DE102008007846B4

DE102008007846B4 - Verfahren für eine fahrzeugeigene Diagnose einer Kaltstart-Emissionsreduktionssteuerstrategie

Info

Publication number: DE102008007846B4
Application number: DE102008007846A
Authority: DE
Inventors: Wenbo Novi Wang; John L. Novi Lahti; Christopher A. Royal Oak Gillanders; Robert J. Rochester Genslak; John F. Webberville Van Gilder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2008-02-07
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: DE102008007846A1; CN101245742A; US20080195297A1; US7630826B2

Abstract

Ein Diagnose-Kaltstart-Emissionssteuersystem für einen Verbrennungsmotor umfasst ein Steuermodul mit einem Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie, einem Motorausgangsenergierestmodul und einem Diagnose-Systembewertungsmodul. Das Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie steht mit dem Motorausgangsenergierestmodul in Verbindung und ist ausgestaltet, um auf der Grundlage eines Motorbetriebsdrehmoments einen Motorausgangsenergiefluss im Betrieb zu ermitteln. Das Motorausgangsenergierestmodul steht mit dem Diagnose-Systembewertungsmodul in Verbindung und ist ausgestaltet, um auf der Grundlage des ermittelten Motorausgangsenergieflusses und eines erwarteten Motorausgangsenergieflusses einen Motorausgangsenergierest zu ermitteln. Das Diagnose-Systembewertungsmodul ist ausgestaltet, um zu ermitteln, ob der ermittelte Motorausgangsenergierest einem vorbestimmten Wert genügt, der eine korrekte Kaltstart-Emissionssteuerung angibt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorsteuersysteme für Fahrzeuge und insbesondere ein Diagnosesystem zum Überwachen eines Kaltstart-Emissionsreduktionssteuersystems.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und müssen nicht unbedingt Stand der Technik darstellen.
Katalytische Wandler reduzieren Abgasemissionen in Fahrzeugen, die einen Verbrennungsmotor verwenden. Ein katalytischer Wandler mit drei Wegen umfasst ein Substrat mit einer Beschichtung von Katalysatormaterialien, die die Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid und die Reduktion von Stickstoffoxiden in dem Abgas stimulieren. Die Katalysatoren arbeiten optimal, wenn die Temperatur der Katalysatoren über einen Minimumniveau liegt und wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist. Stöchiometrie ist als ein ideales Luft/Kraftstoff-Verhältnis definiert, das für Benzin 14,7 zu 1 beträgt.
Es ist erwünscht, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Motor hinsichtlich sowohl Leistung als auch Emissionsbegrenzung zu optimieren. Die Emissionsbegrenzung wird beim Starten stark erschwert, da die Katalysatoren die Aufwärmbetriebstemperatur nicht erreicht haben.
Dementsprechend wird in der DE 10 2005 031 307 A1 ein Verfahren zum abgasemissionsreduzierten Betrieb eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, eine Energiespeichervorrichtung, die in der Lage ist, Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen, und einen Katalysator zur Förderung einer Reaktion in den Abgasemissionen des Verbrennungsmotors. Das Verfahren umfasst die Einstellung mindestens eines Verbrennungsmotorparameters, um eine Erhöhung der Temperatur des Katalysators zu bewirken, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist. Dadurch wird die Zeit vermindert, die erforderlich ist, um eine Temperatur zu erreichen, bei der die Emissionen reduziert werden.
Ferner schlägt die DE 10 2004 002 002 A1 zur Begrenzung von Emissionen eines Fahrzeugs mit Hybridmotor vor, den Absolutladedruck (MAP) im Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors zu überwachen. Das elektrische Antriebssystem wird eingekuppelt, um den MAP auf einen vorbestimmten Druck zu reduzieren, und danach werden die Kraftstoffzufuhr und die Verbrennung des Verbrennungsantriebsmotors nur dann eingeleitet, wenn der MAP auf einen geringeren Druck als der vorbestimmte Druck reduziert wurde.
Darüber hinaus offenbart die DE 196 37 209 A1 eine momentenbasierte Steuerung für eine Brennkraftmaschine, bei der auch Emissionsanforderungen die Momentenabgabe beeinflussen, ohne dabei jedoch eine Überprüfung der Emissionen vorzusehen.
Es gibt zahlreiche Faktoren, die Kaltstartemissionen beeinflussen, wobei sie jedoch in zwei Hauptkategorien zusammengefasst werden können. Die erste umfasst Motorausgangsemissionen und die zweite umfasst eine Katalysatoreffizienz. Motorausgangsemissionen hängen primär von dem Basismotorentwurf, der Produktion und der Funktion des Motorsteuersystems ab. Die Katalysatoreffizienz steht direkt mit einer Wandlertemperatur für einen gegebenen entworfenen Wandler in Beziehung.
Eine Möglichkeit, das Aufwärmen des katalytischen Wandlers zu beschleunigen oder seine Anspringzeitdauer bei einem Motorkaltstart zu verkürzen, ist, eine hohe Motorausgangsenergie zu erzeugen. Die Energie hängt hauptsächlich von der Abgastemperatur und der Massenströmungsrate ab, während die spezifische Wärmekapazität des Abgases nicht stark variiert. Eine Zündzeitpunkteinstellungsverzögerung und ein Erhöhen der Motorleerlaufdrehzahl sind bekannte Motorsteuerverfahren zum Reduzieren von Kaltstartemissionen. Regulierungen der fahrzeugeigenen Diagnose nach Version 2 (OBDII) erfordern, dass Kaltstart-Emissionsreduktionssteuerstrategien überwacht werden und dass die Zielbedingungen, die notwendig sind, um Emissionen oder die Katalysatoranspringzeitdauer zu reduzieren, erfüllt werden und dass die Emissionen nicht das 1,5-fache der maßgeblichen FTP-Standards (Federal Test Procedures standards) übersteigen.
ZUSAMMENFASSUNG
Demgemäß umfasst ein Diagnose-Kaltstart-Emissionssteuersystem für einen Verbrennungsmotor ein Steuermodul mit einem Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie, einem Motorausgangsenergierestmodul und einem Diagnose-Systembewertungsmodul. Das Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie steht mit dem Motorausgangsenergierestmodul in Verbindung und ist ausgestaltet, um auf der Grundlage eines Motorbetriebsdrehmoments einen Motorausgangsenergiefluss im Be trieb zu ermitteln. Das Motorausgangsenergierestmodul steht mit dem Diagnose-Systembewertungsmodul in Verbindung und ist ausgestaltet, um auf der Grundlage des ermittelten Motorausgangsenergieflusses und eines erwarteten Motorausgangsenergieflusses einen Motorausgangsenergierest zu ermitteln. Das Diagnose-Systembewertungsmodul ist ausgestaltet, um zu ermitteln, ob der ermittelte Motorausgangsenergierest einem vorbestimmten Wert genügt, der eine korrekte Kaltstart-Emissionssteuerung angibt. Entsprechende Verfahren werden angegeben.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Erläuterungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf keine Weise einschränken.
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Steuerblockdiagramm des in 1 gezeigten Steuermoduls;
3 ist ein Flussdiagramm, das Schritte zum Bewerten eines Kaltstart-Emissionsdiagnosesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Testfreigabebedingungsbewertung von 3 zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Systemqualitätsberechnung von 3 zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Berechnung des tatsächlichen Energieausgangs von 3 zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Berechnung der entworfenen Motorausgangsenergie von 3 zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Berechnung des qualifizierten Energierests von 3 zeigt; und
9 ist ein Flussdiagramm, das die Erzeugung von Testergebnissen von 3 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Zu Klarheitszwecken werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zugeordnet oder gruppiert) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
In Bezug auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 10 kann einen Motor 12 in Verbindung mit einem Einlasssystem 14, einem Auslasssystem 16, einem Kraftstoffsystem 18 und einem Zündsystem 20 umfassen. Das Einlasssystem 14 kann einen Einlasskrümmer 22 und eine Drosselklappe 24 umfassen. Die Drosselklappe 24 kann eine Luftströmung in den Motor 12 steuern. Das Kraftstoffsystem 18 kann eine Kraftstoffströmung in den Motor 12 steuern und das Zündsystem 20 kann das Luft/Kraftstoff-Gemisch zünden, das dem Motor 12 durch das Einlasssystem 14 und das Kraftstoffsystem 18 bereitgestellt wird. Das durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugte Abgas kann den Motor 12 über das Auslasssystem 16 verlassen. Das Auslasssystem 16 kann einen Auslasskrümmer 26 in Verbindung mit einem katalytischen Wandler 28 umfassen. Der katalytische Wandler 28 nimmt Abgas von dem Auslasskrümmer 26 auf und kann Emissionsniveaus des Abgases reduzieren.
Das Fahrzeug 10 kann ferner ein Steuermodul 30 in Verbindung mit dem Kraftstoffsystem 18 und dem Zündsystem 20 umfassen. Das Steuermodul 30 kann zusätzlich mit einem Luftmassenmesser-Sensor (MAF-Sensor) 32, einem Drosselklappenstellungssensor (TPS) 34, einem Krümmerabsolutdruck-Sensor (MAP-Sensor) 36, einem Motordrehzahlsensor 38, einem Motorkühlmitteltemperatursensor 40, einem ersten und einem zweiten Sauerstoffsensor 42, 44 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 in Verbindung stehen.
Der MAF-Sensor 32 stellt dem Steuermodul 30 ein Signal bereit, das die Luftströmungsrate in den Motor 12 angibt. Der TPS 34 stellt dem Steuermodul 30 ein Signal bezüglich der Stellung der Drosselklappe 24 bereit. Der MAP-Sensor 36 stellt dem Steuermodul 30 ein Signal bereit, das den Luftdruck in dem Einlasskrümmer 22 angibt. Dem Steuermodul 30 wird durch den Motordrehzahlsensor 38 eine Motordrehzahlinformation geliefert, und durch ein Signal von dem Kühlmitteltemperatursensor 40 wird eine Kühlmitteltemperatur geliefert. Sauerstoffkonzentrationsniveaus in dem Abgasstrom werden durch Signale von dem ersten und dem zweiten Sauerstoffensensor 42, 44 geliefert, die stromaufwärts und stromabwärts des katalytischen Wandlers 28 angeordnet sind. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird dem Steuermodul 30 durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 geliefert.
Das Steuermodul 30 kann ein Diagnose-Kaltstart-Emissionssteuersystem zum Überwachen eines Kaltstart-Emissionssteuersystems umfassen, wie es nachstehend erläutert wird. Das Steuermodul 30 kann eine Reihe von in 2 gezeigten Modulen umfassen, die das Diagnosesteuersystem bilden. Genauer gesagt kann das Steuermodul 30 ein Modul 48 für eine berechnete Motorausgangsenergie, ein Modul 50 für eine entworfene Motorausgangsenergie, ein Motorausgangsenergierestmodul 52, ein Qualitätsmessungsmodul 54 und ein Diagnose-Systembewertungsmodul 56 umfassen.
Der Fluss der Motorausgangsenergie (Ė) kann allgemein durch die folgende Formel dargestellt werden: Ė = [fl(Umin–1)·f2(MotorDrehmoment)]·[f3(Timing)] = [g/s]·[J/g] = J/s wobei fl(Umin^–1) eine Funktion der Motordrehzahl darstellt, f2(MotorDrehmoment) eine Funktion des Motordrehmoments darstellt und f3(Timing) eine Funktion der Motorzündzeitpunkteinstellung darstellt. Die Funktion der Motordrehzahl und die Funktion des Motordrehmoments können verwendet werden, um eine Motorausgangs-Luftmassenströmungsrate in der Einheit Gramm (g) pro Sekunde (s) zu berechnen. Die Funktion der Zündzeitpunkteinstellung kann verwendet werden, um ein Potenzial der thermischen Energie des Abgases in der Einheit Joule (J) pro Gramm (g) zu berechnen. Das Produkt der Luftmassenströmungsrate des Motorabgases und des Potenzials der thermischen Energie des Motorabgases kann verwendet werden, um eine Energieflussrate in der Einheit Joule (J) pro Sekunde (s) zu ermitteln.
Das Modul 48 für eine berechnete Motorausgangsenergie berechnet eine Motorausgangsenergieflussrate auf der Grundlage der oben erläuterten Funktionen unter Verwendung der gemessenen Leerlaufdrehzahl, des berechneten übermittelten luftbasierten Motordrehmoments und einer tatsächlich befohlenen Zündzeitpunkteinstellung. Das berechnete übermittelte luftbasierte Motordrehmoment kann durch ein Drehmomentmodell bei einer momentanen Luft pro Zylinder, einer nicht verwalteten Zündzeitpunktverstellung und einem Reibungsdrehmomentzustand geschätzt werden. Das Modul 50 für eine entworfene Motorausgangsenergie berechnet eine Motorausgangsenergieflussrate auf der Grundlage der oben erläuterten Funktionen und ist dem Modul 48 für eine berechnete Motorausgangsenergie im Allgemeinen ähnlich, wobei jedoch anstatt tatsächlichen Motorbetriebsparametern entworfene Motorbetriebsparameter verwendet werden. Genauer gesagt berechnet das Modul 50 für eine entworfene Motorausgangsenergie eine erwartete (oder entworfene) Motorausgangsenergieflussrate auf der Grundlage einer entworfenen Motorleerlaufdrehzahl, einer entworfenen befohlenen Zündzeitpunkteinstellung und eines entworfenen luftbasierten Motordrehmomentwerts.
Das Motorausgangsenergierestmodul 52 berechnet den Motorausgangsenergierest auf der Grundlage der Differenz zwischen der durch das Modul 48 für eine berechnete Motorausgangsenergie bereitgestellten berechneten Motorausgangsenergie und der durch das Modul 50 für eine entworfene Motorausgangsenergie bereitgestellten entworfenen Motorausgangsenergie. Die Motorausgangsenergiereste können dann durch das Systemqualitätsmessungsmodul 54 qualifiziert werden. Allgemein ermittelt das Systemqualitätsmessungsmodul 54 für jeden durch das Motorausgangsenergierestmodul 52 bereitgestellten Motorausgangsenergierest eine Systemqualitätsgewichtung zwischen 0 und 1. Das Systemqualitätsmessungsmodul 54 bewertet Betriebszustände des Fahrzeugs 10 und verifiziert, dass die Zustände innerhalb akzeptabler Bereiche liegen. Die Betriebszustände können eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Drosselklappenstellung und eine Motorlaufzeit umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenstellung können verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Motor 12 im Leerlauf oder bei geringer Last bei oder nahe bei stationären Zuständen arbeitet. Die Motorlaufzeit kann verwendet werden, um eine stabile Systemqualitätsmessungsdetektion mit einer zuverlässigen Bewertung von Betriebszuständen sicherzustellen.
Wenn es während Startzuständen, wie beispielsweise bei einem Kaltstart, erwünscht ist, können die Motorbetriebsparameter durch das Systemqualitätsmessungsmodul 54 bewertet werden und kann eine Ermittlung bezüglich dessen durchgeführt werden, ob die Parameter innerhalb akzeptabler Bereiche liegen. Beispielsweise kann ein akzeptabler Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich 0 bis 1,6 km/h (0 bis 1 Meile pro Stunde) betragen.
Ein akzeptabler Drosselklappenstellungsbereich kann eine geschlossene Drosselklappenstellung umfassen, die für einen effektiven Motorleerlauf erforderlich ist. Akzeptable Motorlaufzeiten können Motorlaufzeiten umfassen, die einem Zeitrahmen entsprechen, der zu einem Kaltstart-Motorsteuerzustand passt. Eine beispielhafte Motorlaufzeit kann allgemein von 0 bis 60 Sekunden reichen. Die oben aufgelisteten Beispiele der Motorbetriebsparameter sind lediglich beispielhaft und es ist zu verstehen, dass eine größere oder kleinere Anzahl von Parametern durch das Systemqualitätsmessungsmodul 54 bewertet werden kann.
Das Systemqualitätsmessungsmodul 54 ermittelt eine Systemqualitätsgewichtung zwischen 0 und 1 entsprechend jedem Motorausgangsenergierest auf der Grundlage der oben erläuterten Motorbetriebsparameter. Ein Systemqualitätsgewicht von 1 kann einem Betriebszustand zugeordnet werden, der der Begrenzung des akzeptablen Bereichs weithin genügt, und ein Gewicht von 0 kann einem Betriebsparameter zugeordnet werden, der nicht innerhalb der Begrenzung des akzeptablen Bereichs liegt. Ein Systemqualitätsgewicht zwischen 0 und 1 kann in Abhängigkeit von dem Ort des Betriebsparameters innerhalb der Begrenzung des akzeptablen Bereichs zugeordnet werden. Sobald ein Systemqualitätsgewicht zugeordnet wurde, kann das Produkt des Systemqualitätsgewichts und des Motorausgangsenergierests durch das Diagnose-Systembewertungsmodul 56 ermittelt werden, was zu einem qualifizierten Motorausgangsenergierestwert führt. Das Steuermodul 30 kann die Ermittlung der Motorausgangsenergierestwerte in vorbestimmten Zeitschritten wiederholen und die Summe der qualifizierten Motorausgangsrestwerte auf der Grundlage der Summe der Systemqualitätsgewichte über einem Zeitintervall mitteln, und es kann eine Ermittlung bezüglich dessen durchgeführt werden, ob das Kaltstart-Diagnosesystem korrekt arbeitet oder nicht, wie es nachstehend erläutert wird. Die Ermittlung kann nur durchgeführt werden, wenn die Systemqualitätsgewichtsumme einen vorbestimmten Wert innerhalb der vorbestimmten Motorlaufzeitdauer übersteigt.
3 zeigt die Steuerlogik des Diagnose-Kaltstart-Emissionssteuersystems allgemein bei 100. Die Steuerlogik 100 kann in einer Reihe von Zeitintervallen über eine vorbestimmte Zeitdauer in Form einer Schleife ausgeführt werden. Die Steuerlogik 100 kann dadurch beginnen, dass in Ermittlungsblock 102 bewertet wird, ob irgendwelche maßgeblichen aktiven Diagnosefehler detektiert werden. Die maßgeblichen aktiven Fehler sind jene, die verhindern, dass das Diagnosesystem 100 eine korrekte oder stabile Detektion durchführt. Die maßgeblichen aktiven Fehler können beispielsweise einen MAF-Sensorfehler, einen Einlassrationalitätsfehler, einen TPS-Fehler, einen Leerlaufdrehzahlsteuerfehler, einen Kraftstoffeinspritzungsfehler, einen Zündspulenfehler und einen Motorfehlzündungsfehler umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist zu verstehen, dass andere Fehlersignale betrachtet werden können. Wenn irgendein aktiver Diagnosefehler detektiert wird, kann die Steuerung wieder zu Ermittlungsblock 102 zurückspringen.
Wenn keine maßgeblichen aktiven Diagnosefehler detektiert werden, fährt die Steuerlogik 100 mit Steuerblock 104 fort, in dem Testfreigabebedingungen bewertet werden, wie es nachstehend erläutert wird. Die Steuerlogik 100 fährt dann mit Ermittlungsblock 106 fort, in dem eine Bewertung bezüglich dessen durchgeführt wird, ob die Testfreigabebedingungen erfüllt sind. Wenn die Testfreigabebedingungen nicht erfüllt sind, springt die Steuerlogik 100 zu Ermittlungsblock 102 zurück. Wenn die Testfreigabebedingungen erfüllt sind, fährt die Steuerlogik 100 mit Steuerblock 108 fort, in dem eine Systemqualität berechnet wird, wie es nachstehend erläutert wird. Die Steuerlogik 100 fährt dann mit Steuerblock 110 fort, in dem Systemqualitätsgewichte akkumuliert werden. Die Akkumulation der Systemqualitätsgewichte kann umfassen, dass die Summe der den verschiedenen Betriebszuständen zugeordneten Systemqualitätsgewichte ermittelt wird, wie es oben erläutert ist. Steuerblock 110 kann eine laufende Summe der Systemqualitätsgewichte über der vorbestimmten Zeitdauer wie oben erläutert berechnen und speichern.
Die Steuerlogik kann dann mit Steuerblock 112 fortfahren, in dem die tatsächliche Motorausgangsenergie berechnet wird, wie es nachstehend erläutert ist. Die Steuerlogik 100 kann dann mit Steuerblock 114 fortfahren, in dem eine entworfene Motorausgangsenergie berechnet wird, wie es nachstehend erläutert ist. Nach dem Berechnen der tatsächlichen Motorausgangsenergie und der entworfenen Motorausgangsenergie kann die Steuerlogik 100 mit Steuerblock 116 fortfahren, in dem Energiereste berechnet werden. Sobald die Energiereste ermittelt wurden, können sie mit den Systemqualitätsgewichten verwendet werden, um qualifizierte Energiereste zu berechnen, wie es in Steuerblock 118 angegeben ist und nachstehend erläutert wird. Die qualifizierten Energiereste können dann in Steuerblock 120 akkumuliert werden. Die Akkumulation der qualifizierten Energiereste kann umfassen, dass die Summe der qualifizierten Energiereste ermittelt wird. Steuerblock 120 kann eine laufende Summe der qualifizierten Energiereste über der vorbestimmten Zeitdauer wie oben erläutert berechnen und speichern. Die Steuerlogik 100 kann dann mit Steuerblock 122 fortfahren, in dem Testergebnisse für das Kaltstart-Diagnosesystem erzeugt werden. Die Steuerlogik 100 kann dann enden.
Mit zusätzlicher Bezugnahme auf 4 ist Steuerblock 104 ausführlicher gezeigt. Wie es oben erläutert ist, bewertet Steuerblock 104 die Testfreigabebedingungen. Die Steuerlogik für Steuerblock 104 kann in Ermittlungsblock 124 beginnen, in dem der Status einer Kaltstart-Emissionssteuerstrategie bewertet wird. Die Kaltstart-Emissionssteuerstrategie kann eine Kaltstart-Leerlaufdrehzahlsteuerung oder eine Kaltstart-Zündsteuerung umfassen. Wenn herausgefunden wird, dass die Kaltstart-Emissionssteuerstrategie inaktiv ist, fährt die Steuerung mit Steuerblock 126 fort, in dem ein Testdeaktivierungs-Flag gesetzt wird. Die Steuerung springt dann zur Steuerlogik 100 zurück, wobei mit Ermittlungsblock 106 (in 3 gezeigt) fortgefahren wird, wie es oben erläutert ist. Wenn herausgefunden wird, dass die Kaltstart-Emissionssteuerstrategie aktiv ist, fährt die Steuerung mit Ermittlungsblock 128 fort, in dem Motorleerlaufbedingungen bewertet werden. Wenn die Motorleerlaufbedingungen nicht erfüllt sind, fährt die Steuerung wieder mit Steuerblock 126 fort, in dem ein Testdeaktivierungs-Flag gesetzt wird. Die Steuerung kann dann zu Ermittlungsblock 106 der Steuerlogik 100 zurückspringen und mit diesem fortfahren. Wenn die Motorleerlaufbedingungen erfüllt sind, fährt die Steuerung mit Ermittlungsblock 130 fort. Ermittlungsblock 130 bewertet, ob eine Motorlaufzeit innerhalb eines kalibrierten Werts liegt. Der kalibrierte Wert für die Motorlaufzeit kann eine Eigenschaft einer oberen Zeitgrenze eines Kaltstartzustands angeben. Wenn die Motorlaufzeit größer oder gleich der kalibrierten Laufzeit ist, fährt die Steuerung mit Steuerblock 126 fort, in dem ein Testdeaktivierungs-Flag gesetzt wird. Die Steuerung kann dann zu Ermittlungsblock 106 der Steuerlogik 100 zurückspringen und mit diesem fortfahren. Wenn die Motorlaufzeit kleiner als der kalibrierte Wert ist, fährt die Steuerung mit Steuerblock 132 fort, in dem ein Testfeigabe-Flag gesetzt wird. Die Steuerung kann dann zu Ermittlungsblock 106 der Steuerlogik 100 zurückspringen und mit diesem fortfahren.
In Bezug auf 5 ist Steuerblock 108 ausführlicher gezeigt. Wie oben gezeigt berechnet Steuerblock 108 die Systemqualität für Motorbetriebsparameter wie oben erläutert. Die Steuerlogik für Steuerblock 108 kann in Steuerblock 134 beginnen, in dem ein Qualitätsgewicht auf der Grundlage einer Drosselklappenstellung berechnet wird. Die Drosselklappenstellung kann durch den TPS 34 ermittelt werden oder kann eine Funktion der Stellung des Fahrzeuggaspedals sein. In Steuerblock 136 kann dann auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit ein zusätzliches Qualitätsgewicht berechnet werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 bereitgestellt werden. In Steuerschritt 138 kann dann auf der Grundlage der Motorlaufzeit ein Qualitätsgewicht berechnet werden. Die Motorlaufzeit kann allgemein den oben erläuterten Zeitintervallen entsprechen. Steuerblock 108 kann dann in Steuerblock 140 auf der Grundlage eines Steuermodus des Motors 12 ein Qualitätsgewicht berechnen. In Steuerblock 142 kann dann auf der Grundlage eines Motorverbrennungszustands ein Qualitätsgewicht berechnet werden. Steuerblock 144 kann dann das Produkt aller Qualitätsgewichte ermitteln. Die Steuerung kann dann zu Steuerblock 110 (in 3 gezeigt) zurückspringen und mit diesem fortfahren.
6 zeigt Steuerblock 112 ausführlicher. Wie oben erläutert berechnet Steuerblock 112 die tatsächliche Motorausgangsenergie. Die Steuerlogik für Steuerblock 112 beginnt in Steuerblock 146, in dem wie oben erläutert die Luftmassenströmungsrate berechnet wird. Die Luftmassenströmungsrate kann durch Multiplizieren einer Funktion der Motordrehzahl (Umin^–1) mit einer Funktion des luftbasierten Motordrehmoments ermittelt werden. Die Motordrehzahl kann eine gemessene Motordrehzahl sein, und das luftbasiertes Motordrehmoment kann ein übermitteltes luftbasiertes Motordrehmoment sein. Steuerblock 148 kann dann auf der Grundlage der befohlenen Motorzündzeitpunkteinstellung das Potenzial der thermischen Energie berechnen. Die berechnete Luftmassenströmungsrate von Block 146 und das berechnete Potenzial der thermischen Energie von Steuerblock 148 können dann in Steuerblock 150 miteinander multipliziert werden, um eine tatsächliche Motorausgangsenergie zu ermitteln. Die Steue rung kann dann zu Steuerblock 114 (in 3 gezeigt) zurückspringen und mit diesem fortfahren.
In Bezug auf 7 ist Steuerblock 114 ausführlicher gezeigt. Wie oben erläutert berechnet Steuerblock 114 die entworfene Motorausgangsenergie. Die Steuerlogik für Steuerblock 114 beginnt in Steuerblock 152, in dem auf der Grundlage der entworfenen Motordrehzahl (Umin^–1) und des entworfenen luftbasierten Motordrehmoments die entworfene Luftmassenströmungsrate berechnet wird. Die entworfene Motordrehzahl und das entworfene luftbasierte Motordrehmoment können eine Motordrehzahl und ein luftbasiertes Drehmoment sein, die einem theoretischen Kaltstartzustand entsprechen. Steuerblock 154 kann dann auf der Grundlage der entworfenen Zündzeitpunkteinstellung das Potenzial der thermischen Energie berechnen. Die entworfenen Parameter können Parameter sein, die einem Sollwert bei Kaltstartzuständen auf der Grundlage des Entwurfs des Motors 12 entsprechen. Die berechnete Luftmassenströmungsrate von Steuerblock 152 und das berechnete Potenzial der thermischen Energie von Steuerblock 154 können dann in Steuerblock 156 miteinander multipliziert werden, um die entworfene Motorausgangsenergie zu ermitteln. Die Steuerung kann dann zu Steuerblock 116 (in 3 gezeigt) zurückspringen und mit diesem fortfahren.
8 zeigt Steuerblock 118 ausführlicher. Wie oben erläutert berechnet Steuerblock 118 qualifizierte Energiereste. Die Steuerlogik für Steuerblock 118 beginnt in Steuerblock 158, in dem der in Steuerblock 116 berechnete Energierest mit dem in Steuerblock 108 berechneten Systemqualitätsgewicht multipliziert wird, um einen qualifizierten Energierest zu berechnen. Die Steuerung kann dann zu Steuerblock 120 (in 3 gezeigt) zurückspringen und mit diesem fortfahren.
In Bezug auf 9 ist Steuerblock 122 ausführlicher gezeigt. Wie oben erläutert erzeugt Steuerblock 122 Testergebnisse. Genauer gesagt beginnt die Steuerlogik für Steuerblock 122 in Ermittlungsblock 160, in dem das akkumulierte Systemqualitätsgewicht von Steuerblock 110 bewertet wird. Wenn das akkumulierte Systemqualitätsgewicht nicht über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, werden keine Testergebnisse erzeugt oder Diagnoseentscheidungen getroffen, und die Steuerung springt in einer Schleife zurück. Wenn das akkumulierte Systemqualitätsgewicht über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, fährt die Steuerung mit Steuerblock 162 fort, in dem die qualifizierten Energiereste gemittelt werden. Genauer gesagt können die akkumulierten qualifizierten Energiereste von Steuerblock 120 durch die akkumulierten Systemqualitätsgewichte von Steuerblock 110 geteilt werden, um die mittleren Energiereste zu ermitteln. Die gemittelten Energiereste können dann durch ein Filter, wie beispielsweise ein Filter mit exponentiell gewichtetem gleitendem Mittelwert (EMWA), geführt werden, wie es in Steuerblock 164 angegeben ist. Die gefilterten gemittelten Energiereste können dann in Ermittelungsblock 166 mit einem Diagnoseschwellenwert verglichen werden. Wenn dem Diagnoseschwellenwert genügt wird, arbeitet das System korrekt und wird in Steuerblock 168 ein Bestanden-Signal erzeugt. Wenn dem Diagnoseschwellenwert nicht genügt wird, arbeitet das System nicht korrekt und wird in Steuerblock 170 ein Nicht-Bestanden-Signal erzeugt. Die Steuerung springt dann zu dem Ende der Steuerlogik 100 (in 3 gezeigt) zurück und fährt mit diesem fort.

Claims

Verfahren zum Verifizieren einer Kaltstart-Emissionssteuerung eines Verbrennungsmotors, das umfasst, dass ein Motorbetriebsdrehmoment ermittelt wird; auf der Grundlage des ermittelten Motordrehmoments ein tatsächlicher Energiefluss ermittelt wird; auf der Grundlage des tatsächlichen Energieflusses und eines erwarteten Energieflusses ein Energieflussrest ermittelt wird; der ermittelte Energieflussrest mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, der eine korrekte Kaltstart-Emissionssteuerung angibt; und auf der Grundlage des Vergleichs ein Signal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Motordrehzahl gemessen wird und eine befohlene Zündzeitpunkteinstellung ermittelt wird, wobei das ermittelte Motordrehmoment ein Motorbetriebsdrehmoment ist, das mit der gemessenen Motordrehzahl und der ermittelten Zündzeitpunkteinstellung in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass dem ermittelten Energieflussrest auf der Grundlage eines Betriebszustands ein Systemqualitätsgewicht zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ermitteln eines Energieflussrests umfasst, dass eine Reihe von Energieflussresten über einer vorbestimmten Zeitdauer ermittelt wird, wobei jedem der ermittelten Energieflussreste auf der Grundlage eines hiermit in Verbindung stehenden Betriebszustands ein Qualitätsgewicht zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Zuordnen umfasst, dass auf der Grundlage des Produkts der ermittelten Energieflussreste und ihrer entsprechenden Qualitätsgewichte eine Reihe von gewichteten Energieflussresten ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ermitteln eines Energieflussrests umfasst, dass auf der Grundlage des Summierens der Reihe von gewichteten Energieflussresten und des Summierens der entsprechenden Qualitätsgewichte ein mittlerer gewichteter Energieflussrest ermittelt wird, wobei der mittlere gewichtete Energieflussrest durch Teilen der Summe der Reihe von gewichteten Energieflussresten durch die Summe der entsprechenden Qualitätsgewichte ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein erwartetes Motordrehmoment ermittelt wird und auf der Grundlage des erwarteten Motordrehmoments der erwartete Energiefluss ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass eine erwartete Motordrehzahl und eine erwartete befohlene Zündzeitpunkteinstellung ermittelt werden, wobei das erwartete Motordrehmoment, die erwartete Motordrehzahl und die erwartete Zündzeitpunkteinstellung entworfene Parameter sind, die mit einem Kaltstartzustand in Verbindung stehen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erwartete Motordrehmoment verwendet wird, um eine erwartete Motorluftmassenströmungsrate zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das ermittelte Motordrehmoment verwendet wird, um eine Luftmassenströmungsrate im Betrieb zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln eines Energieflussrests umfasst, dass die Differenz zwischen dem tatsächlichen Energiefluss und dem erwarteten Energiefluss ermittelt wird.
Verfahren zum Verifizieren einer Kaltstart-Emissionssteuerung bei einem Verbrennungsmotor, das umfasst, dass eine Motorbetriebsdrehzahl gemessen wird; eine befohlene Zündzeitpunkteinstellung des Motors ermittelt wird; ein Motorbetriebsdrehmoment ermittelt wird; auf der Grundlage der gemessenen Motordrehzahl, der befohlenen Zündzeitpunkteinstellung und des Motorbetriebsdrehmoments ein tatsächlicher Energiefluss ermittelt wird; auf der Grundlage des tatsächlichen Energieflusses und eines erwarteten Energieflusses ein Energieflussrest ermittelt wird; dem Energieflussrest auf der Grundlage eines vorbestimmten Betriebszustands ein Systemqualitätsgewicht zugeordnet wird; auf der Grundlage der Zuordnung ein gewichteter Energieflussrest ermittelt wird; mehrere Systemqualitätsgewichte über einer vorbestimmten Zeitdauer akkumuliert werden; mehrere gewichtete Energieflussreste, die den akkumulierten Systemqualitätsgewichten entsprechen, über der vorbestimmten Zeitdauer akkumuliert werden; auf der Grundlage der akkumulierten gewichteten Energieflussreste und der akkumulierten Systemqualitätsgewichte ein mittlerer Motorausgangsenergieflussrest ermittelt wird; der ermittelte mittlere Motorausgangsenergieflussrest mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, der eine korrekte Kaltstart-Emissionssteuerung angibt; und auf der Grundlage des Vergleichs ein Signal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ermitteln eines Energieflussrests umfasst, dass die Differenz zwischen dem tatsächlichen Energiefluss und dem erwarteten Energiefluss ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ermitteln eines mittleren Motorausgangsenergieflussrests umfasst, dass die akkumulierten gewichteten Energieflussreste durch die akkumulierten Systemqualitätsgewichte geteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass ein erwartetes Motordrehmoment ermittelt wird und auf der Grundlage des erwarteten Motordrehmoments der erwartete Energiefluss ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das ermittelte Motordrehmoment verwendet wird, um eine Luftmassenströmungsrate im Betrieb zu berechnen.
Steuermodul, umfassend: ein Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie, das ausgestaltet ist, um auf der Grundlage eines Motorbetriebsdrehmoments einen Motorausgangsenergiefluss im Betrieb zu ermitteln; ein Motorausgangsenergierestmodul, das mit dem Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie in Verbindung steht und ausgestaltet ist, um auf der Grundlage des ermittelten Motorausgangsenergieflusses und eines erwarteten Motorausgangsenergieflusses einen Motorausgangsenergierest zu ermitteln; und ein Diagnose-Systembewertungsmodul, das mit dem Motorausgangsenergierestmodul in Verbindung steht und ausgestaltet ist, um zu ermitteln, ob der ermittelte Motorausgangsenergierest einem vorbestimmten Wert genügt, der eine korrekte Kaltstart-Emissionssteuerung angibt.
Steuermodul nach Anspruch 17, wobei das Modul für eine berechnete Motorausgangsenergie ausgestaltet ist, um eine Motorbetriebsdrehzahl zu messen und eine befohlene Zündzeitpunkteinstellung zu ermitteln, um den Motorausgangsenergiefluss im Betrieb zu ermitteln.
Steuermodul nach Anspruch 17, ferner umfassend ein Qualitätsmessungsmodul, das ausgestaltet ist, um auf der Grundlage eines Fahrzeugbetriebsparameters ein Systemqualitätsgewicht zu ermitteln und das Systemqualitätsgewicht dem ermittelten Motorausgangsenergierest zuzuordnen.
Steuermodul nach Anspruch 17, ferner umfassend ein Modul für eine entworfene Motorausgangsenergie, das mit dem Motorausgangsenergierestmodul in Verbindung steht und ausgestaltet ist, um den erwarteten Motorausgangsenergiefluss zu ermitteln.