam (oder niedriger als erwartet) ist. Der beispielhafte Verlauf 900 veranschaulicht dieses Ergebnis grafisch, da die fünfte beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 906) während des Übergangs von Niedrigtemperatur- zu Hochtemperaturbetrieb weniger steil ist (z. B. eine geringere Änderungsrate aufweist) als die erwartete Sensorreaktion (Verlauf 504).
Da die sechste beeinträchtigte AGT-Sensorreaktion (Verlauf 1006 des Diagramms 1000) die verzögerte Reaktionsrate auf die stufenweise Heiß-zu-Kalt-Temperaturänderung und nicht auf die stufenweise Kalt-zu-Heiß-Temperaturänderung beinhaltet, ist der AGT-Sensor aus 10 dadurch gekennzeichnet, dass er eine asymmetrische Heiß-zu-Kalt-Anstiegsratenbeeinträchtigung aufweist. Das heißt das durch den beeinträchtigten AGT-Sensor ausgegebene Temperatursignal kann beginnen, zu einer Nennzeit von Heiß-zu-Kalt überzugehen, aber der Übergang kann bei einer geringer als erwarteten Reaktionsrate erfolgen, was zu einer reduzierten Niedertemperaturspitzenzeit führt. Diese Art von Verhalten kann als asymmetrisch betrachtet werden, da eine Rate der Reaktion des AGT-Sensors während des Übergangs von Heiß-zu-Kalt und nicht während Kalt-zu-Heiß langsam (oder niedriger als erwartet) ist. Der beispielhafte Verlauf 1000 veranschaulicht dieses Ergebnis grafisch, da die sechste beeinträchtigte Sensorreaktion (Verlauf 1006) während des Übergangs von Hochtemperatur zu Niedrigtemperaturbetrieb weniger steil ist (z. B. eine geringere Änderungsrate aufweist) als die erwartete Sensorreaktion (Verlauf 504).
Es versteht sich, dass ein beeinträchtigter AGT-Sensor eine Kombination aus zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Beeinträchtigungsverhalten aufweisen kann. Zum Beispiel kann ein beeinträchtigter AGT-Sensor ein asymmetrisches Beeinträchtigungsverhalten der Kalt-zu-Heiß-Anstiegsrate (z. B. wie in 9 gezeigt) sowie ein asymmetrisches Beeinträchtigungsverhalten bei einer Heiß-zu-Kalt-Verzögerung (z. B. wie in 7 gezeigt) aufzeigen.
Für eine detailliertere Beschreibung der zwei Arten von Beeinträchtigungsverhalten während Temperaturzyklen stellt 11 einen veranschaulichenden, nicht einschränkenden beispielhaften Verlauf 1100 einer möglichen Abgastemperatursensorreaktion auf eine befohlene Temperaturänderung bereit. Die in 11 gezeigte Abgastemperatursensorreaktion kann zum Beispiel die Reaktion des Abgastemperatursensors 98 aus 2 oder eines anderen geeigneten Temperatursensors sein. Für Verlauf 1100 zeigt die vertikale Achse die Abgastemperatur. Die horizontale Achse zeigt die in Minuten gemessene Zeit. Wie in Verlauf 1100 gezeigt, ist eine befohlene Abgastemperatur in gestricheltem Verlauf 1120 angegeben und ist eine gemessene Abgastemperatur in Verlauf 1122 angegeben. Die gemessene Abgastemperatur kann der Temperaturwert sein, der von einer Steuerung bestimmt wird, die eine Ausgabe von dem Abgastemperatursensor empfängt, oder kann die Rohausgabe des Sensors sein.
Das beispielhafte Diagramm 1100 veranschaulicht die Parameter, die zum Berechnen einer AGT-Sensorverzögerung und einer AGT-Sensorreaktionsrate (z. B. Anstiegsrate) während Übergängen zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperaturbetrieb (z. B. Kalt-zu-Heiß- und Heiß-zu-Kalt-Übergängen) verwendet werden. Der Pfeil 1102 veranschaulicht die Zeitverzögerung, die die Zeitdauer von der befohlenen Temperaturänderung bis zu einem Zeitpunkt (τ0) ist, zu dem eine Schwellenwertänderung der gemessenen Temperatur (oder eine Schwellenwertänderung der AGT-Sensorausgabe) anfänglich beobachtet wird. Die Schwellenwertänderung der Temperatur (oder die Schwellenwertänderung der AGT-Sensorausgabe) kann eine kleine Änderung sein, die angibt, dass die Reaktion auf die befohlene Änderung begonnen hat, z. B. 5 %, 10 %, 20 % usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erwartete Zeitverzögerung für einen AGT-Sensor 15 Sekunden betragen. In einem derartigen Beispiel überspannt die Linie 1102 die Dauer von 15 Sekunden zwischen dem Eintritt des Motors in den Hochtemperaturbetrieb und dem Messen des Abgastemperatursensors durch den AGT-Sensor.
Die durch den Pfeil 1102 angegebene Zeitverzögerung kann mit einer Schwellenwertzeitverzögerung verglichen werden, um zu bestimmen, ob der Sensor ein Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten aufweist. Die Schwellenwertzeitverzögerung kann ein vorbestimmter numerischer Wert sein, der in dem Steuerungsspeicher gespeichert ist. Alternativ kann die Schwellenwertzeitverzögerung ein Faktor von einem oder mehreren Motorparametern sein und kann zum Beispiel auf Grundlage von Logikregeln berechnet werden, die in einem Steuerungsspeicher gespeichert sind. Als ein anderes Beispiel kann die Schwellenwertzeitverzögerung unter Verwendung einer oder mehrerer Lookup-Tabellen bestimmt werden.
Die AGT-Sensoranstiegsrate misst die Änderungsrate der Sensorreaktion auf eine stufenweise Änderung der Abgastemperatur. In dem beispielhaften Diagramm 1100 gibt der Pfeil 1106 die Zeitdauer von τ0 bis zu dem Zeitpunkt an, an dem zum Beispiel 95 % der gewünschten Reaktion erreicht werden, anderweitig als Schwellenwertreaktionszeit (τ95) bezeichnet. Obwohl dieses Beispiel 95 % als Schwellenwertreaktionszeit verwendet, können in anderen Beispielen andere Werte verwendet werden. Im Allgemeinen kann die Anstiegsrate auf Grundlage der Änderung der gemessenen Temperatur über die Dauer der Reaktion (z. B. während der Dauer von τ0 bis τ95) bestimmt werden. Ferner veranschaulicht die Linie 1108 die Temperaturänderung zwischen τ0 und τ95. Die Reaktionsrate kann die Änderungsrate der Signalantwort sein und kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Anstiegsratenbeeinträchtigung vorliegt (z. B. ist die Anstiegsrate des AGT-Sensors im Verhältnis zur Schwellenwertanstiegsrate beeinträchtigt). Die Schwellenwertanstiegsrate kann ein vorbestimmter numerischer Wert sein, der in dem Steuerungsspeicher gespeichert ist. Alternativ kann die Schwellenwertanstiegsrate ein Faktor von einem oder mehreren Motorparametern sein und kann zum Beispiel auf Grundlage von Logikregeln berechnet werden, die in einem Steuerungsspeicher gespeichert sind. Als ein anderes Beispiel kann die Schwellenwertanstiegsrate unter Verwendung einer oder mehrerer Lookup-Tabellen bestimmt werden.
Nun zeigt 12 eine beispielhafte Zeitachse 1200 des Überführens eines Motors zwischen verschiedenen Betriebsmodi als Reaktion auf eine Anforderung nach AGT-Sensordiagnose. Der Motor kann der Motor 10 sein, der zum Beispiel in den 1-2 gezeigt ist. Die Diagnoseanforderung ist in Verlauf 1201 gezeigt, ein Motorbetriebsmodus (z.B. Hochtemperatur-, Niedertemperatur- oder stöchiometrischer Nennbetrieb) ist in Verlauf 1202 gezeigt, Motordrehmoment ist in Verlauf 1203 gezeigt, ein Zündzeitpunkt des ersten Satzes von Zylindern ist in dem gestrichelten Verlauf 1204 gezeigt, ein Zündzeitpunkt des zweiten Satzes von Zylindern ist in Verlauf 1205 gezeigt, eine durch den AGT-Sensor gemessene Abgastemperatur ist in Verlauf 1206 gezeigt, eine erwartete gemessene Abgastemperatur während des Durchführens der Diagnose des AGT-Sensors ist in Verlauf 1207 gezeigt, und eine Angabe der Beeinträchtigung des AGT-Sensors ist in Verlauf 1208 gezeigt. Ferner ist der MBT-Zündzeitpunkt durch eine gestrichelte Linie 1209 gezeigt, ist ein oberer Abgastemperaturschwellenwert zum Durchführen der AGT-Diagnose durch eine gestrichelte Linie 1210 gezeigt und ist ein unterer Abgastemperaturschwellenwert zum Durchführen der AGT-Diagnose durch eine gestrichelte Linie 1212 gezeigt. Es ist zu beachten, dass, wenngleich der MBT-Zündzeitpunkt als flache Linie gezeigt ist, ein absoluter Zündzeitpunkt des MBT auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motordrehzahl und -last, variieren kann.
Für alle vorstehend genannten Parameter stellt die horizontale Achse die Zeit dar, wobei die Zeit entlang der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt. Die senkrechte Achse stellt jeden bezeichneten Parameter dar. Für die Verläufe 1203, 1204, 1205, 1206 und 1207 erhöht sich eine Größe des Parameters auf der senkrechten Achse von unten nach oben. Für den Verlauf 1201 zeigt die vertikale Achse, ob ein AGT-Diagnosetest angefordert wird (z. B. „Ja“ oder „Nein“). Für den Verlauf 1202 zeigt die vertikale Achse, ob der Motor im stöchiometrischen Nennmodus mit Nennzündzeitpunkt („stöch“), einem Hochtemperaturbetriebsmodus („Hocht.“) oder einem Niedertemperaturbetriebsmodus („Niedert.“) betrieben wird, wie gekennzeichnet. Für den Verlauf 1208 zeigt die vertikale Achse eine Angabe der AGT-Sensorbeeinträchtigung, einschließlich keine Beeinträchtigung („keine“), symmetrische Verzögerungsbeeinträchtigung („sym Verzö.“), asymmetrische Verzögerungsbeeinträchtigung („asym Verzö.“), symmetrische Anstiegsratenbeeinträchtigung („sym Rate“) und asymmetrische Anstiegsratenbeeinträchtigung („asym Rate“). Ferner sind Zündzeitpunkte für zwei Zylindersätze gezeigt, die einem Motor entsprechen, der eine gerade Anzahl von Zylindern aufweist (z. B. wie in dem Motorsystem 200 aus 2). Das heißt, dass alle Motorzylinder gleich zwischen dem ersten Satz und dem zweiten Satz aufgeteilt sind. Ferner noch wird die beispielhafte Zeitachse 1200 aus 12 für den Betrieb eines Motors mit vier oder mehr Zylindern beschrieben sein, obwohl in anderen Beispielen ähnliche Einstellungen bei einem Motor mit zwei Zylindern angewendet werden können.
Vor dem Zeitpunkt t1 wird der Motor im stöchiometrischen Modus (Verlauf 1202) betrieben, wobei alle Motorzylinder einheitlich mit einem LKV von Stöchiometrie und einem Zündzeitpunkt betrieben werden, der für beide des ersten Satzes von Zylindern (gestrichelter Verlauf 1205, der sich mit dem durchgezogenen Verlauf 1204 überschneidet) und des zweiten Satzes von Zylindern (Verlauf 1204) geringfügig von dem MBT verzögert ist. Das Motordrehmoment (Verlauf 1203) ist relativ konstant, was anzeigt, dass der Motor im stationären Zustand betrieben wird. Ferner liegt die gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) zwischen der oberen Schwellenwerttemperatur (gestrichelte Linie 1210) und der unteren Schwellenwerttemperatur (gestrichelte Linie 1212), was angibt, dass sich die Abgastemperatur in einem kalibrierten Bereich zum Durchführen der AGT-Sensordiagnose befindet. Daher sind zum Zeitpunkt t1 die Bedingungen für die AGT-Sensordiagnose erfüllt, was dazu führt, dass eine Anforderung zum Aktivieren der AGT-Sensordiagnose aktiviert wird (Verlauf 1201).
Als Reaktion auf die AGT-Sensordiagnoseanforderung (Verlauf 1201) bei Zeitpunkt t1 wird der Motor in den Hochtemperaturbetriebsmodus (Verlauf 1202) überführt, um die Reaktion des AGT-Sensors (z. B. die gemessene Abgastemperatur in Verlauf 1206) auf schrittweise Änderungen der Abgastemperatur relativ zur erwarteten AGT-Sensorreaktion (z. B. die erwartete gemessene Abgastemperatur in Verlauf 1207) zu überwachen. Um den Motor in den Hochtemperaturbetriebsmodus zu überführen, arbeitet der Motor weiterhin mit Stöchiometrie, während die Zündung zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 verzögert wird. Wie vorstehend in Bezug auf 3 gezeigt, erhöht das Betreiben des Motors mit dem verzögerten Zündzeitpunkt die Abgastemperatur. Ferner wird das Motordrehmoment aufgrund des Erhöhens einer Drosselposition während des Übergangs relativ konstant gehalten (Verlauf 1203), um die reduzierte Drehmomentausgabe, die durch Zündverzögerung verursacht wird, zu kompensieren. Infolge des Übergangs in den Hochtemperaturbetriebsmodus nimmt die gemessene Abgastemperatur zu (Verlauf 1206).
Bei Zeitpunkt t2 geht der Motor aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus über, um die Reaktion des AGT-Sensors auf die stufenweise Änderung von dem Betrieb bei hoher Temperatur relativ zu der erwarteten Reaktion des AGT-Sensors zu überwachen. Um den Motor in den Niedertemperaturbetriebsmodus zu überführen, wird der Motor zwischen Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t3 in den geteilten Lambda-Betrieb überführt, während der globale stöchiometrische Betrieb beibehalten wird. Das heißt, ein Anreicherungsgrad des ersten Satzes von Zylindern wird mit der gleichen Rate erhöht wie ein Abmagerungsgrad des zweiten Satzes von Zylindern. Wie vorstehend in Bezug auf 3 gezeigt, erhöht der geteilte Lambda-Betrieb ein Drehmoment, das durch die fetten Zylinder (z. B. den ersten Zylindersatz) erzeugt wird, während ein durch den mageren Zylinder (z. B. den zweiten Zylindersatz) erzeugtes Drehmoment verringert wird, das durch unterschiedliche Zündzeitpunktanpassungen an den unterschiedlichen Zylindersätzen versetzt ist. Zum Beispiel ist der Zündzeitpunkt des fetten Zylindersatzes (gestrichelter Verlauf 1204) weiter verzögert als der Zündzeitpunkt des mageren Zylindersatzes (Verlauf 1205), und beide sind während des Hochtemperaturbetriebsmodus (z. B. zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2) vorverlegt, um ein konsistentes Motordrehmoment beizubehalten (Verlauf 1203). Auf diese Weise bleibt das Drehmoment zwischen dem Hochtemperaturbetrieb und dem Niedertemperaturbetrieb ausgeglichen.
Während des Betriebs im Niedertemperaturmodus zwischen Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t3 nimmt die Abgastemperatur relativ zum stöchiometrischen Betrieb und relativ zum Hochtemperaturbetriebsmodus aufgrund von Kühleffekten sowohl der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr als auch der Zündfunkenvorverlegung ab. Zum Beispiel, wie vorstehend in Bezug auf 3, absorbiert unverbrannter Kraftstoff in dem ersten Satz von Zylindern Wärme von der Verbrennung, um die Abgastemperatur zu reduzieren. Ferner weicht die gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) nicht von der erwarteten Reaktion des AGT-Sensors (Verlauf 1207) ab, ohne dass eine Verzögerung oder Anstiegsratenbeeinträchtigung gezeigt wird.
Um eine gewünschte Anzahl von Datenabtastungen zum Charakterisieren der Reaktion des AGT-Sensors zu sammeln, fährt der Motor fort, zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperaturbetrieb zu wechseln. Insbesondere geht der Motor zwischen Zeitpunkt t3 und Zeitpunkt t4 vom Niedertemperaturbetrieb zum Hochtemperaturbetrieb über. Alle Zylinder werden wieder in den Betrieb mit einem einheitlichen, stöchiometrisch befohlenen LKV und einem einheitlichen verzögerten Zündzeitpunkt überführt, was zu einer erhöhten gemessenen Abgastemperatur (Verlauf 1206) führt, während das Motordrehmoment 1203 beibehalten wird. Die gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) entspricht weiterhin der erwarteten Reaktion des AGT-Sensors (Verlauf 1207), ohne Verzögerung oder Anstiegsratenbeeinträchtigung. Dann geht der Motor zwischen Zeitpunkt t4 und Zeitpunkt t5 erneut vom Hochtemperaturbetrieb zum Niedertemperaturbetrieb über. Das heißt, der Motor wird auf geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr umgestellt, wobei der erste Zylindersatz mit einem fetten befohlenen LKV arbeitet und der zweite Zylindersatz mit einem mageren befohlenen LKV arbeitet und wobei der Zündzeitpunkt in den fetten und mageren Zylindersätzen unterschiedlich eingestellt ist (Verlauf 1204 bzw. 1205), um Motordrehmomentschwankungen zu reduzieren (Verlauf 1203). Als ein Ergebnis des Niedertemperaturbetriebs nimmt die gemessene Abgastemperatur erneut ab (Verlauf 1206) und bleibt mit der erwarteten gemessenen Abgastemperatur konsistent (gestrichelter Verlauf 1207).
Zum Zeitpunkt t5 endet die Diagnose des AGT-Sensors. Somit ist die Diagnoseanforderung für den AGT-Sensor nicht mehr aktiv (Verlauf 1201). Als Reaktion darauf, dass die Diagnoseanforderung des AGT-Sensors endet, geht der Motor aus dem Niedertemperaturbetrieb über und kehrt zum stöchiometrischen Betriebsmodus mit Nennzündzeitpunkt zurück (Verlauf 1202). Obwohl die AGT-Sensordiagnose in diesem Beispiel drei stufenweise Änderungen der Abgastemperatur (z. B. Heiß-zu-Kalt, Kalt-zu-Heiß und Heiß-zu-Kalt) beinhaltet, kann die AGT-Sensordiagnose in anderen Beispielen eine unterschiedliche Anzahl ungleich Null von stufenweisen Änderungen der Abgastemperatur auf Grundlage von Motoreinstellungen und Motorbetriebsparametern beinhalten. Da die gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) während der gesamten AGT-Sensordiagnose mit der erwarteten gemessenen Abgastemperatur (gestrichelter Verlauf 1207) übereinstimmt, wird keine Beeinträchtigung des AGT-Sensors angegeben (Verlauf 1208).
Wie durch eine Unterbrechung auf der Zeitachse veranschaulicht, vergeht zwischen Zeitpunkt t5 und Zeitpunkt t6 eine nicht festgelegte Zeitdauer. Bei Zeitpunkt t6 wird eine neue AGT-Sensordiagnoseanforderung (Verlauf 1201) empfangen. Zum Beispiel ist das Motordrehmoment relativ konstant (Verlauf 1203) und liegt die gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) zwischen der oberen Schwellenwerttemperatur (gestrichelte Linie 1210) und der unteren Schwellenwerttemperatur (gestrichelte Linie 1212), was angibt, dass die AGT-Sensordiagnosebedingungen erfüllt sind. Als Reaktion auf die Diagnoseanforderung des AGT-Sensors bei Zeitpunkt t6 geht der Motor in den Hochtemperaturbetriebsmodus über, und zwar gemäß der gleichen Sequenz, die zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 dargelegt wurde. Jedoch ist die Reaktion des AGT-Sensors (z. B. der Verlauf 1206 der gemessenen Temperatur) relativ zu der erwarteten Reaktion des AGT-Sensors (z. B. der Verlauf 1207 der erwarteten gemessenen Temperatur) verzögert (z. B. erfolgt eine Zeitverzögerung bevor die durch den AGT-Sensor gemessene Temperatur zunimmt).
Zum Zeitpunkt t7 geht der Motor von dem Hochtemperaturbetrieb zum Niedertemperaturbetrieb (Verlauf 1202) über, wie vorstehend zwischen Zeitpunkt t2 und t3 beschrieben. Während des Übergangs von hoher Temperatur zu niedriger Temperatur entspricht die Reaktion des AGT-Sensors (z. B. der Verlauf der gemessenen Temperatur 1206) der erwarteten Reaktion des AGT-Sensors (z. B. der Verlauf 1207 der erwarteten gemessenen Temperatur). Somit weist der AGT-Sensor ein Verzögerungsverhalten während des Heiß-zu-Kalt-Übergangs auf.
Bei Zeitpunkt t8 wird der Motor erneut aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus überführt, wie durch Verlauf 1202 angegeben. Erneut ist die durch den AGT-Sensor gemessene Abgastemperaturzunahme (Verlauf 1206) in Bezug auf die erwartete Abgastemperaturzunahme von der stufenweisen Änderung (gestrichelter Verlauf 1207) verzögert, wodurch der Verlauf 1206 relativ zum Verlauf 1207 während des Heiß-zu-Kalt-Übergangs verlagert wird.
Bei Zeitpunkt t9 wird der Motor erneut aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus überführt (Verlauf 1202) Zum Beispiel wird der Motor in den Betrieb mit einem fetten LKV und einem ersten Zündzeitpunkt (Verlauf 1204) in dem ersten Satz von Zylindern und einem entsprechend mageren LKV und einem zweiten Zündzeitpunkt (Verlauf 1205) überführt, der weniger verzögert als der erste Zündzeitpunkt in dem zweiten Satz von Zylindern ist, wodurch das Motordrehmoment (Verlauf 1203) beibehalten wird, während die Abgastemperatur verringert wird. Während dieses Heiß-zu-Kalt-Übergangs weicht die von dem AGT-Sensor empfangene gemessene Abgastemperatur (Verlauf 1206) erneut nicht von der erwarteten Änderung der Abgastemperatur (gestrichelter Verlauf 1207) ab.
Bei t10 endet die Diagnose des AGT-Sensors. Somit ist die Diagnoseanforderung (Verlauf 1201) für den AGT-Sensor nicht mehr aktiv. Als Reaktion darauf, dass die Diagnoseanforderung des AGT-Sensors endet, geht der Motor aus dem Niedertemperaturbetrieb in den stöchiometrischen Betrieb mit Nennzündzeitpunkt über (Verlauf 1202). Aufgrund der Verzögerung der gemessenen Abgastemperatur während der Diagnose wird eine asymmetrische Verzögerungsbeeinträchtigung angegeben (Verlauf 1208). Ferner kann die asymmetrische Verzögerungsbeeinträchtigung ferner als Kalt-zu-Heiß-Verzögerungsbeeinträchtigung gekennzeichnet werden. Nach dem Charakterisieren der Beeinträchtigung der asymmetrischen Verzögerung während des Diagnoseverfahrens des AGT-Sensors kann eine Motorsteuerung Kraftstoffzufuhr- und Zündzeitpunktparameter anpassen, um die detektierte AGT-Sensorbeeinträchtigung anzugehen.
Auf diese Weise kann ein Motor zwischen einem Betrieb bei hoher Temperatur und einem Betrieb bei niedriger Temperatur wechseln, wodurch stufenweise Temperaturänderungen für die Diagnose des AGT-Sensors bereitgestellt werden, während das Motordrehmoment konstant gehalten wird. Zum Beispiel kann ein Hochtemperaturbetrieb durch eine Kombination aus stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und verzögertem Zündzeitpunkt erreicht werden. Als ein anderes Beispiel kann der Betrieb bei niedriger Temperatur durch eine Kombination einer geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie und eines vorverlegten Zündzeitpunkts erreicht werden. Infolgedessen kann die Motorsteuerung die Reaktion des AGT-Sensors auf stufenweise Änderungen der Abgastemperatur beobachten, während ein konstantes Motordrehmoment aufrechterhalten wird, wodurch zum Beispiel ein nicht intrusives Diagnoseverfahren für den AGT-Sensor bereitgestellt wird und die Regelung der Abgastemperatur mit geschlossenem Regelkreis verbessert wird. Die Charakterisierung des AGT-Sensors kann eine Genauigkeit des Motorbetriebs erhöhen, was die Kraftstoffeffizienz erhöhen und Emissionen relativ zu Motorsystemen mit nicht diagnostizierter Beeinträchtigung des AGT-Sensors verringern kann.
Der technische Effekt des Wechsels zwischen stöchiometrischem Betrieb mit verzögertem Zündzeitpunkt und geteiltem Lambda-Betrieb mit weiter vorverlegtem Zündzeitpunkt, einem Grad des Vorziehens, der sich für angereicherte und magere Zylinder unterscheidet, besteht darin, dass stufenweise Änderungen der Abgastemperatur erzeugt werden können, um eine Abgastemperatursensorreaktion zu kennzeichnen, während das Motordrehmoment relativ konstant gehalten wird.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren Folgendes: Takten eines Motors zwischen einem Hochtemperaturbetriebsmodus und einem Niedertemperaturbetriebsmodus, während Motordrehmoment zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus beibehalten wird, wobei sowohl der Hochtemperaturmodus als auch der Niedertemperaturmodus stöchiometrisches Abgas an einem Katalysator erzeugen; und Charakterisieren eines Reaktionsverhaltens eines Sensors für die Abgastemperatur (AGT) auf Grundlage einer Ausgabe des AGT-Sensors während des Taktens. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Takten des Motors zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus zusätzlich oder wahlweise ein Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und ein Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus mit einer bestimmten Frequenz und für eine bestimmte Anzahl von Übergängen zwischen dem Hochtemperaturbetriebsmodus und dem Niedertemperaturbetriebsmodus. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Reaktionsverhalten zusätzlich oder wahlweise mindestens eines von asymmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Verzögerungsb eeinträchtigungsverhalten, asymmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten und keinem Beeinträchtigungsverhalten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Kennzeichnen des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors während des Zyklus zusätzlich oder wahlweise Folgendes: Bestimmen einer ersten Zeitverzögerung zwischen dem Übergang des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und das Abnehmen der Ausgabe des AGT-Sensors; Bestimmen einer ersten Anstiegsrate auf Grundlage einer Änderung der Ausgabe des AGT-Sensors im Zeitverlauf nach dem Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus; Bestimmen einer zweiten Zeitverzögerung zwischen dem Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus und dem Erhöhen der Ausgabe des AGT-Sensors; und Bestimmen einer zweiten Anstiegsrate auf Grundlage der Änderung der Ausgabe des AGT-Sensors im Zeitverlauf nach dem Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Kennzeichnen des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors während des Taktens zusätzlich oder wahlweise ferner Folgendes: Angeben des asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass eine der ersten Zeitverzögerung und der zweiten Zeitverzögerung größer ist als ein erster Schwellenwert; Angeben eines symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass sowohl die erste Zeitverzögerung als auch die zweite Zeitverzögerung größer als der erste Schwellenwert sind; Angeben eines asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass eine der ersten Anstiegsrate und der zweiten Anstiegsrate unter einem zweiten Schwellenwert liegt; Angeben eines symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass sowohl die erste Reaktionsrate als auch die zweite Reaktionsrate unter dem zweiten Schwellenwert liegen; und Angeben, dass kein Beeinträchtigungsverhalten vorliegt, als Reaktion darauf, dass alle der ersten Zeitverzögerung unter dem ersten Schwellenwert liegen, die zweite Zeitverzögerung unter dem ersten Schwellenwert liegt, die erste Reaktionsrate größer als der zweite Schwellenwert ist und die zweite Reaktionsrate größer als der zweiten Schwellenwert ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Hochtemperaturbetriebsmodus zusätzlich oder wahlweise ein Betreiben von jedem Zylinder des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem selben ersten verzögerten Zündzeitpunkt und beinhaltet der Niedertemperaturbetriebsmodus ein Betreiben einer ersten Hälfte der Zylinder mit fetter Kraftstoffzufuhr und einem zweiten verzögerten Zündzeitpunkt, wobei der zweite verzögerte Zündzeitpunkt weniger verzögert ist als der erste verzögerte Zündzeitpunkt, und einer zweiten Hälfte der Zylinder mit magerer Kraftstoffzufuhr und einem dritten verzögerten Zündzeitpunkt, wobei der dritte verzögerte Zündzeitpunkt weniger verzögert ist als der zweite verzögerte Zündzeitpunkt.
Als weiteres Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Diagnostizieren eines Abgastemperatursensors (AGT-Sensors) auf Grundlage einer Ausgabe des AGT-Sensors, die empfangen wird, während ein erstes befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) und ein erster Zündzeitpunkt in einer ersten Anzahl von Motorzylindern und ein zweites befohlenes LKV und ein zweiter Zündzeitpunkt in einer zweiten Anzahl von Motorzylindern unterschiedlich moduliert werden, einer Drehmomentausgabe und von stöchiometrischem Abgas, das während des Modulierens beibehalten wird. In dem vorhergehenden Beispiel überführt das Modulieren des ersten befohlenen LKV und des ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Motorzylindern und des zweiten befohlenen LKV und des zweiten Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Motorzylindern zusätzlich oder wahlweise den Motor zwischen einem Betriebsmodus mit höherer Temperatur und einem Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Betriebsmodus mit höherer Temperatur zusätzlich oder wahlweise das Betreiben derart, dass sowohl das erste befohlene LKV als auch das zweite befohlene LKV auf Stöchiometrie eingestellt sind und sowohl der erste Zündzeitpunkt als auch der zweite Zündzeitpunkt auf einen ersten verzögerten Zündzeitpunkt eingestellt sind, und das unterschiedliche Modulieren des ersten befohlenen LKV und des ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Motorzylindern und des zweiten befohlenen LKV und des zweiten Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Motorzylindern beinhaltet Folgendes: Einstellen des ersten befohlenen LKV von Stöchiometrie auf ein fettes LKV und des ersten Zündzeitpunkts von dem ersten verzögerten Zündzeitpunkt auf einen zweiten verzögerten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der erste verzögerte Zündzeitpunkt; und Einstellen des zweiten befohlenen LKV von einer Stöchiometrie auf ein mageres LKV und des zweiten Zündzeitpunkts auf einen dritten verzögerten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der zweite verzögerte Zündzeitpunkt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder wahlweise, beinhaltet die erste Anzahl von Motorzylindern eine erste Hälfte einer Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor und beinhaltet die zweite Anzahl von Motorzylindern eine zweite Hälfte der Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor, und ist ein Anreicherungsgrad des fetten LKV gleich einem Abmagerungsgrad des mageren LKV. In einigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Niedertemperaturbetriebsmodus zusätzlich oder wahlweise das Betreiben derart, dass das erste befohlene LKV auf das fette LKV eingestellt ist, das zweite befohlene LKV auf das magere LKV eingestellt ist, der erste Zündzeitpunkt auf den zweiten verzögerten Zündzeitpunkt eingestellt ist, und der zweite Zündzeitpunkt auf den dritten verzögerten Zündzeitpunkt eingestellt ist, und das unterschiedliche Modulieren des ersten befohlenen LKV und des ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Motorzylindern und des zweiten befohlenen LKV und des zweiten Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Motorzylindern beinhaltet ferner Folgendes: Einstellen des ersten befohlenen LKV von dem fetten LKV auf Stöchiometrie und des ersten Zündzeitpunkts von dem zweiten verzögerten Zündzeitpunkt auf den ersten verzögerten Zündzeitpunkt; und Einstellen des zweiten befohlenen LKV von einem mageren LKV auf Stöchiometrie und des zweiten Zündzeitpunkts auf den ersten verzögerten Zündzeitpunkt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Diagnostizieren des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des empfangenen AGT-Sensors, während das erste befohlene LKV und der erste Zündzeitpunkt in der ersten Anzahl von Motorzylindern und das zweite befohlene LKV und der zweite Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Motorzylindern unterschiedlich moduliert werden, Folgendes: Bestimmen einer ersten Reaktionsverzögerung und einer ersten Anstiegsrate auf Grundlage einer Erhöhung der Ausgabe nach dem Übergang aus dem Betriebsmodus mit höherer Temperatur in den Betriebsmodus mit niedriger Temperatur; und Bestimmen einer zweiten Reaktionsverzögerung und einer zweiten Anstiegsrate auf Grundlage einer Verringerung der Ausgabe nach dem Übergang aus dem Betriebsmodus mit niedriger Temperatur in den Betriebsmodus mit höherer Temperatur. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die erste Reaktionsverzögerung zusätzlich oder wahlweise ein Abnehmen einer ersten Zeitdauer zwischen dem Übergehen aus dem Betriebsmodus mit höherer Temperatur in den Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur und der Abnahme der Ausgabe des AGT-Sensors um ein Schwellenwertausmaß; die erste Anstiegsrate beinhaltet eine erste Änderung der Ausgabe des AGT-Sensors über eine erste Schwellenwertreaktionszeit, die unmittelbar nach der ersten Reaktionsverzögerung beginnt; die zweite Reaktionsverzögerung beinhaltet ein Zunehmen einer zweiten Zeitdauer zwischen dem Übergehen aus dem Betriebsmodus mit niedrigerer Temperatur in den Betriebsmodus mit höherer Temperatur und der Ausgabe des AGT-Sensors um das Schwellenwertausmaß; und die zweite Anstiegsrate beinhaltet eine zweite Änderung der Ausgabe des AGT-Sensors über eine zweite Schwellenwertreaktionszeit, die unmittelbar nach der zweiten Reaktionsverzögerung beginnt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Diagnostizieren des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors, die während des unterschiedlichen Modulierens des ersten befohlenen LKV und des ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern und des zweiten befohlenen LKV und des zweiten Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Motorzylindern empfangen ist, ferner zusätzlich oder wahlweise Folgendes: Angeben der asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass eine der ersten Reaktionsverzögerung und der zweiten Reaktionsverzögerung größer ist als eine Schwellenwertverzögerung; Angeben einer symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass sowohl die erste Reaktionsverzögerung als auch die zweite Reaktionsverzögerung größer als der Schwellenwert sind; Angeben einer asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass eine der ersten Anstiegsrate und der zweiten Anstiegsrate kleiner als eine Schwellenwertrate ist; Angeben einer symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass sowohl die erste Reaktionsrate als auch die zweite Reaktionsrate kleiner als die Schwellenwertrate sind; und Angeben, dass keine Beeinträchtigung vorliegt, als Reaktion darauf, dass alle der ersten Reaktionsverzögerung kleiner als die Schwellenwertverzögerung sind, die zweite Reaktionsverzögerung kleiner als die Schwellenwertverzögerung ist, wobei die erste Anstiegsrate größer als die Schwellenwertrate ist und die zweite Anstiegsrate größer als die Schwellenwertrate ist.
Als ein weiteres Beispiel umfasst ein System Folgendes: einen Ottomotor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet; einen Abgastemperatur-(AGT-)sensor, der an einen Abgaskanal des Motors gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind und die, wenn sie während des Motorbetriebs ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen, ob der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, durch Überwachen einer Abgastemperatur, die durch den AGT-Sensor gemessen ist, während der Motorbetrieb zum Erzeugen schrittweiser Änderungen der Abgastemperatur eingestellt ist, während die Drehmomentausgabe des Motors und ein Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zwischen den schrittweisen Änderungen beibehalten werden. In dem vorhergehenden Beispiel ist zusätzlich oder wahlweise das Gesamt-Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases Stöchiometrie und die Steuerung beinhaltet ferner Anweisungen zum Einstellen des Motorbetriebs dazu, die schrittweisen Änderungen in der Motorabgastemperatur zu erzeugen, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt sind, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Wechseln zwischen Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem einheitlichen Zündzeitpunkt und Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und einem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der einheitliche Zündzeitpunkt, wobei das Betreiben des Motors mit der stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt eine höhere Abgastemperatur erzeugt als das Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder wahlweise, ferner Anweisungen zum Betreiben des Motors mit der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betreiben einer ersten Hälfte der Vielzahl von Zylindern bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem ersten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der einheitliche Zündzeitpunkt; und Betreiben einer zweiten Hälfte der Vielzahl von Zylindern mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem zweiten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als sowohl der einheitliche Zündzeitpunkt als auch der erste Zündzeitpunkt, wobei ein Abmagerungsgrad des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleich einem Anreicherungsgrad des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, wobei der erste Zündzeitpunkt und der zweite Zündzeitpunkt jeweils dazu ausgewählt sind, eine gleiche Drehmomentausgabe wie die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr und der einheitliche Zündzeitpunkt zu erzeugen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder wahlweise ferner Anweisungen zum Bestimmen, ob der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Angeben, dass der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, als Reaktion auf mindestens eines von einer Reaktionsverzögerung, die größer als ein erster Schwellenwert ist, und einer Anstiegsrate, die kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, während der schrittweisen Änderungen der Abgastemperatur; und Angeben, dass der AGT-Sensor nicht beeinträchtigt ist, als Reaktion darauf, dass die Reaktionsverzögerung kleiner als der erste Schwellenwert ist und die Größe der Anstiegsrate größer als der zweite Schwellenwert ist, während der stufenweisen Änderungen der Abgastemperatur. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Reaktionsverzögerung zusätzlich oder wahlweise eine Zeitverzögerung zwischen Übergehen aus Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt und dem Abnehmen der Abgastemperatur, die durch den AGT-Sensor gemessen ist, und wobei die Anstiegsrate eine Änderung in der Abgastemperatur beinhaltet, die durch den AGT-Sensor im Laufe der Zeit gemessen ist, die durch Übergehen von Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt veranlasst ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Reaktionsverzögerung zusätzlich oder wahlweise eine Zeitverzögerung zwischen Übergehen aus Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt und dem Zunehmen der Abgastemperatur, die durch den AGT-Sensor gemessen ist, und wobei die Anstiegsrate eine Änderung in der Abgastemperatur beinhaltet, die durch den AGT-Sensor im Laufe der Zeit gemessen ist, die durch Übergehen von Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt veranlasst ist.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren Folgendes: Kennzeichnen einer Reaktion eines Abgastemperatursensors (AGT-Sensor), während zwischen einem Hochtemperaturmotorbetriebsmodus und einem Niedertemperaturmotorbetriebsmodus gewechselt wird, ohne die Motordrehmomentausgabe und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) des Abgases zu variieren. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Kennzeichnen des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors zusätzlich oder wahlweise Identifizieren von mindestens einem von asymmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Verzögerungsb eeinträchtigungsverhalten, asymmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten und keinem Beeinträchtigungsverhalten. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Hochtemperaturmotorbetriebsmodus zusätzlich oder wahlweise das Betreiben mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem einheitlichen Zündzeitpunkt, und der Niedertemperaturbetriebsmodus beinhaltet das Betreiben mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und einem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der einheitliche Zündzeitpunkt zusätzlich oder wahlweise weiter verzögert als der nicht einheitliche Zündzeitpunkt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Betreiben mit der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt zusätzlich oder wahlweise das Betreiben eines ersten Teilsatzes von Motorzylindern mit einem fetten LKV und einem ersten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der einheitliche Zündzeitpunkt und Betreiben eines zweiten Teilsatzes von Motorzylindern bei einem mageren LKV und einem zweiten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der erste Zündzeitpunkt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder wahlweise der erste Zündzeitpunkt auf Grundlage des fetten LKV und einer Drehmomentausgabe, die durch die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr und den einheitlichen Zündzeitpunkt erzeugt ist, ausgewählt, und der zweite Zündzeitpunkt wird auf Grundlage des mageren LKV und der Drehmomentausgabe ausgewählt, die durch die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr und den einheitlichen Zündzeitpunkt erzeugt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist zusätzlich oder wahlweise eine Anzahl von Motorzylindern in dem ersten Teilsatz von Motorzylindern gleich einer Anzahl von Motorzylindern in dem zweiten Teilsatz von Motorzylindern und das fette LKV und das magere LKV mitteln sich auf Stöchiometrie.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Betätigungselementen und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nichttransitorischem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „ungefähr“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet betrachtet.

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Takten eines Motors zwischen einem Hochtemperaturbetriebsmodus und einem Niedertemperaturbetriebsmodus, während Motordrehmoment zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus beibehalten wird, wobei sowohl der Hochtemperaturmodus als auch der Niedertemperaturmodus stöchiometrisches Abgas an einem Katalysator erzeugen; und Charakterisieren eines Reaktionsverhaltens eines Sensors für die Abgastemperatur (exhaust gas temperature - AGT) auf Grundlage einer Ausgabe des AGT-Sensors während des Taktens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Takten des Motors zwischen dem Hochtemperaturmodus und dem Niedertemperaturmodus ein Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und ein Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus mit einer bestimmten Frequenz und für eine bestimmte Anzahl von Übergängen zwischen dem Hochtemperaturbetriebsmodus und dem Niedertemperaturbetriebsmodus beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Reaktionsverhalten mindestens eines von asymmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Verzögerungsbeeinträchtigungsverhalten, asymmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten, symmetrischem Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten und keinem Beeinträchtigungsverhalten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Charakterisieren des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors während des Zyklus Folgendes beinhaltet: Bestimmen einer ersten Zeitverzögerung zwischen Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus und dem Abnehmen der Ausgabe des AGT-Sensors; Bestimmen einer ersten Anstiegsrate auf Grundlage einer Änderung in der Ausgabe des AGT-Sensors im Laufe der Zeit nach Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus; Bestimmen einer zweiten Zeitverzögerung zwischen Überführen des Motors aus dem Niedertemperaturbetriebsmodus in den Hochtemperaturbetriebsmodus und Steigen der Ausgabe des AGT-Sensors; und Bestimmen einer zweiten Anstiegsrate auf Grundlage der Änderung in der Ausgabe des AGT-Sensors im Laufe der Zeit nach Überführen des Motors aus dem Hochtemperaturbetriebsmodus in den Niedertemperaturbetriebsmodus.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Charakterisieren des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors während des Zyklus ferner Folgendes beinhaltet: Angeben des asymmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass eine der ersten Zeitverzögerung und der zweiten Zeitverzögerung größer als ein erster Schwellenwert ist, und Angeben des symmetrischen Verzögerungsbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass beide der ersten Zeitverzögerung und der zweiten Zeitverzögerung größer als der erste Schwellenwert sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Charakterisieren des Reaktionsverhaltens des AGT-Sensors auf Grundlage der Ausgabe des AGT-Sensors während des Zyklus ferner Folgendes beinhaltet: Angeben eines asymmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhaltens als Reaktion darauf, dass eine der ersten Anstiegsrate und der zweiten Anstiegsrate geringer als ein zweiter Schwellenwert ist, Angeben eines symmetrischen Anstiegsratenbeeinträchtigungsverhalten als Reaktion darauf, dass beide der ersten Reaktionsrate und der zweiten Reaktionsrate geringer als der zweite Schwellenwert sind, und Angeben, dass kein Beeinträchtigungsverhalten als Reaktion darauf vorliegt, dass die erste Zeitverzögerung geringer als der erste Schwellenwert ist, die zweite Zeitverzögerung geringer als der erste Schwellenwert ist, die erste Reaktionsrate größer als der zweite Schwellenwert ist und die zweite Reaktionsrate größer ist als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hochtemperaturbetriebsmodus ein Betreiben von jedem Zylinder des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem selben ersten verzögerten Zündzeitpunkt beinhaltet und wobei der Niedertemperaturbetriebsmodus ein Betreiben einer ersten Hälfte der Zylinder mit fetter Kraftstoffzufuhr und einem zweiten verzögerten Zündzeitpunkt, wobei der zweite verzögerte Zündzeitpunkt weniger verzögert ist als der erste verzögerte Zündzeitpunkt, und einer zweiten Hälfte der Zylinder mit magerer Kraftstoffzufuhr und einem dritten verzögerten Zündzeitpunkt beinhaltet, wobei der dritte verzögerte Zündzeitpunkt weniger verzögert ist als der zweite verzögerte Zündzeitpunkt.
System, das Folgendes umfasst: einen Ottomotor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet; einen Sensor für die Abgastemperatur (AGT), der an einen Abgaskanal des Motors gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind und bei Ausführung während des Motorbetriebs die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen, ob der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, durch Überwachen einer Abgastemperatur, die durch den AGT-Sensor gemessen wird, während der Motorbetrieb eingestellt wird, um stufenweise Änderungen der Abgastemperatur zu erzeugen, während die Drehmomentausgabe des Motors und ein Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zwischen den schrittweisen Änderungen beibehalten werden.
System nach Anspruch 8, wobei das Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch ist, und um den Motorbetrieb dazu einzustellen, die stufenweisen Änderungen der Abgastemperatur zu erzeugen, beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Wechseln zwischen Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und einem einheitlichen Zündzeitpunkt und Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und einem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der einheitliche Zündzeitpunkt, wobei das Betreiben des Motors mit der stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt eine höhere Abgastemperatur erzeugt als das Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt.
System nach Anspruch 9, wobei, zum Betreiben des Motors mit der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt, die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betreiben einer ersten Hälfte der Vielzahl von Zylindern bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem ersten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als der einheitliche Zündzeitpunkt; und Betreiben einer zweiten Hälfte der Vielzahl von Zylindern bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem zweiten Zündzeitpunkt, der weniger verzögert ist als sowohl der einheitliche Zündzeitpunkt als auch der erste Zündzeitpunkt, einem Grad der Abmagerung des mageren Luft-Kraftstoffs Verhältnis, der gleich einem Anreicherungsgrad des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, wobei der erste Zündzeitpunkt und der zweite Zündzeitpunkt jeweils dazu ausgewählt sind, eine gleiche Drehmomentausgabe wie die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr und der einheitliche Zündzeitpunkt zu erzeugen.
System nach Anspruch 9, wobei, um zu bestimmen, ob der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Angeben, dass der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, als Reaktion auf mindestens eines von einer Reaktionsverzögerung, die größer als ein erster Schwellenwert ist, und einer Anstiegsrate, die kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, während der stufenweisen Änderungen der Abgastemperatur.
System nach Anspruch 11, wobei, um zu bestimmen, ob der AGT-Sensor beeinträchtigt ist, die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Angeben, dass der AGT-Sensor nicht beeinträchtigt ist, als Reaktion darauf, dass die Reaktionsverzögerung geringer als der erste Schwellenwert ist, und das Anstiegsratenausmaß größer als der zweite Schwellenwert ist, während der stufenweisen Änderungen der Abgastemperatur.
System nach Anspruch 11, wobei die Reaktionsverzögerung eine Zeitverzögerung zwischen Übergehen aus Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt und dem Abnehmen der Abgastemperatur, die durch den AGT-Sensor gemessen ist, beinhaltet, und wobei die Anstiegsrate eine Änderung in der Abgastemperatur beinhaltet, die durch den AGT-Sensor im Laufe der Zeit gemessen ist, die durch Übergehen von Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt veranlasst ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Reaktionsverzögerung eine Zeitverzögerung zwischen dem Übergang vom Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt zum Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt und dem Steigen der Abgastemperatur beinhaltet, die durch den AGT-Sensor gemessen ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Anstiegsrate eine Änderung der Abgastemperatur beinhaltet, die durch den AGT-Sensor im Laufe der Zeit gemessen ist, die durch den Übergang von Betreiben des Motors mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr und dem nicht einheitlichen Zündzeitpunkt zu Betreiben des Motors mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr und dem einheitlichen Zündzeitpunkt veranlasst ist.