DE102010012045B4

DE102010012045B4 - System und Verfahren zur Kraftstoffsteuerung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102010012045B4
Application number: DE102010012045.6A
Authority: DE
Inventors: Wenbo Wang; Mark D. Carr; Michael J. Lucido; Jon C. Miller; Wajdi B. Hamama; Kurt D. Mc Lain
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2030-03-20
Also published as: US8037742B2; CN101900050B; DE102010012045A1; US20100242582A1; CN101900050A

Abstract

System (100) zur Kraftstoffsteuerung eines Verbrennungsmotors, umfassend:
ein Statusbestimmungsmodul (200), das bestimmt, ob sich eine erste Zündungssicherung (122) in einem Fehlerzustand befindet; und
ein Kraftstoffsteuermodul (240), das eine erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) deaktiviert und eine zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines ersten Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnisses betätigt, wenn sich die erste Zündungssicherung (122) in dem Fehlerzustand befindet,
wobei die erste Zündungssicherung (122) und die erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer ersten Zylinderreihe (106) entsprechen und wobei eine zweite Zündungssicherung (124) und die zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer zweiten Zylinderreihe (108) entsprechen,
wobei das Statusbestimmungsmodul (200) ferner bestimmt, ob sich eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand befindet,
wobei das Kraftstoffsteuermodul (240) die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines dritten A/F-Verhältnisses betätigt, wenn eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand ist,
wobei das dritte A/F-Verhältnis stöchiometrisch ist oder auf einer Anzahl der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118), die sich in dem Fehlerzustand befinden, basiert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Kraftstoffsteuerung von Verbrennungsmotoren und insbesondere Kraftstoffsteuersysteme in mehrreihigen Motorsystemen.
HINTERGRUND
Luft wird in einen Motor durch eine Drossel gezogen und an mehrere Zylinder durch einen Einlasskrümmer eines Einlasssystems verteilt. Kraftstoff wird mit der Einlassluft gemischt, um ein Luft/Kraftstoff-(A/F)-Gemisch zu erzeugen. Das A/F-Gemisch wird in Zylindern des Motors verbrannt, um Antriebsmoment zu erzeugen. Genauer treibt die Verbrennung die Kolben hin und her, die eine Kurbelwelle drehen, um einen Drehmomentausgang von dem Motor bereitzustellen.
Kraftstoff wird an die Zylinder durch ein Kraftstoffsystem geliefert, das einen Kraftstoffverteiler und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen aufweisen kann. Die Verbrennung in den Zylindern wird durch ein Zündsystem gesteuert, das eine Mehrzahl von Zündspulen und eine Mehrzahl von Zündkerzen aufweisen kann. Abgase werden von den Zylindern und aus dem Motor durch ein Abgassystem ausgestoßen, das einen Abgaskrümmer und einen katalytischen Wandler aufweisen kann.
Der Motor kann eine oder mehrere Zylinderreihen aufweisen. Ein Motor mit einer Reihe kann aufgrund der geraden Orientierung seiner Zylinder als ein Reihenmotor bezeichnet werden. Bei einem Reihenmotor kann jeder Kolben an einem anderen Pleuelzapfen an der Kurbelwelle befestigt sein. Jeder der Mehrzahl von Zylindern kann eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweisen, die den Zylinder mit Kraftstoff von einem gemeinsamen Kraftstoffverteiler beliefert. Zusätzlich kann jeder der mehreren Zylinder eine Zündkerze, die den Zylinder mit Zündfunken beliefert, und eine Zündspule aufweisen, die die Zündkerze mit Spannung beliefert.
Ein Motor mit zwei Reihen kann aufgrund der winkeligen Orientierung seiner Zylinder als ein Motor vom V-Typ bezeichnet werden. Die beiden Reihen können unter einem spitzen Winkel (d. h. kleiner als 90°) ausgerichtet sein. Beispielsweise kann ein V-6-Motor zwei Reihen mit jeweils drei Zylindern aufweisen. Bei einem Motor vom V-Typ kann ein Kolben von jeder Zylinderreihe an jedem Pleuelzapfen an der Kurbelwelle befestigt sein. Mit anderen Worten können zwei Kolben an jedem Pleuelzapfen befestigt sein.
Ein Motor vom V-Typ ist typischerweise kleiner als ein Reihenmotor mit ähnlichem Hubraum. Jedoch kann sich bei Motoren vom V-Typ jede Zündspule in der Zylinderreihe eine gemeinsame Zündungssicherung teilen, die von einer oder mehreren Sicherungen, die den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in der Zylinderreihe zugeordnet sind, verschieden ist. Daher können, wenn die Zündungssicherung einer Zylinderreihe ausfällt, die entsprechenden Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (die mit einer anderen Sicherung arbeiten) weiterhin Kraftstoff einspritzen. Das Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder, die nicht funktionsfähige Zündspulen aufgrund der fehlerhaften Zündungssicherung aufweisen, kann in einer verringerten Leistungsfähigkeit, erhöhten Emissionen und/oder einem Schaden an Komponenten des Motorsystems resultieren, wie dem katalytischen Wandler.
Die DE 101 33 005 A1 offenbart ein Verfahren zum Erkennen einer Unterbrechung der Spannungsversorgung einer Zündspule, wobei eine Primärwicklung der Zündspule an eine Versorgungsspannungsquelle angeschlossen ist. Dabei wird der momentane Wert der an der Primärwicklung anliegenden Spannung mit Hilfe einer Sensorleitung, welche zwischen der Primärwicklung und der Versorgungsspannungsquelle angeschlossen ist, erfasst, ausgewertet und mindestens zwei Wertebereichen zugeordnet, wobei ein erster Wertebereich einem Normalzustand ohne Unterbrechung der Spannungsversorgung und ein zweiter Wertebereich einem Fehlerzustand mit Unterbrechung der Spannungsversorgung der Zündspule entspricht.
Die DE 10 2009 031 348 A1 beschreibt ein Steuerungssystem, das ein Zündsicherungsdiagnosemodul, das einen Status einer Zündsicherung bestimmt, die einer Zündspule eines Motorzylinders zugeordnet ist, und ein Kraftstoffsteuerungsmodul umfasst, das ein Kraftstoffeinspritzventil, das dem Motorzylinder zugeordnet ist, auf der Grundlage des Status der Zündsicherung selektiv betreibt, wobei das Zündsicherungsdiagnosemodul einen durch die Zündsicherung fließenden Strom detektiert und den Status der Zündsicherung auf der Grundlage des Stroms bestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Motorsystem und Verfahren zu schaffen, mit dem auf sichere und zuverlässige Weise erreicht werden kann, dass bei Ausfall von eine Zündung betreffenden Bauteilen eines Motors entsprechende Kraftstoffeinspritzeinrichtungen keinen Kraftstoff mehr einspritzen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Motorsystem ein Statusbestimmungsmodul sowie ein Kraftstoffsteuermodul umfassen. Das Statusbestimmungsmodul bestimmt, ob sich eine erste Zündungssicherung in einem Fehlerzustand befindet. Das Kraftstoffsteuermodul deaktiviert eine erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und betätigt eine zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen auf Grundlage eines ersten Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnisses, wenn die erste Zündungssicherung in dem Fehlerzustand ist, wobei die erste Zündungssicherung und die erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen einer ersten Zylinderreihe entsprechen, und wobei eine zweite Zündungssicherung und die zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen einer zweiten Zylinderreihe entsprechen.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann ein Verfahren umfassen, dass bestimmt wird, ob sich eine erste Zündungssicherung in einem Fehlerzustand befindet, und eine erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen deaktiviert wird und eine zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen auf Grundlage eines ersten Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnisses betätigt wird, wenn sich die erste Zündungssicherung in dem Fehlerzustand befindet, wobei die erste Zündungssicherung und die erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen einer ersten Zylinderreihe entsprechen, und wobei eine zweite Zündungssicherung und die zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen einer zweiten Zylinderreihe entsprechen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
1 ein Funktionsblockschaubild eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockschaubild eines Steuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnis und der Temperatur des katalytischen Wandlers während Fehlern der Kraftstoffeinspritzeinrichtung und der Zündspule darstellt; und
4 ein Flussdiagramm ist, das Schritte zeigt, die durch das Steuermodul gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung ähnlicher Elemente verwendet worden. Die hier verwendete Formulierung ”zumindest eines aus A, B und C” sei so zu verstehen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Der hier verwendete Begriff ”Modul” betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist ein Motorsystem 100 gezeigt. Das Motorsystem 100 umfasst einen Direktkraftstoffeinspritzmotor 102. Beispielsweise kann der Motor 102 ein funkengezündeter Direkteinspritz-(SIDI)-Motor bzw. Ottomotor mit Direkteinspritzung sein. Mehrere Zylinder 104 des Motors 102 können in einer Konfiguration vom V-Typ konfiguriert sein. Beispielsweise kann der Motor 102 acht Zylinder 104 aufweisen, wie gezeigt ist, obwohl der Motor 102 eine größere oder geringere Anzahl von Zylindern 104 aufweisen kann. Die Zylinder 104 des Motors 102 sind in einer Anordnung in zwei Zylinderreihen 106, 108 gezeigt.
Luft wird in dem Motor 102 durch einen Einlasskrümmer 110 und eine Drosselklappe 112 gezogen. Die Drosselklappe 112 wird betätigt, um eine Luftströmung in den Motor 102 zu steuern. Beispielsweise kann der elektronische Drosselcontroller (ETC) 114 die Drosselklappe 112 und daher die Luftströmung in den Motor 102 steuern.
Ein Kraftstoffverteiler 116 beliefert die Zylinder 104 mit Kraftstoff von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt), der sich mit der Luft mischt, um das Luft- und Kraftstoff-(A/F)-Gemisch zu bilden. Während ein Kraftstoffverteiler 116 gezeigt ist, kann das Motorsystem 102 einen einzelnen Kraftstoffverteiler für jede Motorreihe 106, 108 aufweisen. Mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 beliefern die Zylinder 104 mit Kraftstoff von dem Kraftstoffverteiler 116.
Das A/F-Gemisch wird in den Zylindern 104 des Motors 102 verbrannt. Eine Verbrennung kann durch eine Mehrzahl von Zündspulen 119 und eine Mehrzahl von Zündkerzen 120 eingeleitet werden. Mit anderen Worten kann eine Spannung an jede Zündkerze 120 durch eine entsprechende Zündspule 119 geliefert werden. Genauer kann jede Zündspule 119 eine Spannung (beispielsweise 12 V) von einer Batterie (nicht gezeigt) aufnehmen und die Spannung in eine höhere Spannung transformieren, die erforderlich ist, um eine entsprechende Zündkerze 120 zu zünden. Ferner können Zündungssicherungen 122, 124 in Reihe mit der Batterie (nicht gezeigt) und jeder der Zündspulen 119 verbunden sein. Genauer kann jede der Zündungssicherungen 122, 124 einer der Reihen der Zylinder 106, 108 entsprechen, und somit kann jede der Zündungssicherungen 122, 124 einer Hälfte der Zylinder 104 und einer Hälfte der entsprechenden Zündspulen 119 entsprechen.
Abgas, das aus der Verbrennung des A/F-Gemisches resultiert, wird von dem Motor 102 an ein Abgassystem 126 ausgestoßen. Genauer strömt Abgas, das von jedem der Zylinder 104 der Zylinderreihe 106 ausgestoßen wird, an einem Einmündungspunkt 128 zusammen. Ähnlicherweise strömt Abgas, das von jedem der Zylinder 104 der Zylinderreihe 108 ausgestoßen wird, an einem Einmündungspunkt 130 zusammen.
Die Zylinderreihen 106, 108 besitzen jeweils einen zugeordneten Sauerstoffsensor, der eine Sauerstoffkonzentration des Abgases, das durch die Zylinder 104 dieser Zylinderreihe erzeugt wird, misst. Beispielsweise kann der Sauerstoffsensor 132 der Zylinderreihe 106 zugeordnet sein und der Sauerstoffsensor 134 kann der Zylinderreihe 108 zugeordnet sein. Die Sauerstoffsensoren 132, 134 geben Signale aus, die Sauerstoff in dem Abgas entsprechen, das durch die Zylinder 104 der jeweiligen Zylinderreihen 106, 108 erzeugt wird.
Der Sauerstoffsensor 132 kann an einer beliebigen geeigneten Stelle angeordnet sein, wie an oder stromabwärts des Einmündungspunkts 128. Ähnlicherweise kann der Sauerstoffsensor 134 auch an einer beliebigen geeigneten Stelle angeordnet sein, wie an oder stromabwärts des Einmündungspunkts 130. Die Sauerstoffsensoren 132 und 134 können ein beliebiger geeigneter Typ von Sauerstoffsensor sein, wie Sauerstoffsensoren vom Breitbandtyp. Die Signale, die von den Sauerstoffsensoren 132 und 134 ausgegeben werden, können ein beliebiger geeigneter Signaltyp sein, wie Analogspannungssignale.
Das Abgas strömt an den Sauerstoffsensoren 132, 134 vorbei, und das Abgas kann durch ein System von Abgasrohren 136 zusammengebracht werden, das das Abgas zu einem katalytischen Wandler 138 führt. während ein Abgassystem 126 vom Y-Typ gezeigt ist, sei angemerkt, dass andere Abgassystemkonfigurationen implementiert sein können. Beispielsweise kann ein Dual-Abgassystem implementiert sein, so dass das Abgas nicht durch das System von Abgasrohren 136 zusammengebracht wird. Mit anderen Worten kann bei einem Motor vom V-Typ jede Zylinderreihe ein unabhängiges Abgasrohr und einen unabhängigen katalytischen Wandler besitzen. Somit kann beispielsweise die Zylinderreihe 106 ein Abgasrohr und einen katalytischen Wandler aufweisen und die Zylinderreihe 108 kann ein anderes Abgasrohr und einen anderen katalytischen Wandler aufweisen. Beispielsweise können die beiden separaten Sätze von Abgasrohren parallel zueinander angeordnet sein.
Der katalytische Wandler 138 reagiert selektiv mit verschiedenen Komponenten des Abgases, bevor das Abgas von dem Abgassystem 126 ausgestoßen wird. Die Sauerstoffsensoren 132, 134 sind stromaufwärts des katalytischen Wandlers 138 angeordnet. Bei einer Ausführungsform misst ein Katalysatortemperatursensor 139 eine Temperatur des Katalysators in dem katalytischen Wandler 138 und kommuniziert die Katalysatortemperatur (T_CAT) an ein Steuermodul 140. Alternativ dazu kann die Katalysatortemperatur T_CAT durch das Steuermodul 140 auf Grundlage anderer Parameter modelliert werden.
Das Steuermodul 140 steuert einen Betrieb des Motorsystems 100 und genauer des Drehmomentausgangs des Motors 102. Das Steuermodul 140 kann den Drehmomentausgang des Motors 102 auf Grundlage eines Eingangs von Sensoren 150 steuern. Die Sensoren 150 erzeugen Signale auf Grundlage von Betriebsbedingungen des Motors, wie Motortemperatur und Motordrehzahl (d. h. Umdrehungen pro Minute oder U/min der Kurbelwelle). Das Steuermodul 140 kann auch einen Drehmomentausgang des Motors 102 auf Grundlage einer Fahrereingabe 160 steuern, wie einer Position eines Gaspedals.
Das Steuermodul 140 kann einen Drehmomentausgang durch Steuerung des A/F-Gemisches steuern. Genauer kann das Steuermodul 140 Luft, Kraftstoff und/oder Zündfunken, die an jeden der Zylinder 104 bereitgestellt werden, steuern. Beispielsweise kann das Steuermodul 140 Luft mit der Drosselklappe 112 steuern, Kraftstoff mit dem Kraftstoffverteiler 116 und den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 steuern und/oder Zündfunken mit den Zündspulen 119 und den Zündkerzen 120 steuern. Bei einer Ausführungsform kann das Steuermodul 140 das A/F-Gemisch steuern, um ein stöchiometrisches A/F-Gemisch (d. h. 14,7:1) zu erreichen. Das Steuermodul 140 kann auch das A/F-Gemisch in Ansprechen auf Eingaben steuern, die von den Sensoren 150 und/oder der Fahrereingabe 160 empfangen werden. Wenn beispielsweise die Fahrereingabe 160 einem Drehmoment oberhalb einer vorbestimmten Schwelle entspricht, kann das Steuermodul 140 das A/F-Gemisch anreichern. Mit anderen Worten kann das Steuermodul 140 eine Mehrzahl von A/F-Verhältnissen aufweisen. Beispielsweise kann die Mehrzahl von A/F-Verhältnissen ein A/F-Verhältnis für Wirkungsgrad und ein A/F-Verhältnis für Leistung aufweisen.
Bei einer Ausführungsform kann das Steuermodul 140 das A/F-Gemisch in einem von drei Moden steuern: einem Kraftstoffregel-(d. h. Standard-)Modus (von engl.: ”closed-loop fuel control (i. e. default) mode”), einem Katalysatortemperaturschutzmodus und einem Kraftstoffsteuermodus (von engl.: ”open-loop fuel control mode”). Der Kraftstoffregelmodus umfasst, dass die Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Rückkopplung von den Sauerstoffsensoren 132, 134 geregelt wird. Der Kraftstoffsteuermodus umfasst, dass die Kraftstoffeinspritzung ohne Rückkopplung gesteuert wird. Beispielsweise kann der Kraftstoffsteuermodus umfassen, dass die Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage eines einer Mehrzahl von A/F-Verhältnissen gesteuert wird. Der Katalysatortemperaturschutzmodus umfasst, dass die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird, um die Temperatur des katalytischen Wandlers 138 zu steuern. Beispielsweise kann der Katalysatortemperaturschutzmodus umfassen, dass das A/F-Verhältnis verringert (das A/F-Gemisch angereichert) wird, wenn die Temperatur des katalytischen Wandlers 138 größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.
Nun Bezug nehmend auf 2 ist das Steuermodul 140 gezeigt. Das Steuermodul 140 kann ein Statusbestimmungsmodul 200, ein Modusbestimmungsmodul 210, ein Kraftstoffregelmodul 220, ein Katalysatortemperaturschutzmodul 230 sowie ein Kraftstoffsteuermodul 240 aufweisen.
Das Statusbestimmungsmodul 200 kann mit den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, den Zündspulen 119, den Zündkerzen 120 und/oder den Zündungssicherungen 122, 124 kommunizieren. Das Statusbestimmungsmodul 200 kann bestimmen, wann eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 und/oder der Zündungssicherungen 122, 124 in einem Fehlerzustand ist. Nur beispielhaft kann der Fehlerzustand für eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 einer verstopften Leitung oder einer unterbrochenen Schaltung der Einspritzeinrichtung entsprechen. Zusätzlich kann nur beispielhaft der Fehlerzustand für eine der Zündspulen 119 und/oder der Zündkerzen 120 einer unterbrochenen Schaltung entsprechen. Ferner kann nur beispielhaft der Fehlerzustand für eine der Zündungssicherungen 122, 124 einer durchgebrannten Sicherung entsprechen.
Das Modusbestimmungsmodul 210 kann die Statuswerte der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 und der Zündungssicherungen 122, 124 aufnehmen. Das Modusbestimmungsmodul 210 kann einen Kraftstoffsteuermodus auf Grundlage der empfangenen Statuswerte der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 und/oder der Zündungssicherungen 122, 124 bestimmen. Genauer kann das Modusbestimmungsmodul 210 auf Grundlage der empfangenen Statuswerte das Kraftstoffregelmodul 220 oder das Kraftstoffsteuermodul 240 aktivieren.
Das Katalysatortemperaturschutzmodul 230 kann mit sowohl dem Kraftstoffregelmodul 220 als auch dem Kraftstoffsteuermodul 240 kommunizieren. Das Katalysatortemperaturschutzmodul 230 kann durch die Katalysatortemperatur T_CAT aktiviert werden. Mit anderen Worten kann beispielsweise, wenn die Katalysatortemperatur T_CAT größer als eine vorbestimmte Temperaturschwelle ist, das Katalysatortemperaturschutzmodul 230 das Kraftstoffregelmodul 220 oder das Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, um das A/F-Verhältnis anzureichern und damit eine Überhitzung des katalytischen Wandlers 138 zu verhindern (d. h. eine Temperatur desselben zu verringern).
Nur beispielhaft kann das Modusbestimmungsmodul 210 das Kraftstoffregelmodul 220 aktivieren, wenn sich keine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 und der Zündungssicherungen 122, 124 in einem Fehlerzustand befindet. Mit anderen Worten kann das Kraftstoffregelmodul 220 (d. h. der Kraftstoffregelmodus) ein Standardmodus sein.
Das Kraftstoffregelmodul 220 empfängt die Rückkopplungssignale von Sauerstoffsensoren 132, 134 in dem Abgasstrom. Das Kraftstoffregelmodul 220 kann Regelsignale der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (FI) auf Grundlage der Rückkopplungssignale von den Sauerstoffsensoren 132, 134 sowie eines vorbestimmten A/F-Verhältnisses erzeugen. Nur beispielhaft kann das vorbestimmte A/F-Verhältnis 14,7:1 (d. h. stöchiometrisch) sein. Zusätzlich kann nur beispielhaft das Kraftstoffregelmodul 220 eine Kraftstoffeinspritzung erhöhen (d. h. das A/F-Verhältnis anreichern), wenn Sauerstoffwerte höher als eine vorbestimmte Schwelle sind. Jedoch kann, wie vorher erwähnt wurde, das Katalysatortemperaturschutzmodul 230 das Kraftstoffregelmodul 220 anweisen, um mit einem angereicherten A/F-Verhältnis zu arbeiten, wenn die Katalysatortemperatur T_CAT größer als die vorbestimmte Schwelle ist. Nur beispielhaft kann das Katalysatortemperaturschutzmodul 230 ein fetteres A/F-Verhältnis anweisen, als gegenwärtig angewiesen ist, um die Temperatur des Katalysators T_CAT in dem katalytischen Wandler 132 zu kühlen.
Alternativ dazu kann nur beispielhaft das Modusbestimmungsmodul 210 das Kraftstoffsteuermodul 240 aktivieren, wenn sich eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 oder der Zündungssicherungen 122, 124 in dem Fehlerzustand befindet. Jedoch können verschiedene A/F-Verhältnisse auf Grundlage dessen angewiesen werden, welche der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, der Zündspulen 119, der Zündkerzen 120 und der Zündungssicherungen 122, 124 in dem Fehlerzustand sind.
Zuerst kann das Kraftstoffsteuermodul 240 ein erstes A/F-Verhältnis anweisen, wenn sich eine der Zündungssicherungen 122, 124 in dem Fehlerzustand befindet. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann auch die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 entsprechend der einen der Zylinderreihen 106, 108, die die fehlerhafte Zündungssicherung aufweist, deaktivieren. Mit anderen Worten kann das Kraftstoffsteuermodul 240 Steuersignale der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (FI) auf Grundlage des ersten A/F-Verhältnisses für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 erzeugen, die der einen der Zylinderreihen 106, 108 ohne die fehlerhafte Zündungssicherung entsprechen. Nur beispielhaft kann das erste A/F-Verhältnis 14,7:1 (d. h. stöchiometrisch) sein. Alternativ dazu kann nur beispielhaft das erste A/F-Verhältnis auf einer Motordrehzahl 150 und/oder einer Fahrereingabe 160 über eine Gaspedalposition basieren. Mit anderen Worten kann das erste A/F-Verhältnis darauf basieren, dass Leistungs- und/oder Emissionsanforderungen nur unter Verwendung einer der Zylinderreihen 106, 108 und somit einer Hälfte der Zylinder 104 erreicht werden.
Zweitens kann das Kraftstoffsteuermodul 240 ein zweites A/F-Verhältnis anweisen, wenn sich eine der Zündspulen 119 und der Zündkerzen 120 in dem Fehlerzustand befindet. Genauer kann das Kraftstoffsteuermodul 240 FI-Steuersignale auf Grundlage des zweiten A/F-Verhältnisses erzeugen. Nur beispielhaft kann das zweite A/F-Verhältnis fetter als stöchiometrisch (beispielsweise kleiner als 14,7:1) sein und kann eine Funktion der Anzahl fehlerhafter Zündspulen 119 oder fehlerhafter Zündkerzen 120 sein.
Drittens kann das Kraftstoffsteuermodul 240 ein drittes A/F-Verhältnis anweisen, wenn sich eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 in dem Fehlerzustand befindet. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann auch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 118 deaktivieren, die sich in dem Fehlerzustand befindet. Beispielsweise kann eine Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 118, die sich in dem Fehlerzustand befindet, verhindern, dass Kraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 118 aufgrund eines Kurzschlusses oder einer unterbrochenen Schaltung eingespritzt wird.
Mit anderen Worten kann das Kraftstoffsteuermodul 240 FI-Steuersignale auf Grundlage des dritten A/F-Verhältnisses für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, die sich nicht in dem Fehlerzustand befinden, erzeugen. Nur beispielhaft kann das dritte A/F-Verhältnis 14,7:1 (d. h. stöchiometrisch) sein. Alternativ dazu kann nur beispielhaft das dritte A/F-Verhältnis eine Funktion einer Anzahl fehlerhafter Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 sein.
Nun Bezug nehmend auf 3 veranschaulicht ein Diagramm die Temperatur des katalytischen Wandlers 138 und das A/F-Äquivalenzverhältnis (EQR), wenn sich eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 in dem Fehlerzustand befindet und wenn sich eine der Zündspulen 119 oder Zündkerzen 120 in dem Fehlerzustand befindet. Beispielsweise kann das A/F-EQR ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis (14,7:1), geteilt durch das gegenwärtige A/F-Verhältnis sein.
Wenn eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 in dem Fehlerzustand ist, kann eine Abnahme des A/F-EQR nahe zu 1,00 (d. h. ein A/F-Verhältnis nahe 14,7:1) eine Temperatur des katalytischen Wandlers 138 verringern. beispielsweise kann das A/F-EQR nahe 1,00 (A/F-Verhältnis nahe 14,7:1) dem dritten A/F-Verhältnis (d. h. stöchiometrisch) entsprechen. Zusätzlich kann das A/F-EQR nahe 1,00 dem ersten A/F-Verhältnis (d. h. einem Fehler der Zündungssicherung) entsprechen.
Umgekehrt kann, wenn sich eine der Zündspulen 119 oder der Zündkerzen 120 in dem Fehlerzustand befindet, eine Erhöhung des A/F-EQR über 1,00 (d. h. Verringerung des A/F-Verhältnisses unter 14,7:1) die Temperatur des katalytischen Wandlers 138 verringern. Beispielsweise kann das A/F-EQR oberhalb 1,00 (beispielsweise 1,45 oder ein A/F-Verhältnis von 10,1:1) dem zweiten A/F-Verhältnis (d. h. fett) entsprechen.
Daher kann allgemein ein Abmagern des A/F-Gemisches (in Richtung stöchiometrisch), wenn sich eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 in dem Fehlerzustand befindet, und ein Anfetten des A/F-Gemisches (über stöchiometrisch), wenn sich eine der Zündspulen 119 oder der Zündkerzen 120 in dem Fehlerzustand befindet, die Leistungsfähigkeit erhöhen und/oder einen Schaden an dem katalytischen Wandler 138 verhindern. Zusätzlich kann allgemein ein Abmagern des A/F-Gemisches (in Richtung stöchiometrisch), wenn sich eine der Zündungssicherungen 122, 124 in dem Fehlerzustand befindet, die Leistungsfähigkeit erhöhen und/oder einen Schaden an dem katalytischen Wandler 138 verringern.
Genauer können die übermäßigen Temperaturen des katalytischen Wandlers 138 einen Abgaskatalysierungswirkungsgrad verringern und/oder den katalytischen Wandler 138 schädigen. Nur beispielhaft kann, wenn der katalytische Wandler auf eine Temperatur über 850°C erwärmt wird, ein Katalysator in dem katalytischen Wandler 138 gealtert oder irreversibel geschädigt werden.
Nun Bezug nehmend auf 4 beginnt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb des Motorsystems 100 (d. h. Bestimmung von Kraftstoffsteuermoden) zeigt, bei Schritt 300. Bei Schritt 302 bestimmt das Steuermodul 140, ob sich eine der Zündungssicherungen 122, 124 in dem Fehlerzustand befindet. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 304 fortfahren. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 306 fortfahren.
Bei Schritt 304 deaktiviert das Steuermodul 140 die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118, die der einen der Zylinderreihen 106, 108 entsprechen, die die fehlerhafte Zündungssicherung aufweist. Zusätzlich aktiviert das Steuermodul 140 den Kraftstoffsteuermodus mit dem ersten A/F-Verhältnis (d. h. stöchiometrisch). Die Steuerung kann dann zu Schritt 302 zurückkehren.
Bei Schritt 306 bestimmt das Steuermodul 140, ob sich eine der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 118 in dem Fehlerzustand befindet. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 308 fortfahren. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 310 fortfahren. Bei Schritt 308 kann das Steuermodul 140 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung deaktivieren, die sich in dem Fehlerzustand befindet, und kann dann einen Kraftstoffsteuermodus mit dem dritten A/F-Verhältnis (d. h. stöchiometrisch) aktivieren. Die Steuerung kann dann zu Schritt 302 zurückkehren.
Bei Schritt 310 bestimmt das Steuermodul 140, ob sich eine der Zündspulen 119 oder der Zündkerzen 120 in dem Fehlerzustand befindet. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 312 fortfahren. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung mit Schritt 314 fortfahren. Bei Schritt 312 kann das Steuermodul 140 einen Kraftstoffsteuermodus mit dem zweiten A/F-Verhältnis (d. h. fett) aktivieren. Die Steuerung kann dann zu Schritt 302 zurückkehren.
Bei Schritt 314 kann das Steuermodul 140 einen Kraftstoffregelmodus (d. h. Standardmodus) aktivieren und die Steuerung kann zu Schritt 302 zurückkehren.

Claims

System (100) zur Kraftstoffsteuerung eines Verbrennungsmotors, umfassend: ein Statusbestimmungsmodul (200), das bestimmt, ob sich eine erste Zündungssicherung (122) in einem Fehlerzustand befindet; und ein Kraftstoffsteuermodul (240), das eine erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) deaktiviert und eine zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines ersten Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnisses betätigt, wenn sich die erste Zündungssicherung (122) in dem Fehlerzustand befindet, wobei die erste Zündungssicherung (122) und die erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer ersten Zylinderreihe (106) entsprechen und wobei eine zweite Zündungssicherung (124) und die zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer zweiten Zylinderreihe (108) entsprechen, wobei das Statusbestimmungsmodul (200) ferner bestimmt, ob sich eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand befindet, wobei das Kraftstoffsteuermodul (240) die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines dritten A/F-Verhältnisses betätigt, wenn eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand ist, wobei das dritte A/F-Verhältnis stöchiometrisch ist oder auf einer Anzahl der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118), die sich in dem Fehlerzustand befinden, basiert.
System (100) nach Anspruch 1, wobei das erste A/F-Verhältnis stöchiometrisch ist oder auf einer Motorlast, einer Motordrehzahl und/oder einer Motortemperatur basiert, und/oder wobei das Statusbestimmungsmodul (200) bestimmt, wenn eine einer ersten Mehrzahl von Zündspulen (119), einer ersten Mehrzahl von Zündkerzen (120), einer zweiten Mehrzahl von Zündspulen (119) und einer zweiten Mehrzahl von Zündkerzen (120) in dem Fehlerzustand ist, wobei die erste Mehrzahl von Zündspulen (119) und die erste Mehrzahl von Zündkerzen (120) der ersten Zylinderreihe (106) entsprechen, und wobei die zweite Mehrzahl von Zündspulen (119) und die zweite Mehrzahl von Zündkerzen (120) der zweiten Zylinderreihe (108) entsprechen.
System (100) nach Anspruch 2, wobei das Kraftstoffsteuermodul (240) die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines zweiten A/F-Verhältnisses betätigt, wenn sich eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen (119) und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen (120) in dem Fehlerzustand befindet, wobei insbesondere das zweite A/F-Verhältnis fetter als stöchiometrisch ist oder auf einer Anzahl der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen (119) und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen (120), die sich in dem Fehlerzustand befinden, basiert.
System (100) nach Anspruch 2, ferner umfassend: ein Kraftstoffregelmodul (220), das die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines vorbestimmten A/F-Verhältnisses und eines Sauerstoffwerts in einem Abgasstrom betätigt, wenn keine der ersten und zweiten Zündspule (119), der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118), der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen (119) und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen (120) in dem Fehlerzustand ist.
Verfahren zur Kraftstoffsteuerung eines Verbrennungsmotors, umfassend, dass: bestimmt wird, ob eine erste Zündungssicherung (122) in einem Fehlerzustand ist; eine erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) deaktiviert wird und eine zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines ersten Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnisses betätigt wird, wenn sich die erste Zündungssicherung (122) in dem Fehlerzustand befindet, wobei die erste Zündungssicherung (122) und die erste Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer ersten Zylinderreihe (106) entsprechen, und wobei eine zweite Zündungssicherung (124) und die zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) einer zweiten Zylinderreihe (108) entsprechen; bestimmt wird, ob sich eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand befindet; und die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines dritten A/F-Verhältnisses betätigt werden, wenn sich eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) in dem Fehlerzustand befindet, wobei das dritte A/F-Verhältnis stöchiometrisch ist oder auf einer Anzahl der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118), die sich in dem Fehlerzustand befinden, basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das erste A/F-Verhältnis stöchiometrisch ist oder auf einer Motorlast, einer Motordrehzahl und/oder einer Motortemperatur basiert, und/oder ferner umfassend, dass: bestimmt wird, wenn eine einer ersten Mehrzahl von Zündspulen, einer ersten Mehrzahl von Zündkerzen, einer zweiten Mehrzahl von Zündspulen und einer zweiten Mehrzahl von Zündkerzen in dem Fehlerzustand ist, wobei die erste Mehrzahl von Zündspulen und die erste Mehrzahl von Zündkerzen der ersten Zylinderreihe entsprechen, und wobei die zweite Mehrzahl von Zündspulen und die zweite Mehrzahl von Zündkerzen der zweiten Zylinderreihe entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, dass: die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen auf Grundlage eines zweiten A/F-Verhältnisses betätigt wird, wenn eine der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen in dem Fehlerzustand ist, wobei insbesondere das zweite A/F-Verhältnis fetter als stöchiometrisch ist oder auf einer Anzahl der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen basiert, die sich in dem Fehlerzustand befinden.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, dass: die erste und zweite Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118) auf Grundlage eines vorbestimmten A/F-Verhältnisses und eines Sauerstoffwerts in einem Abgasstrom betätigt wird, wenn sich keine der ersten und zweiten Zündspule (119), der ersten und zweiten Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (118), der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündspulen (119) und der ersten und zweiten Mehrzahl von Zündkerzen (120) in dem Fehlerzustand befindet.