DE112014001465T5

DE112014001465T5 - Motordiagnose mit Steuerung zur intermittierenden Zündung

Info

Publication number: DE112014001465T5
Application number: DE112014001465.6T
Authority: DE
Inventors: Xin Yuan; Joshua P. Switkes; Mark A. Shost; Shikui Kevin Chen; Steven E. CARLSON
Original assignee: Tula Technology Inc
Current assignee: Tula Technology Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-11-26
Also published as: WO2014151082A1; CN108049978A; US9212610B2; US20140261309A1; CN108049977A; US20160061127A1; CN105189979A; CN105189979B; CN108049977B; US9581098B2; CN108049978B

Abstract

Es werden Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung von Motordiagnosen während des Betriebs eines Motors mit intermittierender Zündung, während das Fahrzeug gefahren wird, beschrieben. Die Kenntnis der Zündungsabfolge wird verwendet, um passende Zeitpunkte zur Durchführung von ausgewählten Diagnosen zu bestimmen und/oder dabei zu helfen, Sensoreingaben oder Diagnoseergebnisse besser zu interpretieren. Nach einem Gesichtspunkt werden ausgewählte Diagnosen ausgeführt, wenn ein einzelner Zylinder in Bezug auf einen Sensor, der bei der Diagnose verwendet wird, mehrere Male isoliert gezündet wird. Nach einem anderen Gesichtspunkt werden ausgewählte Diagnosen vorgenommen, während der Motor unter Verwendung einer Zündungsabfolge betrieben wird, die sicherstellt, dass während mehrerer Motorzyklen keine Zylinder in einer ersten Zylinderreihe gezündet werden, während Zylinder in einer zweiten Zylinderreihe wenigstens manchmal gezündet werden. Die beschriebenen Prüfungen können opportunistisch durchgeführt werden, wenn die Bedingungen passend sind, oder es können bestimmte Zündungsabfolgen befohlen werden, um die gewünschte Isolierung oder Abschaltung eines oder mehrerer ausgewählter Zylinder zu erreichen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. März 2013 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/799,180, die hier durch Nennung aufgenommen wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Antriebsstrangdiagnosen, die während der Steuerung zur intermittierenden Zündung eines Verbrennungsmotors durchgeführt werden.
Man weiß, dass die Steuerung zur intermittierenden Zündung eines Motors eine Anzahl von Vorteilen einschließlich der Möglichkeit einer verbesserten Kraftstoffeffizienz bietet. Im Allgemeinen fasst die Steuerung zur intermittierenden Zündung eines Motors das selektive Überspringen der Zündung bestimmter Zylinder während ausgewählter Gelegenheiten zur Zündung ins Auge. Daher kann zum Beispiel ein bestimmter Zylinder während einer Gelegenheit zur Zündung gezündet werden und dann während der nächsten Gelegenheit zur Zündung übersprungen werden und dann während der nächsten selektiv übersprungen oder gezündet werden. Dies steht im Gegensatz zu dem herkömmlichen Motorbetrieb mit Zylinderabschaltung, bei dem unter bestimmten Betriebsbedingungen mit einer geringen Belastung ein fester Satz der Zylinder deaktiviert wird.
Wenn ein Zylinder in einem Motor mit Zylinderabschaltung deaktiviert ist, werden seine Ventile nicht betätigt, und wird trotz des Umstands, dass der Kolben typischerweise weiter hin und her läuft, während des Arbeitstakts kein Kraftstoff verbrannt. Da die Zylinder, die "abgestellt sind", keinerlei Nettokraft liefern, wird die anteilsmäßige Belastung auf die restlichen Zylinder erhöht, wodurch gestattet wird, dass die restlichen Zylinder mit einer verbesserten thermodynamischen Leistungsfähigkeit arbeiten. Bei der Steuerung zur intermittierenden Zündung werden Zylinder ebenfalls während übersprungener Arbeitstakte vorzugsweise in dem Sinn deaktiviert, dass während übersprungener Arbeitstakte keine Luft durch den Zylinder gepumpt wird und kein Kraftstoff geliefert und/oder verbrannt wird, wenn ein solcher Ventildeaktivierungsmechanismus verfügbar ist. Häufig wird während der übersprungenen Arbeitstakte keine Luft in die deaktivierten Zylinder eingebracht, wodurch die Pumpverluste verringert werden. Doch unter anderen Umständen kann es während ausgewählter übersprungener Arbeitstakte erwünscht sein, Abgase in einem deaktivierten Zylinder einzuschließen oder in diesen einzubringen, aber keine Luft aus einem deaktivierten Zylinder abzugeben. Unter solchen Umständen kann der übersprungene Zylinder wirksam als Gasfeder wirken. Obwohl das Deaktivieren übersprungener Zylinder allgemein durchgeführt wird, sollte sich verstehen, dass es in einigen Motoren oder während einiger Arbeitszyklen nicht möglich sein kann, oder in einigen Situationen erwünscht sein kann, Zylinder wirklich zu deaktivieren. Wenn ein Zylinder übersprungen, aber nicht deaktiviert wird, werden Ansauggase, die von dem Ansaugkrümmer gezogen wurden, während des übersprungenen Arbeitstakts wirksam durch den Zylinder gepumpt.
Die meisten modernen Personenkraftwagen arbeiten mit Viertakt-Verbrennungsmotoren, die durch Benzin oder ähnliche Kraftstoffe angetrieben werden. Diese Fahrzeuge sind typischerweise mit einem oder mehreren Katalysatoren ausgestattet, die in das Abgassystem aufgenommen sind, um umweltschädliche Emissionen zu verringern. Die Katalysatoren können einen Dreiwegkatalysator verwenden, der gleichzeitig Stellen für reduzierende und oxidierende chemische Reaktionen bietet. Im Besonderen oxidiert der Katalysator Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser. Er reduziert auch Stickoxide zu N₂ und O₂. Für einen wirksamen Betrieb muss der Katalysator abwechselnd oxidierenden und reduzierenden Abgasströmen ausgesetzt werden, so dass weder die oxidierenden noch die reduzierenden Stellen gesättigt werden und ihre Wirksamkeit verlieren. Dies erfolgt typischerweise durch Verändern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses um den stöchiometrischen Punkt während des normalen Motorbetriebs.
Obwohl es das Konzept der Steuerung zur intermittierenden Zündung seit einer langen Zeit gibt, wurde es bei der Steuerung von im Handel erhältlichen Motoren traditionell nicht verwendet, so dass eine zusätzliche Herausforderung bei der Ausführung der Steuerung zur intermittierenden Zündung in der Sicherstellung liegt, dass die anderen Motor/Antriebsstrang-Systeme des Motors während der Steuerung zur intermittierenden Zündung wirksam arbeiten. Ein solcher System betrifft Motordiagnose. Wie Fachleute wohl verstehen, führen moderne Motormanagementsysteme eine beträchtliche Menge an Diagnosen von Komponenten im Zusammenhang mit der Funktion der Steuerung der Motoremissionen durch, während der Motor arbeitet. Diese Diagnosesysteme werden häufig als "On-Board-Diagnose"(OBD)-Systeme bezeichnet, und es gibt eine Anzahl von Motordiagnoseprotokollen, die durchgeführt werden, während der Motor läuft. Moderne OBD-Systeme speichern und melden eine bedeutende Menge an Informationen bezüglich des Betriebs und des Gesundheitszustands von verschiedenen Fahrzeug-Untersystemen einschließlich des Antriebsstrangs. Zur Unterstützung des Meldens wurde eine Anzahl von standardisierten Diagnoseüberwachungsprogrammen, aktiven Prüfungen, und zugehörigen Problemcodes (als OBD-II-Codes bekannt) entwickelt, um die Feststellung verschiedener erkannter Fehlfunktionen zu melden.
Viele der Diagnoseprotokolle betreffen Umweltfragen. Gegenwärtig gibt es in vielen Ländern Verordnungen, die verlangen, dass Motoren während der Verwendung Emissionen überwachen und regulieren. Einige Verwaltungsbereiche verlangen auch ein periodisches oder fortlaufendes Überwachen des Zustands verschiedener Komponenten und Sensoren, die in dem Prozess zur Steuerung der Emissionen verwendet werden. Diese können Verordnungen beinhalten, welche das Prüfen von Katalysatoren (oder anderen Vorrichtungen zur Steuerung der Emissionen), die in dem Abgassystem verwendet werden, und/oder das Prüfen der Sensoren (z.B. Sauerstoffsensoren), die verwendet werden, um während des Betriebs die Emissionen zu überwachen, verlangen. Beispielsweise gibt es in den Vereinigten Staaten eine Reihe von Bundes- und bundesstaatlichen (insbesondere Kalifornien) Verordnungen, die anordnen, dass bestimmte Prüfungen fortlaufend, bei jedem Motorein/ausschaltzyklus oder in anderen vorgeschriebenen Intervallen während der Verwendung durchgeführt werden. Ein solcher Satz von Verordnungen, die die Anforderungen für Fehlfunktions- und Diagnosesysteme betreffen, ist in dem California Code of Regulations (CCR), Kapitel 13, Abschnitt 1968.2 formuliert. Natürlich haben viele andere Verwaltungsbereiche ihre eigenen Sätze von Motordiagnoseanforderungen.
Zum Beispiel verlangt Kapitel 13 des CCR, §1968.2(e)(6.2.2), dass das OBD-II-System dann, wenn ein Fahrzeug mit einer adaptiven Rückkopplungssteuerung ausgestattet ist, eine Kraftstoffsystemüberwachung aufweisen muss, die eine Fehlfunktion feststellen/melden kann, wenn die adaptive Rückkopplungssteuerung alle Einstellungen, die durch den Hersteller gestattet sind, verbraucht hat. 1968.2(e)(6.2.1)(C) verlangt eine Zylinderungleichgewichtsüberwachung, die Ungleichgewichte des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen verschiedenen Zylindern überwacht. 1968.2(e)(1.2.1) verlangt eine Katalysatorleistungsfähigkeitsüberwachung, die in der Lage ist, eine Fehlfunktion des Katalysatorsystems festzustellen, wenn die Umwandlungsfähigkeit des Katalysatorsystems bis zu einem gewissen Maß abnimmt. Jede dieser Überwachungen verlangt typischerweise Eingaben von den Sauerstoffsensoren. Daher muss auch die Wirksamkeit der Sauerstoffsensoren selbst überwacht werden. In der Praxis kann die Durchführung einiger dieser Prüfungen während des normalen Betriebs des Motors eine Herausforderung darstellen, zum Teil, da für die Ausführung bestimmte Betriebsbedingungen erwünscht sind und das Beschränken des Motors auf einen Betrieb in einem Prüfmodus den von dem Fahrer gewünschten Betrieb beeinträchtigen kann.
Darüber hinaus sind trotz des Umstands, dass die bestehenden OBD-Systeme im Allgemeinen gut arbeiten, einige der Diagnosealgorithmen nicht gut dazu geeignet, verwendet zu werden, wenn ein Motor mit einer intermittierenden Zündungsweise betrieben wird. Die vorliegende Anmeldung beschreibt verschiedene Techniken und Protokolle, die gut dazu geeignet sind, Diagnosen durchzuführen und zu verbessern, während ein Motor mit einer intermittierenden Zündungsweise betrieben wird.
KURZDARSTELLUNG
Es werden verschiedene verbesserte Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, um Motordiagnosen während des Betriebs eines Motors mit intermittierender Zündung durchzuführen, während ein Fahrzeug gefahren wird. Im Allgemeinen wird die Kenntnis des Zündungsmusters (oder eines anderen Parameters, der verwendet werden kann, um eine Zündungsabfolge abzuleiten), verwendet, um passende Zeitpunkte zur Durchführung von ausgewählten Diagnosen zu bestimmen und/oder dabei zu helfen, Sensoreingaben oder Diagnoseergebnisse besser zu interpretieren.
Nach einem Gesichtspunkt werden ausgewählte Diagnosen zu Zeiten ausgeführt, zu denen nur ein einzelner Zylinder aus einer Gruppe von Zylindern in Bezug auf einen bestimmten Sensor, der bei der Diagnose verwendet wird, mehrere Male isoliert gezündet wird. Bei einigen Anwendungen verleiht dies den Diagnosealgorithmen die Fähigkeit, den isolierten Zylinder bei nur geringer oder keiner Beeinträchtigung durch benachbarte Zylinder zu analysieren. Von dieser Art von Ansatz können beispielsweise Diagnosen der Gemischanpassung und verschiedene Arten von Prüfungen zur Feststellung von Fehlzündungen profitieren.
Nach einem anderen Gesichtspunkt können ausgewählte Diagnosen durchgeführt (oder wenigstens begonnen) werden, während der Motor unter Verwendung einer Zündungsabfolge betrieben wird, die sicherstellt, dass über einen Zeitraum, der mehrere Motorzyklen beinhaltet, keine Zylinder in einer ersten Zylinderreihe gezündet werden, während Zylinder in einer zweiten Zylinderreihe wenigstens manchmal gezündet werden. Von dieser Art von Ansatz können beispielsweise Katalysator- und Sauerstoffsensorüberwachungen profitieren. Während einiger dieser Prüfungen oder Teilen einer Prüfung kann eine gesteuerte Menge an Luft durch die übersprungenen Zylinder gepumpt werden, wenn dies durch eine bestimmte durchgeführte Diagnose verlangt wird.
Die beschriebenen Prüfungen können opportunistisch durchgeführt werden, wenn die Betriebsbedingungen richtig sind, oder es können bestimmte Zündungsmuster/abfolgen befohlen werden, um die gewünschte Isolierung oder das gewünschte Überspringen eines oder mehrerer ausgewählter Zylinder zu erreichen.
Es werden auch Steuereinheiten und Algorithmen zur Durchführung dieser Prüfungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung und ihre Vorteile können durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, besser verstanden werden, wobei
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Systems ist, das zum Diagnostizieren von Fehlzündungen und/oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während eines Betriebs eines Motors mit intermittierende Zündung geeignet ist.
2 ist eine Tabelle, die eine Anzahl von Zündungsabfolgen bei intermittierender Zündung veranschaulicht, welche einen Zylinder in einem bestimmten Motor mit zwei Zylinderreihen mit getrennten Abgaskrümmern inhärent isolieren.
3 ist eine diagrammatische Darstellung eines repräsentativen Abgassystems für einen Motor mit zwei Zylinderreihen.
4 ist ein Diagramm, das den Spannungsausgang eines Sauerstoffsensors während einer Ansprechprüfung aufzeigt.
5 ist ein Diagramm, das einen typischen Motorsauerstoffsensorausgang veranschaulicht, welcher die zyklische Natur einer typischen Steuerung der Gemischanpassung hervorhebt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Diagnoseplaner veranschaulicht, der dazu geeignet ist, die Ausführung ausgewählter Diagnosen während des Betriebs eines Motors mit intermittierender Zündung anzuordnen.
In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen manchmal verwendet, um gleich Aufbauelemente zu bezeichnen. Es sollte sich auch verstehen, dass die Darstellungen in den Figuren diagrammatisch und nicht maßstabgetreu sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Diagnosen bei Motoren, die so gesteuert sind, dass die Zündung intermittierend erfolgt. Die Motoren, die so gesteuert sind, dass die Zündung intermittierend erfolgt, können verwendet werden, um die Antriebskraft für ein Fahrzeug bereitzustellen.
Viele moderne Personenkraftwagen arbeiten mit Viertakt-Verbrennungsmotoren. Diese Motoren weisen typischerweise mehrere Zylinder auf, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein können. Die Motorleistung wird durch derartiges Drosseln des Luftstroms in den Motor gesteuert, dass alle Zylinder mit im Wesentlichen der gleichen Luftansaugmenge arbeiten, wobei die Luftansaugmenge verringert wird, um die Motorleistung zu verringern. Die Steuerung zur intermittierenden Zündung bietet ein anderes Verfahren, um die Motorleistung zu steuern, indem einige Zylinder gezündet werden und andere Zylinder übersprungen werden, um die gewünschte Motorleistung zu erzielen.
Obwohl es das Konzept der Steuerung zur intermittierenden Zündung seit geraumer Zeit gibt und seine möglichen Vorteile in Bezug auf die Kraftstoffeffizienz bekannt sind, hat die Steuerung zur intermittierenden Zündung bis heute keine verbreitete Akzeptanz gefunden. Der Anmelder hat eine Technologie einer dynamischen Steuerung zur intermittierenden Zündung entwickelt, die über das Potential verfügt, die Steuerung zur intermittierenden Zündung von standardmäßigen Kraftfahrzeugmotoren praktikabel zu machen und hat eine Reihe von Patentanmeldungen eingereicht, die auf verschiedene Anordnungen für eine dynamische Steuerung zur intermittierenden Zündung und die Aufnahme der Steuerung zur intermittierenden Zündung in die Steuerung des Antriebs im Allgemeinen abzielen. Diese beinhalten die US-Patentschriften Nr. 7,954,474 ; 7,886,715 ; 7,849,835 ; 7,577,511 ; 8,099,224 ; 8,131,445 ; 8,131,447 ; und 8,336,521 , die US-Patentanmeldungen Nr. 13/309,460; 13/654,217, 13/654,244, 13/774,134 und die vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 61/682,065; 61/677,888; 61/683,553; 61/682,151; 61/682,553; 61/682,135; 61/897,686; und 61/682,168; die alle hier durch Nennung zur Gänze und für alle Zwecke aufgenommen werden. Viele dieser Anmeldungen beschrieben eine dynamische Steuerung zur intermittierenden Zündung, bei der die Bestimmung, ob ein bestimmter Zylinder gezündet werden soll oder nicht, kurz vor dem Beginn jedes Arbeitszyklus vorgenommen wird.
Auf dem Gebiet der Diagnosen gibt es eine Anzahl von Diagnosetechniken, die durch Berücksichtigen der Zündungsgeschichte bei der Diagnose verbessert werden können. Zum Beispiel ist die Fehlzündungsfeststellung ein Gebiet, auf das On-Board-Diagnosen typischerweise abzielen, und gibt es einige OBD-II-Codes, die sich spezifisch auf die Feststellung von Fehlzündungen richten. Wenn herkömmliche Fehlzündungsdiagnosen ohne Abwandlung auf einen Motor, der so gesteuert wird, dass die Zündung intermittierend erfolgt, angewendet würde, würde das Diagnosesystem wenigstens teilweise aufgrund von übersprungenen Gelegenheiten zur Zündung fälschlich "Fehlzündungen" melden. Daher sollte sich verstehen, dass die Notwendigkeit besteht, die Diagnosealgorithmen so anzupassen, dass sie die Steuerung zur intermittierenden Zündung berücksichtigen. Ferner kann der Betrieb mit intermittierender Zündung vorteilhaft verwendet werden, um dabei zu helfen, die Antriebsstrangdiagnosen zu verbessern.
Wie Fachleute verstehen werden, beruhen herkömmliche Fehlzündungsfeststellalgorithmen typischerweise auf Schwankungen der Kurbelwellenbeschleunigung oder der Kurbelwellengeschwindigkeit. Die Kurbelwellenbeschleunigung kann durch Messen der Kurbelwellenumdrehungsgeschwindigkeit während zwei benachbarter Zeitintervalle und Vergleichen der Umdrehungsgeschwindigkeiten bestimmt werden. Die Dauer der Zeitintervalle, die verwendet werden, um die Umdrehungsgeschwindigkeit zu messen, und ihre Phase in Bezug auf den oberen Totpunkt (Top Dead Center, TDC) des Zylinders 1, oder jeder beliebige andere Hinweis auf die absolute Ausrichtung der Kurbelwelle, kann angepasst werden, um die diagnostischen Messungen zu optimieren. Im Allgemeinen wird das Kurbelwellenbeschleunigungsmuster dann, wenn ein Motor während des normalen Betriebs mit allen Zylindern ordnungsgemäß arbeitet, von Zündung zu Zündung relativ konstant bleiben. Jede Gelegenheit zur Zündung eines Zylinders verfügt über eine zugehörige Kurbelwellenbeschleunigungsgröße und ein Profil, die mit seinem Verbrennungstakt zusammenhängen. Natürlich werden das Beschleunigungsprofil und die Größe der Spitzen als Funktion einer Anzahl von Betriebsparametern einschließlich (aber ohne Beschränkung darauf) der Motoreinstellungen (wie etwa einer Masseluftladung (Mass Air Charge, MAC), dem Zündzeitpunkt usw.), der Motorgeschwindigkeit, des Getriebe- und Kupplungseingriffs, der Antriebsstrangbelastung und anderer Faktoren schwanken. Doch im Allgemeinen werden die Profile und Spitzen, die mit jeder Zündung in Zusammenhang stehen, während des stabilen Betriebs hinsichtlich der Form und der Größe grob übereinstimmen. Im Gegensatz dazu werden dann, wenn ein Zylinder fehlzündet, die Kurbelwellenbeschleunigungsspitze und das Profil, die mit dem fehlzündenden Zylinder in Zusammenhang stehen, typischerweise merklich anders als jene sein, die mit "normalen" Zündungen in Zusammenhang stehen. Wenn solche Anomalien durch einen Diagnosealgorithmus festgestellt werden (und insbesondere, wenn sich zeigt, dass sich solche Anomalien wiederholen), wird ein diagnostischer Fehlzündungscode erzeugt werden.
Das Kurbelwellenbeschleunigungsprofil, das während der Steuerung zur intermittierenden Zündung erzeugt wird, kann möglicherweise ziemlich anders als das gleichbleibende Muster aussehen, welches während des normalen Betriebs mit allen Zylindern bemerkt wird. Zum Beispiel können die Zylinder dann, wenn ein Motor in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung mit einem Zündungsanteil von 1/3 (z.B., wobei auf jede Zündung zwei Überspringungen folgen) betrieben wird, tatsächlich während der ersten, vierten und siebenten verfügbaren Gelegenheit zur Zündung gezündet werden, was zu zugehörigen größeren Beschleunigungsspitzen bei jeder dritten Gelegenheit zur Zündung führt. Die dazwischenliegenden Zylinder werden übersprungen, weshalb die Schwankungen bei der Kurbelwellenbeschleunigung zu den Zeiten, wenn die Verbrennung stattgefunden haben könnte, kleiner sind. Wie Fachleute verstehen werden, würden herkömmliche Fehlzündungsfeststellalgorithmen das Fehlen einer größeren Beschleunigungsspitze während der Zeitschlitze, die mit den übersprungenen Gelegenheiten zur Zündung verbunden sind, als Fehlzündungen interpretieren und diese Zylinder vermutlich als fehlzündend melden, wenn die Häufigkeit und/oder die Größe der Fehlzündungsfeststellungen die Schwellenwerte, die in den Fehlzündungsfeststellalgorithmus eingebaut sind, überschreiten.
Um derartige falsche Fehlzündungsfeststellungen wesentlich zu verringern oder zu beseitigen, kann der Fehlzündungsfeststellalgorithmus so abgewandelt werden, dass er die tatsächliche Zündungsgeschichte berücksichtigt, so dass durch den Fehlzündungsfeststellalgorithmus tatsächlich nur gezündete Zylinder berücksichtigt werden. Das heißt, wenn ein Zylinder übersprungen wird, wird keine Anstrengung unternommen, um in Bezug auf diesen bestimmten Zylinder ein Fehlzündungsereignis festzustellen. Auf diese Weise wird das Fehlen der Beschleunigungsspitzen während der Zeitschlitze, die mit den verpassten Gelegenheiten zur Zündung in Zusammenhang stehen, nicht als Fehlzündung der zugehörigen Zylinder interpretiert werden.
Darüber hinaus sollte sich verstehen, dass es eine Anzahl von Faktoren gibt, die das Kurbelwellendrehmoment beeinflussen. Zum Beispiel ist Energie nötig, um die Ansaugluft während des Verdichtungstakts zu verdichten; und diese Energie kommt von der Kurbelwelle und wirkt dadurch als negatives Drehmoment auf die Kurbelwelle. Motoren mit mehreren Zylindern sind im Allgemeinen so gestaltet, dass ihre Arbeitszyklen untereinander in konstanten Intervallen phasenverschoben sind, so dass die Verdichtung eines Zylinders stattfindet, während in einem anderen Zylinder die Verbrennung stattfindet. Beim normalen Betrieb mit allen Zylindern neigen das Drehmoment, das bei jeder Zündung erzeugt wird, das Drehmoment, das von jedem Verdichtungstakt benötigt wird, und andere von dem Motor erzeugte Drehmomente während des stabilen Zustands dazu, dass sie verhältnismäßig konstant sind. Daher besteht die Neigung, dass die gleichmäßige Beabstandung der Zylinderphasen dazu führt, dass jeder Zylinder durch Ereignisse, die in den anderen Zylindern stattfinden, ziemlich auf die gleiche Weise beeinflusst wird, was zu der Beständigkeit zwischen den Spitzen und Profilen, die mit jeder Gelegenheit zur Zündung während des normalen Betriebs mit allen Zylindern in Zusammenhang stehen, beiträgt.
Beim Betrieb mit intermittierender Zündung wird die Wirkung der anderen Zylinder nicht immer so gleichmäßig sein. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungen die Ventile auf eine Weise betätigt werden, bei der das Ansaug- und das Auslassventil während "gezündeter" Arbeitszyklen mit der normalen Abfolge betätigt werden und während übersprungener Arbeitszyklen beide geschlossen gehalten werden. Dies wird dazu führen, dass die Kräfte, die während jedes Takts des Arbeitszyklus auf die Kurbelwelle ausgeübt werden, während eines übersprungenen Arbeitszyklus anders sein werden, als jene, die während eines gezündeten Arbeitszyklus auftreten würden. Insbesondere wird während eines übersprungenen Arbeitszyklus, bei dem ein Auffangen von Niederdruck-Abgas verwendet wird, nur eine geringe Menge der verbleibenden Abgase in dem Zylinder zurückbleiben, und wird daher das Drehmoment, das während des Verdichtungstakts in einem übersprungenen Arbeitszyklus vermittelt wird, ganz anders als das Drehmoment sein, das während aktiver (gezündeter) Arbeitszyklen vermittelt wird, da die verhältnismäßig großen negativen Drehmomente, die für die Verdichtung der Ansauggase benötigt werden, während übersprungener Arbeitszyklen fehlen werden. Da sich der Verdichtungstakt, der mit einem Zylinder verbunden ist, typischerweise mit dem Verbrennungstakt eines anderen überschneiden wird, wird das Nettodrehmoment, das die Kurbelwelle während jedes beliebigen bestimmten Verbrennungsereignisses erfahren wird, durch die Zündungsentscheidungen von anderen Zylindern beeinflusst werden. Obwohl der Verdichtungstakt dazu neigt, den größten Einfluss zu haben, können die Differenzdrehmomente, die während des Ansaug- und des Ausstoßtakts erfahren werden, ebenfalls auf bedeutende Weisen unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann das Geschlossen halten des Ansaugventils während des übersprungenen Arbeitstakts verursachen, dass während des Ansaugens ein sehr geringer Druck in dem Zylinder entwickelt wird, wodurch während des Ansaugtakts eines übersprungenen Arbeitszyklus ein größeres negatives Drehmoment vermittelt wird, als während des Ansaugens eines aktiven (gezündeten) Arbeitstakts auftreten würde.
Und ferner können verschiedene Steuereinheiten für die intermittierende Zündung unterschiedliche Ventilbetätigungsschemata aufweisen und/oder eine Kombinationen von unterschiedlichen Ventilbetätigungsschemata verwenden, und können solche Ventilbetätigungsschemata die Drehmomentschwankungen, die die Kurbelwelle erfährt, weiter beeinflussen. Zum Beispiel kann dann, wenn ein Auslassventil nach einem Verbrennungsereignis nicht geöffnet wird, in der Zylinderverbrennungskammer durch die eingeschlossenen Verbrennungsgase wirksam eine "Hochdruckgasfeder" erzeugt werden. Eine solche Hochdruckfeder wird einen bedeutenden Einfluss auf das Drehmoment, das während aller anderen Takte ausgeübt wird, aufweisen. Die Verbrennungsgase können eingeschlossen werden, wenn auch mit einem gewissen Austritt um die Ventile und Kolbenringe, bis das Auslassventil bei irgendeinem späteren Arbeitszyklus geöffnet wird. Bei einem anderen Beispiel, das für Direkteinspritzungsmotoren besonders von Bedeutung ist, kann ein Ansaugventil in einem Arbeitszyklus, in dem keine Kraftstoffversorgung oder Verbrennung stattfindet, geöffnet werden, so dass während eines übersprungenen Arbeitszyklus eine Luftladung in der Verbrennungskammer eingeschlossen ist. Solche Ereignisse werden das Nettodrehmoment noch auf eine andere Weise beeinflussen. Unter noch anderen Umständen, die manchmal als "Wiederausstoß" bezeichnet werden, kann es erwünscht sein, das Auslassventil im normalen Verlauf nach der Zündung eines Zylinders zu öffnen und das Auslassventil dann in einem späteren übersprungenen Arbeitszyklus wie etwa dem, der einem aktiven (gezündeten) Arbeitszyklus unmittelbar vorangeht, erneut zu öffnen, was zu einem zusätzlichen Auslassventilöffnungsereignis führt. Bei noch anderen Ausführungen kann der Wiederausstoß am Ende jedes übersprungenen Arbeitszyklus eingesetzt werden. Natürlich kann auch eine Vielfalt anderer Ventilbetätigungsschemata eingesetzt werden, und es sollte offensichtlich sein, dass der Zeitpunkt und die Größe der Kräfte, die auf die Kurbelwelle ausgeübt werden, von dem Zustand aller Zylinder abhängen wird.
Die Differenzdrehmomente, die durch die Entscheidung, andere Zylinder zu überspringen/zu zünden, vermittelt werden, (und, bei Gebrauch, unterschiedliche Ventilbetätigungsschemata) können bedeutend genug sein, um den Fehlzündungsfeststellalgorithmus zu beeinflussen. Entsprechend wird der Fehlzündungsfeststellalgorithmus bei verschiedenen Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, angepasst, um derartige erwartete Drehmomentschwankungen zu berücksichtigen.
Wenn ein Zylinder während des Betriebs mit intermittierender Zündung fehlzündet, werden die Kurbelwellenbeschleunigungsspitze und das Profil, die mit dem fehlzündenden Zylinder zusammenhängen, typischerweise merklich anders als jene sein, die mit "normalen" Zündungen in Zusammenhang stehen. Wenn solche Anomalien durch einen Diagnosealgorithmus festgestellt werden (und insbesondere, wenn sich zeigt, dass sich solche Anomalien wiederholen), wird ein diagnostischer Fehlzündungscode erzeugt werden.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 1 wird ein Motordiagnosemodul nach einer repräsentativen Ausführungsform beschrieben werden. In der Figur ist eine Anzahl von Komponenten als gesonderte Funktionsblöcke veranschaulicht, um ein besseres Verständnis des Aufbaus zu erleichtern. Bei einigen Ausführungsformen können sie tatsächlich als gesonderte Komponenten ausgeführt sein. Doch häufiger werden viele (oder alle) Funktionsblöcke zu einer einzelnen Komponente vereinigt sein [z.B. zu einer Motorsteuereinheit (ECU) oder einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM)], oder würden die Funktionsblöcke in unterschiedlichen Gestaltungen vereinigt sein. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist ein Diagnosemodul 112 dazu ausgebildet, mit einer Motorsteuereinheit 100, einer Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung, und einem Kurbelwellendrehmomentberechner 108 zusammenzuwirken. Die Motorsteuereinheit 100 ist dazu ausgebildet, den Motor auf eine im Allgemeinen herkömmliche Weise zu steuern. Wenn der Motor mit einer intermittierenden Zündungsweise betrieben wird, ist die Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung dafür verantwortlich, die Zündungsabfolge zu bestimmen, d.h., welche Zylinderarbeitszyklen gezündet werden sollen und welche übersprungen werden sollen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann fast jede Art von Steuereinheit für die intermittierende Zündung als Element 104 verwendet werden. Beispielsweise kann für diesen Zweck jede beliebige der verschiedenen Steuereinheiten für die intermittierende Zündung, die in einigen der angeführten Patentschriften und Patentanmeldungen beschrieben sind, wie auch eine breite Vielfalt von anderen Steuereinheiten für die intermittierende Zündung verwendet werden. Wenn verschiedene Arten von Ventilbetätigungsschemata verwendet werden, kann auch das Ventilbetätigungsschema durch die Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung bestimmt werden.
Das Diagnosemodul 112 umfasst ein Fehlzündungsfeststellmodul 111, ein Abgasdiagnosemodul 113 und andere gewünschte und/oder passende Diagnosemodule 114.
Der Drehmomentberechner 108 ist dazu ausgebildet, auf Basis des gegenwärtigen Betriebszustands des Motors unter Verwendung des Wissens der Motorsteuereinheit um die erwartete Zündungsabfolge mit intermittierender Zündung und die Ventilbetätigungsstrategie das erwartete Kurbelwellendrehmomentprofil zu berechnen. Das erwartete Drehmomentprofil 109 wird dem Fehlzündungsfeststellmodul 111, das Teil eines Diagnosemoduls 112 ist, bereitgestellt. Das Fehlzündungsfeststellmodul 111 ist dazu ausgebildet, mit der Kurbelwellenbeschleunigung, die gemessen wird, die Kurbelwellenbeschleunigung, die für jede tatsächliche Zündung erwartet wird, zu bestimmen und Fehlzündungen, falls und wenn diese auftreten, festzustellen und die passende Fehlzündungsdiagnose wie gewünscht zu speichern.
Wie in 1 veranschaulicht bestimmt der Drehmomentberechner 108 auf Basis von Faktoren wie der Masseluftladung 131, der Kraftstoffladung 132, der Zündungsabfolge 105 (und, wenn angebracht, der Ventilsteuerungsabfolge 106), der Motorgeschwindigkeit 134 und/oder anderen Faktoren, die für das Drehmomentmodell als zweckmäßig betrachtet werden, das erwartete Drehmoment. Die Masseluftladung 131 und die Kraftstoffladung 132 können von der ECU 100 erhalten werden. Die Zündungsabfolge und die Ventilsteuerungsabfolge können von der Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung erhalten werden, und die Motorgeschwindigkeit 134 kann von einem Motorgeschwindigkeitssensor erhalten werden. Natürlich sollte sich verstehen, dass das erwartete Drehmoment bei anderen Ausführungsformen unter Verwendung anderer Eingabevariablen (zum Beispiel können bei verschiedenen Ausführungsformen anstelle der MAC die Nockensteuerung und der Krümmerabsolutdruck (Manifold Absolute Pressure, MAP) verwendet werden) berechnet werden kann und/oder jede beliebige der Eingaben von anderen geeigneten Quellen erhalten werden kann.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform erhält das Fehlzündungsfeststellmodul 111 das erwartete Drehmomentprofil 109 von dem Drehmomentberechner 108, die Zündungsabfolge 113 von der Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung, und die tatsächliche Motorgeschwindigkeit 134. Auf Basis dieser Eingaben berechnet das Fehlzündungsfeststellmodul das erwartete Kurbelwellenbeschleunigungsprofil und vergleicht es die erwartete Beschleunigung mit der tatsächlichen Beschleunigung, die mit den Zündungsereignissen verbunden ist. Wenn das Beschleunigungsprofil und/oder die Spitzenbeschleunigung, das bzw. die mit einer bestimmten Zündung verbunden ist, nicht verhältnismäßig nahe an dem erwarteten Beschleunigungsprofil und/oder der erwarteten Spitzenbeschleunigung liegt, wird ein mögliches Fehlzündungsereignis identifiziert und kann dieses Fehlzündungsereignis gemäß dem gewünschten Fehlzündungsfeststellprotokoll aufgezeichnet oder gemeldet werden. Es sollte sich verstehen, dass erwartet werden kann, dass sich die bestimmten Formeln, die verwendet werden, um die erwartete Kurbelwellenbeschleunigung zu berechnen, die Schwellenwerte, die benutzt werden, um zu bestimmen, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist, und/oder, ob das Auftreten einer Fehlzündung gemeldet werden soll, je nach den verschiedenen Motoren und den unterschiedlichen Diagnosezielen stark unterscheiden. Und obwohl die beschriebene Ausführungsform die Betrachtung der Kurbelwellenbeschleunigung ins Auge fasst, sollte sich verstehen, dass der Fehlzündungsfeststellalgorithmus auf verwandten Parametern wie der Motorgeschwindigkeit, der Kurbelwellenposition oder dem Kurbelwellenrucken (der Ableitung der Beschleunigung) beruhen kann. Alternativ können anstelle der Kurbelwellenbeschleunigung oder zusätzlich dazu Kombinationen dieser Parameter und/oder andere Faktoren verwendet werden.
Während die Veränderlichkeit der Zündungs/Überspringungsabfolge die Feststellung eines Fehlzündungsereignisses verkomplizieren kann, gibt es andere Aspekte der Steuerung zur intermittierenden Zündung, die die Fehlzündungsfeststellung vereinfachen.
Ein Merkmal des Betriebs mit intermittierender Zündung ist, dass die Zylinderbelastung auf die zündenden Zylinder größer als die entsprechende Zylinderbelastung während des Betriebs mit allen Zylindern ist. Dies erhöht die Kurbelwellenbeschleunigung, die mit dem Zündungsereignis verbunden ist, und macht die Wahrnehmung einer Fehlzündung einfacher, da die Fehlzündung zu einer größeren Änderung in dem Kurbelwellenbeschleunigungsprofil führen wird.
Die verschiedenen Komponenten der Motorsteuereinheit können in Hardware oder Software ausgeführt sein. Häufig umfasst die Motorsteuereinheit einen Prozessor, einen Speicher und verschiedene Computercodesteueralgorithmen, die dazu ausgebildet sind, durch den Prozessor ausgeführt zu werden, um die beschriebene Funktionalität durchzuführen. Ein solcher Code ist typischerweise in einem nichtflüchtigen Speicher, der für den Prozessor zugänglich ist, gespeichert und macht von verschiedenen Daten, die in Tabellen und anderen Datenstrukturen, worauf durch den Prozessor zugegriffen werden kann, gespeichert sind, Gebrauch.
Die Abgasüberwachung
Einige Arten von Diagnosen beruhen auf der Analyse der Abgase, und diese Diagnosen werden ebenfalls durch die Zündungsabfolge und Ventilbetätigungsstrategien beeinflusst werden. Die Gemischanpassung ist eine Art von Diagnose, die zum Teil auf der Analyse der Abgase beruht, und es gibt mehrere OBD-II-Algorithmen und zugehörige Codes, die sich im Besonderen auf Fehlfunktionen der Kraftstoffversorgung richten, einschließlich der folgenden:
P0170 Fehlfunktion der Gemischanpassung (Reihe 1)
P0171 System zu mager (Reihe 1)
P0172 System zu fett (Reihe 1)
P0173 Fehlfunktion der Gemischanpassung (Reihe 2)
P0174 System zu mager (Reihe 2)
P0175 System zu fett (Reihe 2)
Bei vielen Fahrzeugen ist der Ausgang eines Abgassauerstoffsensors oder Lambdasensors eine Schüsseleingabe in die Rückkopplungsschleife der Steuerung des Motorkraftstoffs. In dieser Anmeldung werden die Ausdrücke Sauerstoffsensor und Lambdasensor austauschbar für Sensoren verwendet, die in der Lage sind, nützliche Informationen hinsichtlich des Inhalts der Verbrennungsgase bereitzustellen, und es sollte sich verstehen, dass die Art des bestimmten verwendeten Abgassensors für die Erfindung nicht kritisch ist. In dem Abgassystem zwischen dem Motor und dem Katalysator kann wenigstens ein Sauerstoffsensor angeordnet sein. Die ECU verwendet den Ausgang des Sauerstoffsensors, um das Kraftstoffgemisch ins Gleichgewicht zu bringen, das Gemisch magerer zu gestalten, wenn der Sensor "fett" abliest, und das Gemisch fetter zu gestalten, wenn der Sensor "mager" abliest. Der Ausgang des Sauerstoffsensors kann verwendet werden, um die Menge an Kraftstoff, die zu den zündenden Zylindern geliefert wird, so einzustellen, dass im Wesentlichen stöchiometrische Verbrennungsbedingungen beibehalten werden. Dies wird typischerweise bewerkstelligt, indem eine vorgeschriebene Menge des gelieferten Kraftstoffs oder einer Kraftstoffladung als Teil einer Rückkopplungsschleife der Kraftstoffsteuerung angepasst wird. Die vorgeschriebene Kraftstoffladung wird sich mit Motorparametern wie etwa der Geschwindigkeit verändern, und die MAC kann durch eine Nachschlagetabelle oder irgendein anderes Mittel definiert werden. Typische annehmbare Anpassungswerte können von 0,7 bis 1,4 reichen, obwohl größere und kleinere Anpassungswerte verwendet werden können. Wenn der Anpassungswert für einen längeren Zeitraum außerhalb dieser Grenzen liegt, kann ein Anpassungsfehlfunktionsfehlercode erzeugt werden. Es kann auch ein Fehlercode erzeugt werden, wenn die Anpassungswerte innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegen, aber zwischen verschiedenen Reihen oder Zylindern erheblich schwanken. Derartige Fehler können als ein Anpassungsungleichgewicht beschrieben werden. Wie Fachleute verstehen werden, bleibt die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors während des normalen Betriebs nicht konstant. Sie neigt vielmehr dazu, zwischen hoch und niedrig hin und her zu kippen, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von fett zu mager abgeändert wird, um sicherzustellen, dass der Katalysator nicht entweder in einem reduzierenden oder in einem oxidierenden Zustand völlig gesättigt wird. Beispielsweise ist ein typischer Sauerstoffsensorausgang unter normaler Steuerung in 5 veranschaulicht. Der Ausgang weist die richtige Größe zwischen dem hohen und dem niedrigen Signalpegel auf, was eine richtige Funktion anzeigt, und die Ausgangsmodulation folgt der Modulation des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses, was ein richtiges Ansprechen anzeigt.
Wenn die durchschnittliche Spannung von einem Sauerstoffsensor ansteigt, zeigt dies einen fetten Zustand an, der möglicherweise an der Einbringung von unerwartet geringen Luftladungen (MAC) in den Zylinder oder einer Übereinbringung an Kraftstoff liegt. Wenn die durchschnittliche Spannungsablesung abfällt, läuft das Gemisch mager, was möglicherweise an einem Vakuumleck oder aufgrund eines beschädigten Sensors selbst liegt. Ungeachtet des Umstands wird bei Auftreten einer abnormalen Sauerstoffsensorausgabe die Anomalie durch den Diagnosealgorithmus festgestellt werden und auf die gewünschte Weise gemeldet und/oder behandelt werden.
Wenn ein Ausstoßereignis übersprungen wird (entweder wegen des Überspringens eines Arbeitszyklus oder der Verzögerung eines Ausstoßereignisses), wird der Sauerstoffsensor den Abgasen von der vorhergehenden Gelegenheit zur Zündung für einen längeren Zeitraum ausgesetzt sein, als es beim gewöhnlichen Ablauf der Fall sein würde. Dies kann die Rückkopplungsschleife der Kraftstoffsteuerung möglicherweise unterbrechen. Entsprechend kann es nützlich sei, die Zündungs- und/oder Ausstoßabfolge auch bei der Abgasüberwachungsdiagnose zu berücksichtigen. Als konkretes Beispiel wird die Einstellung der Gemischanpassung einzelner Zylinder leichter sein, da sich die Abgase von jedem zündenden Zylinder dann, wenn der Motor einige Zylinder überspringt, länger über dem Sauerstoffsensor aufhalten werden. Es wird auch eine geringere Vermischung der Abgase zwischen aufeinanderfolgenden Zylinderzündungen bestehen. Diese beiden Eigenschaften gestatten ein genaueres Erfassen des Abgassauerstoffgehalts bei jeder beliebigen Zylinderzündung.
Sauerstoffsensoren können bei verschiedenen Fahrzeugen an unterschiedlichen Stellen in dem Abgassystem positioniert sein, und häufig werden mehrere Sauerstoffsensoren verwendet. Zum Beispiel ist es bei Fahrzeugen mit zwei Abgaskrümmern üblich, in jedem Abgaskrümmer einen oder mehrere Sauerstoffsensoren bereitzustellen, wie auch (einen) sekundäre(n) Sensor(en) um den (die) Katalysator(en). Durch gesonderte Sauerstoffsensoren in jedem Abgaskrümmer in einem V-Motor können die rechte und die linke Reihe des Motors unabhängig voneinander überwacht werden. Doch aufgrund der Ansprechzeit der Sauerstoffsensoren und des Umstands, dass es zu einem gewissen Mischen zwischen den Abgasen von verschiedenen Ausstoßereignissen kommt, war es herkömmlich sehr schwierig, die Zylinder einzeln zu diagnostizieren, insbesondere, wenn der Motor mit hohen Motorgeschwindigkeiten arbeitet.
Die Steuerung zur intermittierenden Zündung kann verwendet werden, um das unabhängige Überwachen der Abgase je nach Zylinder (oder, falls gewünscht, in verschiedenen eindeutigen Untersätzen von Zylindern) während des Betriebs des Motors zu vereinfachen. Man betrachte zum Beispiel einen Vierzylindermotor mit einem einzelnen Abgaskrümmer und einen Sauerstoffsensor stromaufwärts von dem Katalysator. Wenn der Motor mit einem Zündungsanteil von 25 % mit einer gleichmäßigsten Beabstandung der Zündungen betrieben wird, würde jeder vierte Zylinder gezündet werden. Das heißt, der gleiche Zylinder würde wiederholt gezündet werden. Natürlich ergibt sich das gleiche Ergebnis, wenn ein bestimmtes Zündungsmuster, das nur einen Zylinder zündet, ausgewählt wird. Wenn der gleiche Zylinder wiederholt gezündet wird, werden die Abgase auf den Ausstoß von einem einzelnen Zylinder beschränkt sein, wodurch eine diagnostische Analyse eines einzelnen Zylinders gestattet wird. Derartige Diagnosen einzelner Zylinder können auf Befehl als Teil eines bestimmten Diagnoseprotokolls durchgeführt werden (z.B. durch Befehlen eines bestimmten Zündungsanteils, der einen Zylinder isoliert, oder durch Befehlen einer bestimmten Zündungsabfolge, die einen Zylinder isoliert). Zudem oder alternativ können Diagnosen einzelner Zylinder opportunistisch durchgeführt werden, wenn es dazu kommt, dass die Steuerung für die intermittierende Zündung einen Zündungsanteil befiehlt, der einen Zylinder isoliert (z.B. der befohlene Zündungsanteil von 25 % in einem Vierzylindermotor).
Achtzylindermotoren mit zwei Abgaskrümmern mit einzelnen Sauerstoffsensoren bieten sogar noch mehr Gelegenheiten, um Zylinder zu isolieren. Beispielsweise kann ein Achtzylindermotor, der mit Zündungsanteilen von 1/8, 1/4, 3/8 und 5/8 mit gleichmäßigst beabstandeten Zündungen arbeitet, zu sich wiederholenden Zündungsabfolgen führen, die einen der Zylinder in einer Reihe isolieren. Diese Abfolgen neigen zu guten Noise-Vibration-Harshness(NVH)-Eigenschaften und sorgen für eine gleichmäßigere Drehmomenterzeugung durch den Motor. Eine merkbare Eigenschaft ist eine gleichmäßigste Beabstandung der Abfolge der Zündungen, bei der sich die Anzahl der Überspringungen zwischen aufeinanderfolgenden Zündungen höchstens um Eins unterscheidet – obwohl dies eine gleichmäßigst beabstandete Abfolge nicht vollständig definiert. Wenn derartige Abfolgen verwendet werden (entweder opportunistisch oder auf Befehl), können die Abgase, die mit dem (den) isolierten Zylinder(n) verbunden sind, analysiert werden, wodurch die Diagnose eines einzelnen Zylinders erleichtert wird. Allgemeiner wird zu jeder Zeit, zu der ein Zündungsanteil, bei dem es sich um ein ganzzahliges Vielfaches von 1/8 oder 1/16 handelt, unter gleichmäßigst beabstandeten Zündungen befohlen wird, nur ein fester Satz von Zylindern gezündet werden. Ein Zündungsanteil von 1/8 verursacht die Zündung eines Zylinders, was diesen Zylinder inhärent isoliert. Ein Zündungsanteil von 2/8 verursacht die Zündung von zwei Zylindern, die sich möglicherweise in der gleichen Reihe oder in unterschiedlichen Reihen befinden können. Wenn sie sich in unterschiedlichen Reihen befinden, kann jeder Zylinder unabhängig analysiert werden. Ein Zündungsanteil von 3/8 verursacht die Zündung von drei Zylindern, die sich möglicherweise alle in der gleichen Reihe befinden könnten oder so verteilt sein könnten, dass zwei Zylinder in einer Reihe zünden und ein einzelner Zylinder in der anderen Reihe gezündet wird. In einem solchen Fall kann der Zylinder, der in der zweiten Reihe gezündet wird, unabhängig analysiert und diagnostiziert werden. Selbst wenn der Zündungsanteil höher als 3/8 ist, kann es Umstände geben (entweder erzwungen oder durch Zufall), in denen ein einzelner Zylinder auf eine sich wiederholende Weise, die für die Analyse und/oder Diagnose des einzelnen Zylinders gut geeignet ist, isoliert werden wird.
2 ist eine Tabelle 500, die die Verteilung der Zündung unter bestimmten Zylindern bei ausgewählten Zündungsanteilen (alles ganzzahlige Vielfache von 1/8), welche zu der Isolierung eines einzelnen Zylinders führen, bei einer bestimmten Motorgestaltung veranschaulicht. Der dargestellte Motor weist eine Zylinderzündungsreihenfolge von 1(L)-8(R)-7(L)-2(R)-6(R)-5(L)-4(R)-3(L) auf, wobei "R" einen Zylinder in der rechten Reihe darstellt, und "L" einen Zylinder in der linken Reihe darstellt. In der Zeichnung stellt jede Reihe ein unterschiedliches physisches Zündungsmuster dar. Die Spalte 501 gibt den Zündungsanteil an. Die Spalte 503 enthält eine unterschiedliche Spalte für jeden Zylinder in der sequentiellen Zeitabfolge mit Einträgen in jeder Spalte, die sich verbinden, um die Reihenfolge der Zündungen anzugeben, wobei "1en" Zündungen und "0en" Überspringungen darstellen. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist jede Zündungsentscheidung eine binäre Entscheidung, d.h., Überspringen oder Zünden, und macht das Zündungsmuster der acht Zylinder daher ein digitales Byte (8 Bits) aus, das eine entsprechende dezimale Darstellung aufweist, die in Spalte 505 angegeben ist. Die Spalte 507 stellt die gleiche Information wie der Spaltensatz 503 auf eine andere Weise dar. In diesem Satz sind die Spalten mit physischen Zylindernummern in der Reihenfolge, in der sie gezündet werden, beschriftet, was bei dem Beispiel die Zündungsreihenfolge 1-8-7-2-6-5-4-3 ist. In diesem Satz sind Zündungen mit "1en" dargestellt, und sind Überspringungen jeweils durch ein "s" dargestellt. Die Spalte 509 stellt die gleiche Information wie die Spaltensätze 503 und 507 dar, hebt aber dieses Mal die gezündete Reihe hervor. Somit befinden sich Spalten, die mit "L" bezeichnet sind, in der linken Spaltenreihe, und befinden sich Spalten, die mit "R" bezeichnet sind, in der rechten Spaltenreihe. Die Einträge für gezündete Zylinder sind mit "L" bezeichnet, wenn sich der Zylinder in der linken Reihe befindet, und mit "R" bezeichnet, wenn sich der Zylinder in der rechten Reihe befindet. Einträge für übersprungene Zylinder sind mit "s" bezeichnet.
Die Reihen sind in Sätze von Zündungsabfolgen gruppiert, die jeweils einen bestimmten Zylinder isolieren. Somit zeigt zum Beispiel der Reihensatz 521 die vier Zündungsabfolgen, die den Zylinder 1 isolieren. Der Reihensatz 522 zeigt die beiden Zündungsabfolgen, die den Zylinder 8 (den zweiten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 523 zeigt die drei Zündungsabfolgen, die den Zylinder 7 (den dritten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 524 zeigt die vier Zündungsabfolgen, die den Zylinder 2 (den vierten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 525 zeigt die vier Zündungsabfolgen, die den Zylinder 6 (den fünften sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 526 zeigt die drei Zündungsabfolgen, die den Zylinder 5 (den sechsten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 527 zeigt die beiden Zündungsabfolgen, die den Zylinder 4 (den siebenten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren. Der Reihensatz 523 zeigt die vier Zündungsabfolgen, die den Zylinder 3 (den achten sequentiell gezündeten Zylinder) isolieren.
Zu Erklärungszwecken sind nur die Zündungsabfolgen der Zündungsanteile, die Vielfache von 1/8 sind, gezeigt. Es sollte sich jedoch verstehen, dass es abhängig von der Motorgestaltung eine Anzahl von anderen Zündungsanteilen geben kann, die über die Eigenschaft verfügen werden, einen einzelnen Zylinder in einer Reihe zu isolieren. Zum Beispiel weist bei der beschriebenen Ausführungsform ein Zündungsanteil von 5/16 mit einer Zündungsabfolge von 00010010 01001001 eine sich wiederholende Reihenzündungsabfolge von sssRssRs sRssRssL auf, was bedeutet, dass der physische Zylinder #3 der einzelne Zylinder in der linken Reihe ist, der gezündet werden wird, und der bei jeder zweiten seiner Gelegenheiten zur Zündung gezündet wird. Natürlich gibt es auch eine Anzahl von anderen derartigen Abfolgen.
Obwohl die Tabelle 500 auf einem bestimmten Achtzylindermotor beruht, der gemäß einem Ansatz der Steuerung zur intermittierenden Zündung betrieben wird, die gleichmäßigst beabstandete Zündungen begünstigt, sollte sich verstehen, dass ähnliche Tabellen für andere Motoren und für Motoren, die unter Verwendung anderer Arten von Beschränkungen, Definitionen oder Mustern der Steuerung zur intermittierenden Zündung betrieben werden, aufgebaut werden können. Dies umfasst Motoren, die unterschiedliche Anzahlen von Zylindern aufweisen, Motoren mit mehr als zwei gesonderten überwachten Abgaskrümmern (oder Abgaskrümmerabschnitten), Motoren, die unter anderen Arten von Steuerungen zur intermittierenden Zündung laufen, usw.
Mit dieser Kenntnis können mehrere einzigartige Arten von Diagnosen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann der Motor, falls gewünscht, während des ansonsten gewöhnlichen Betriebs mit intermittierender Zündung des Motors in eine diagnostische Betriebsart mit intermittierender Zündung gebracht werden. Das heißt, während ein Fahrzeug beim gewöhnlichen Ablauf unter Verwendung der Steuerung zur intermittierenden Zündung gefahren wird, kann eine diagnostische Abfolge zur intermittierenden Steuerung ausgewählt werden, die einen Zündungsanteil aufweist, der hoch genug ist, um das gewünschte Drehmoment zu liefern, aber einen oder mehrere bestimmte Zylinder in ihren zugehörigen Reihen für Diagnosezwecke isoliert. Zum Beispiel kann der Motor dann, wenn das verlangte Drehmoment des in 2 dargestellten Motors einen Zündungsanteil von wenigstens 30 % benötigt, unter passender Einstellung anderer Motorparameter wie des Krümmerdrucks, der Nockensteuerung, der Kraftstoffversorgung usw. mit einem Zündungsanteil von 3/8 betrieben werden, um das gewünschte Drehmoment zu liefern. In diesem Zustand können alle Zylinder außer den physischen Zylindern Nr. 4 und 8 einzeln geprüft werden, wie in Tabelle 500 (siehe den Spaltensatz 507) ersichtlich ist. Wenn die Betriebsbedingungen einen Betrieb mit einem Zündungsanteil von 1/8 oder 1/4 gestatten, können alle Zylinder geprüft werden. Und bei einem Betriebszündungsverhältnis von 5/8 können die physischen Zylinder 1, 2, 3 und 6 zur Diagnose isoliert werden. Diese Fähigkeit, bestimmte Zylinder während des ansonsten normalen Betriebs des Motors für die Abgasüberwachung zu isolieren, während dennoch die gewünschte Motorausgangsleistung geliefert wird, stellt eine Diagnose einzelner Zylinder, eine Anpassung und/oder andere Steuergelegenheiten bereit, die bei herkömmlichen Fahrzeugen nicht verfügbar sind.
Wenn die Bedingungen für eine Diagnose einzelner Zylinder in der Betriebsart mit intermittierender Zündung passend sind, kann die Steuereinheit für die intermittierende Zündung angewiesen werden, ein bestimmtes passendes Zündungsverhältnis und eine Phase zu verwenden, die einen ersten Zylinder isolieren. Sobald dieser Zylinder diagnostiziert wurde, kann die Phase der Zündungsabfolge wie erforderlich verändert werden, um einen zweiten Zylinder zur Diagnose zu isolieren. Dieser Prozess kann dann wiederholt werden, um jeden Zylinder, der bei dem ausgewählten Zündungsanteil isoliert und diagnostiziert werden kann, zu isolieren. Solange die sukzessiven Übergänge in der Phase vorgenommen werden, wird die gesamte Motorausgangsleistung der verlangten Motorausgangsleistung während der Diagnose immer noch im Wesentlichen folgen und sollten Vibrationswirkungen von der Phasenverschiebung verhältnismäßig gering sein.
Wenn einige der Zylinder bei einem bestimmten Zündungsanteil, während gleichmäßigst beabstandete Zündungen verwendet werden, nicht isoliert werden können, können der Reihe nach unterschiedliche Zündungsabfolgen verwendet werden, um die restlichen Zylinder zu isolieren und/oder können (wenn möglich) unterschiedliche Zündungsanteile verwendet werden, die die Isolierung der restlichen Zylinder leicht machen.
Der beschriebene Ansatz ist ein sehr mächtiges Werkzeug für die Motordiagnose. Während des normalen Motorbetriebs besteht die Neigung zu längeren Zeiträumen, in denen die gewünschte Ausgangsleistung eines Motors, der so gesteuert wird, dass die Zündung intermittierend erfolgt, unter Verwendung eines Zündungsmusters oder eines Zündungsanteils, das bzw. der die Isolierung eines Zylinders erleichtert, geliefert werden kann. Durch Nutzen dieser Zeiträume können während des normalen Motorbetriebs verschiedene Diagnosen vorgenommen werden, die während des herkömmlichen Betriebs mit allen Zylindern nicht möglich wären oder schwieriger zu planen wären.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel wurde ins Auge gefasst, dass der Motor bestätigend angewiesen wird, eine bestimmte physische Zylinderzündungsabfolge zu benutzen, um die Diagnosen zu erleichtern. Es sollte sich jedoch verstehen, dass derartige Diagnosen auch opportunistisch vorgenommen werden können, wenn es dazu kommt, dass ein Motor in eine Betriebsart gebracht wird, die einen einzelnen zündenden Zylinder in einer Abgaskrümmerreihe inhärent isoliert. Zum Beispiel beschreiben einige der anderen Patentschriften und Patentanmeldungen des Anmelders Steuereinheiten für die intermittierende Zündung, die einen (manchmal veränderlichen) Satz von verfügbaren Zündungsanteilen benutzen. Wenn einige der verfügbaren Zündungsanteile Zustände aufweisen, die einen Zylinder in einer Reihe inhärent isolieren (wie Zum Beispiel die Zündungsanteile 1/8, 1/4, 3/8 und 5/8 bei dem in 2 dargestellten Motor), kann jederzeit, wenn diese Zündungsanteile befohlen werden, eine Überprüfung vorgenommen werden, um zu bestimmen, ob die Abfolgenphase, die gegenwärtig angewiesen ist, tatsächlich einen Zylinder isoliert. Wenn dies der Fall ist, kann an dem isolierten Zylinder jede beliebige Diagnose eines einzelnen Zylinders durchgeführt werden.
Um den opportunistischen Ansatz besser zu verstehen, sollte verstanden werden, dass es für jeden möglichen Zündungsanteil einen festen Satz von physischen Zylinderzündungsabfolgen gibt, wenn die Zündungsanteile quantisiert werden und so beschränkt werden, dass sie für diesen bestimmten Zündungsanteil die am gleichmäßigsten beabstandeten sind. Dieses Merkmal ist in der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/801,472 mit der Bezeichnung "Managing Engine Firing Patterns and Pattern Transitions During Skip Fire Engine Operation", die hier durch Nennung aufgenommen wird, näher erklärt. Für Zündungsanteile von 3/8, 1/2 und 5/8 bei dem Motor, der in 5 jener Anmeldung dargestellt ist, werden einige der möglichen Abfolgen (Abfolgezustände) einen Zylinder isolieren, und andere nicht. Da die Steuereinheit die Zündungsabfolge kennt, kann sie leicht bestimmen, ob der gegenwärtige Zustand einen Zylinder isoliert, und wenn dies der Fall ist, welcher Zylinder isoliert wird. Es sollte auch angemerkt werden, dass dann, wenn der in 5 dargestellte Motor mit einem Zündungsanteil von 1/4 betrieben wird, die verschiedenen Abfolgen entweder zwei Zylinder (jeder in einer anderen Reihe) oder überhaupt keine Zylinder isolieren. Erneut kann die Steuereinheit den gegenwärtigen Zustand leicht bestimmen. Natürlich können bei einer Isolierung von zwei Zylindern beide Zylinder gleichzeitig einzeln diagnostiziert werden.
Und ferner gibt es eine Anzahl von Zündungsabfolgen mit intermittierender Zündung, die selbst dann längere Zeiträume der Isolierung des zündenden Zylinders in einer Reihe aufweisen, wenn sich das Zündungsmuster der physischen Zylinder mit der Zeit verändert. Wenn die erwartete Abfolge entweder bekannt ist oder vorhergesagt werden kann, oder nachdem eine frühere Abfolge bekannt ist, kann das Diagnoseprogramm Zeiträume identifizieren, in denen ein einzelner Zylinder gezündet wurde, und diese Information als Teil einer Diagnose eines einzelnen Zylinders verwenden.
Die beschriebene Abgasdiagnose kann wie zum Beispiel in 1 veranschaulicht durch ein Abgasdiagnosemodul 113 in einem Diagnosemodul 112 oder auf eine Vielfalt anderer Weisen durchgeführt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Abgasdiagnosemodul 113 eine Katalysatorwirksamkeitsüberwachung 121, die dazu ausgebildet ist, die Wirksamkeit eines oder mehrerer der Katalysatoren in einem Abgassystem zu prüfen, wie auch eine Sauerstoffsensoransprechüberwachung 123, die dazu ausgebildet ist, die Wirksamkeit eines oder mehrerer Sauerstoffsensoren zu prüfen. Die Sauerstoffsensoransprechüberwachung 123 kann Prüfungen für Sauerstoffsensoren sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts von einem Katalysator umfassen.
Die obige Besprechung der Abgasüberwachung zielt hauptsächlich auf Diagnosen ab, die opportunistisch oder anders an isolierten Zylindern vorgenommen werden können. Bei Motoren mit mehreren Reihen (wie etwa V-Motoren) ist ein anderes Merkmal der Steuerung zur intermittierenden Zündung, dass ihre Reihen manchmal so isoliert werden können, dass keiner der Zylinder in der bestimmten Reihe gezündet wird. Das heißt, bei einigen Zündungsmustern (z.B. bei einigen Zündungsanteilen) wird keiner der Zylinder in einer bestimmten Reihe von Zylindern gezündet werden. Das heißt, es können Isolierungen von nicht gezündeten Reihen verwendet werden, um andere Arten von Diagnosen zu erleichtern. Typischerweise ist es erwünscht, die Zylinder während der übersprungenen Arbeitszyklen zu isolieren, so dass weder Luft noch Kraftstoff durch die Zylinder gepumpt wird. Doch auf Wunsch können die Ventile und Kraftstoffeinspritzdüsen, die mit einer "inaktiven" Reihe verbunden sind, auf eine Weise betrieben werden, die Diagnosen erleichtert.
Um einige Arten von Versuchen, die sich die Reihenisolierung zu Nutze machen können, zu verdeutlichen, ist es hilfreich, die Art moderner Abgassysteme zu betrachten. Wie Fachleute verstehen werden, wird in modernen Fahrzeugen eine breite Vielfalt an unterschiedlichen Abgassystemen verwendet. Beispielsweise veranschaulicht 3 ein repräsentatives Abgassystem, das in Verbindung mit einem Motor mit zwei Zylinderreihen verwendet werden kann. Das veranschaulichte Abgassystem 300 verfügt über einen ersten Abgaskrümmer 302, der Abgase von einer ersten Zylinderreihe 290 erhält, und einen zweiten Abgaskrümmer 304, der Abgase von einer zweiten Zylinderreihe 295 erhält. Ein Abgasrohr, das gewöhnlich als "Y"-Rohr 308 bezeichnet wird, verbindet die Abgaskrümmer und leitet die Abgase von den Abgaskrümmern zu einem stromabwärts befindlichen Katalysator 315 (manchmal als "im Unterboden angeordneter" Katalysator bezeichnet). Bei einigen Systemen ist in jedem Zweig 309, 310 des Y-Rohrs 308 ein Y-Rohr-Katalysator 312, 313 bereitgestellt. Diese werden manchmal als "eng gekoppelte" oder stromaufwärts befindliche Katalysatoren bezeichnet. Ein Abgasrohr 318 befördert die Abgase von dem Katalysator zu einem Auspufftopf 321, und die Abgase werden von dem Auspufftopf 321 durch das Auspuffendrohr 324 abgegeben. Typischerweise ist über das Abgassystem hinweg eine Anzahl von Lambda(Sauerstoff)sensoren 340 bereitgestellt, um die Abgase an verschiedenen Stufen zu überwachen. Häufig wird dies Sensoren sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts jedes Katalysators 312, 313 und 315 umfassen. Für die Zwecke dieses Patents werden Sensoren, die sich stromaufwärts von einem Katalysator befinden, manchmal als "vordere" oder "stromaufwärts befindliche" Sensoren bezeichnet, und werden Sensoren, die sich stromabwärts von einem Katalysator befinden, manchmal als "hintere" oder "stromabwärts befindliche" Sensoren bezeichnet.
Obwohl 3 ein Abgassystem mit drei Katalysatoren 312, 313 und 315 zeigt, sollte sich verstehen, dass viele unterschiedliche Konfigurationen von Sauerstoffsensoren und Katalysatoren möglich sind. Bei einigen Motoren mit zwei Reihen können Katalysatoren 312 und 313 vorhanden sein, doch kann der Katalysator 315 weggelassen sein. Alternativ können die Katalysatoren 312 und 313 weggelassen sein und kann ein einzelner Katalysator 315 vorhanden sein. Für Motoren mit einer Reihe kann ein einzelner Katalysator verwendet werden oder können zwei Katalysatoren in Reihe verwendet werden. Wenigstens einige der hier beschriebenen Verfahren sind bei jedem beliebigen Abgassystem, das einen Sauerstoffsensor und einen Katalysator aufweist, anwendbar.
Wie oben aufgezeigt hat die Industrie eine Anzahl von Diagnoseüberwachungen, Prüfungen und Protokollen zur Erfüllung von gesetzlichen Bestimmungen, welche das Überwachen der Wirksamkeit der Katalysatoren und Sensoren vorschreiben, entwickelt. Einige der Prüfungen erfordern eine Steuerung der Abgase auf eine Weise, die schwer durchzuführen ist, wenn das Fahrzeug auf eine normale Weise unter einer Belastung arbeitet. Einige moderne Fahrzeuge sind so ausgebildet, dass sie die Kraftstofflieferung für einen Zeitraum, in dem der Fahrer bremst oder seinen Fuß anderweitig von dem Gaspedal nimmt, gänzlich unterbrechen. Dies wird häufig als Ereignis der Kraftstoffunterbrechung beim Verlangsamen (Deceleration Fuel Cut Off, DFCO) bezeichnet. Einige Diagnoseprüfungen sind zur Ausführung während und/oder unmittelbar nach solchen DFCO-Ereignissen gestaltet. Dies funktioniert im Allgemeinen, da der Motor während solcher Zeiträume kein Drehmoment liefern muss, so dass es Raum für einen Betrieb des Motors unter Bedingungen, die für die Durchführung der Prüfungen geeignet sind, gibt.
Die Katalysatorwirksamkeitsüberwachung 121 und die Überwachung des Ansprechens des hinteren O₂-Sensors (die eine der Überwachungen ist, welch in der Sauerstoffsensoransprechüberwachung 123 ausgeführt sind), sind zwei der vielen On-Board-Diagnoseüberwachungen, die von Ereignissen der Kraftstoffunterbrechung beim Verlangsamen Gebrauch machen. Sowohl die Überwachung des Ansprechens des hinteren O₂-Sensors als auch jene der Katalysatorwirksamkeit benötigen ein DFCO-Ereignis, das lang genug ist, um den Katalysator vollständig zu erschöpfen (Überwachung des Ansprechens des hinteren O₂-Sensors) oder vollständig mit Sauerstoff zu sättigen, bevor die Überwachung beginnen kann (Katalysatorwirksamkeitsüberwachung). Zudem können die Überwachungen auch viele andere Eingangsbedingungen wie etwa die Katalysatortemperatur oder Luftstromanforderungen aufweisen, die erfüllt werden müssen. In einigen Fällen benötigt eine Überwachung drei oder mehr DFCO-Ereignisse, um eine falsche Feststellung zu vermeiden und die Robustheit des Überwachungsalgorithmus sicherzustellen. Zudem können einige andere Überwachungen um die gleiche Gelegenheit der Fahrzeugverlangsamung konkurrieren, um ihre Arbeit abzuschließen. Daher ist es unter bestimmten Antriebsbedingungen manchmal schwierig, alle Überwachungsalgorithmen oft genug auszuführen um die Anforderungen von Mindestabschlussraten, die durch gesetzliche Bestimmungen vorgeschrieben werden, zu erfüllen.
Um die Vorteile der Durchführung dieser Arten von Prüfungen während des Betriebs mit intermittierender Zündung besser zu erläutern, wird die Funktion einer typischen Überwachung des Ansprechens des hinteren O₂-Sensors beschrieben. Der hintere O₂-Sensor ist ein Sauerstoffsensor, der sich stromabwärts von einem Katalysator befindet. Um das Ansprechen eines Sauerstoffsensors zu bestimmen, kann man den Sensorspannungsabfall von einer fetten (sauerstoffarmen Umgebung) (die einer höheren Sensorspannung entspricht) zu einer mageren Umgebung (Vorhandensein von Sauerstoff), (die durch eine niedrige Sensorspannung angegeben wird) bewerten. Das Ansprechen eines hinteren Sauerstoffsensors, d.h., stromabwärts von einem Katalysator, konvolviert das Ansprechen sowohl des Katalysators als auch des Sensors. Um ein Ansprechen bei einem stromabwärts befindlichen Sensor zu messen, muss sich der Katalysator selbst dicht an einer vollständigen Sauerstofferschöpfung befinden, um eine fette Umgebung bereitzustellen, und dicht an einer vollständigen Sättigung mit Sauerstoff befinden, um eine magere Umgebung bereitzustellen.
Ein bestehender Ansatz fasst das Ausführen der Prüfung des hinteren O₂-Sensors bei Feststellung eines DFCO-Ereignisses ins Auge. Bei einer solchen Prüfung werden die Zylinder dann, wenn ein DFCO-Ereignis festgestellt wird, für einen Zeitraum, der ausreichend ist, um den Sauerstoff in dem (den) Katalysator(en) stromaufwärts von dem geprüften Sensor zu erschöpfen, fett betrieben (anstelle abgestellt zu werden). Sobald der Katalysatorsauerstoff erschöpft ist, werden die Abgase, die an dem Sensor vorbeilaufen, fett sein, was zu einem hohen Spannungsausgang von dem hinteren Sauerstoffsensor führt. Sobald die kraftstoffreiche (sauerstoffarme) Umgebung hergestellt wurde, wird der Kraftstoff zu den Zylindern unterbrochen, während die Ventile nach wie vor auf eine Weise betätigt werden, die verursacht, das Luft durch die Zylinder gepumpt wird. Die Luft sättigt den Katalysator verhältnismäßig rasch mit Sauerstoff, was durch den Sauerstoffsensor als niedriger Spannungsausgang widergespiegelt wird. Die Flankensteilheit (Neigung) der Abnahme der Signalspannung des Sauerstoffsensors von fett zu mager spiegelt das Ansprechen des Sensors mit jenem des Katalysators konvolviert wider. Der richtig funktionierende Katalysator und hintere Sauerstoffsensor können das Ergebnis erbringen, das graphisch in 4 veranschaulicht ist.
Wenn die Neigung des Sensoransprechens zu gering ist, d.h., die Sensorspannung nicht rasch genug abnimmt, zeigt dies eine Fehlfunktion in dem hinteren Sauerstoffsensor (unzureichendes Ansprechen) an. Wenn die Neigung des Sensors zu hoch ist, d.h., die Sensorspannung zu rasch abnimmt, zeigt dies eine Fehlfunktion in dem Katalysator an, da dieser zu rasch mit Sauerstoff gesättigt wird.
Unter Steuerung zur intermittierenden Zündung kann eine derartige Prüfung unter Verwendung einer isolierten Reihe sogar während des normalen Betriebs des Fahrzeugs (d.h., ohne die Notwendigkeit, auf das Auftreten eines geeigneten DFCO-Ereignisses zu warten) leicht durchgeführt werden. Das heißt, wenn eine Reihe isoliert ist, kann diese Reihe auf die beschriebene Weise betrieben werden, um das Prüfen eines beliebigen der Sauerstoffsensoren auf dem Abgaspfad dieser Reihe zu erleichtern. Ein weiterer Vorteil der Ausführung derartiger Prüfungen während des normalen Betriebs mit intermittierender Zündung ist, dass das Drosselventil während des Betriebs mit intermittierender Zündung typischerweise ziemlich weit offen ist, wohingegen das Drosselventil während eines DFCO-Ereignisses typischerweise geschlossen sein würde. Daher kann dann, wenn Luft durch den Motor gepumpt wird, die Menge der Luft (MAC), die durch jeden übersprungenen Zylinder geführt wird, viel größer sein, als während DFCO, wenn das Drosselventil geschlossen ist, möglich ist. Zudem dreht sich der Motor während des normalen Betriebs typischerweise mit einer höheren Geschwindigkeit als während eines DFCO-Ereignisses. Diese Faktoren gestatten, dass Luft rascher durch die Katalysatoren gepumpt wird, ohne dass es nötig ist, während einer solchen Diagnose aggressiv zu befehlen, dass sich das Drosselventil weit öffnet, was gestattet, dass die Prüfung des Sensoransprechens rascher durchgeführt wird und der Übergang von fett zu mager steiler ist, was beides erwünscht ist.
Eine andere Prüfung im Zusammenhang mit dem Abgas überwacht die Leistungsfähigkeit des Katalysators. Im Allgemeinen wird das Fahrzeug während des Zeitraums, der nötig ist, um den Katalysator von einem sauerstoffgesättigten mageren Zustand zu einem fetten (vollständig erschöpften) Zustand übergehen zu lassen, fett betrieben. Die Katalysatorleistungsfähigkeitsüberwachung 121 bestimmt die Menge des überschüssigen Kraftstoffs, die nötig ist, um den Katalysator zu erschöpfen, was eine gute Angabe von dessen Kapazität gibt. Wie die oben beschriebene Prüfung des hinteren O₂-Sensors beginnt die Katalysatorleistungsfähigkeitsüberwachung 121 die Ausführung häufig während eines DFCO-Ereignisses. Im Besonderen wird der geprüfte Katalysator während des DFCO-Ereignisses gesättigt. Wenn das Ereignis der Kraftstoffunterbrechung endet, werden die Zylinder fett betrieben und integriert die Überwachung den überschüssigen Kraftstoff, um die Kapazität des Katalysators zu bestimmen. Es sollte sich verstehen, dass Isolierungen von Reihen durch intermittierende Zündung verwendet werden können, um den zugehörigen eng gekoppelten Katalysator durch das Pumpen von Luft durch übersprungene Zylinder während ausgewählter Arbeitszyklen zu sättigen. Wenn die Reihe erneut aktiv wird (entweder wie bei einer Prüfung, die eine Zündung vorschreibt, angewiesen oder unter normaler Steuerung), werden Zylinder in dieser Reihe fett betrieben und kann die Katalysatorkapazität durch Verfolgen der Menge an überschüssigem Kraftstoff in den Zylindern der zugehörigen Reihe, die nötig ist, um den in dem Katalysator gespeicherten Sauerstoff zu erschöpfen, bestimmt werden.
Bei vielen der Steuersysteme zur intermittierenden Zündung, die in den aufgenommenen Patentschriften und Patentanmeldungen beschrieben sind, können die Zylinder einzeln auf Basis der Gelegenheiten zur Zündung deaktiviert werden. Dieser feine Grad der Steuerung der Ventilbetätigung gestattet verhältnismäßig genaue Grade der Steuerung der Luftmenge, die zu jeder Zeit durch das Abgassystem gepumpt werden, was auf eine weitere Abschwächung von Umweltbedenken abzielt.
Man wird verstehen, dass Diagnoseüberwachungen leicht aktualisiert werden können, um sich die Kenntnis der tatsächlichen und/oder erwarteten Zündungsabfolge zu Nutze zu machen. Die tatsächlichen Algorithmen, die verwendet werden, um die Ergebnisse von verschiedenen Diagnoseprogrammen zu planen, zu leiten und zu bewerten, können sich auf Basis der Bedürfnisse der bestimmten Überwachungen, Herstellerpräferenzen, gesetzlichen Bestimmungen usw. erheblich unterscheiden. Beispielweise veranschaulicht 6 ein Verfahren 600 zum Planen von Abgasdiagnoseüberwachungen, die sich die Kenntnis der Zündungsabfolge der intermittierenden Zündung zu Nutze machen, wenn sie passende Zeiten zur Durchführung bestimmter Diagnoseprüfungen bestimmen.
Die beschriebenen Schritte können durch einen Prozessor in der Diagnoseüberwachung 112, durch die ECU 100 oder durch jede beliebige andere geeignete Verarbeitungskomponente durchgeführt werden. Natürlich gibt es viele andere Weisen, auf die derartige Prüfungen geplant und verfolgt werden können.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 wird zuerst eine dahingehende Bestimmung vorgenommen, ob der Motor in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung betrieben wird (602). Wenn der Motor nicht in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung betrieben wird, wartet der Planer für die Diagnose bei intermittierender Zündung einfach, bis er den Betrieb mit intermittierender Zündung feststellt, und gestattet er der herkömmlichen Diagnoseverwaltung, die Diagnoseprogrammplanung zu steuern. Wenn der Motor in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung betrieben wird, können der gegenwärtige Zündungsanteil und die Phase bewertet werden, um zu bestimmen, ob irgendwelche Zylinder isoliert werden, und wenn dies der Fall ist, welche bestimmten Zylinder isoliert werden (604). Die Isolierung kann eine Isolierung eines einzelnen Zylinders in einer Reihe (oder einer anderen Gruppe) von Zylindern sein, eine Isolierung eines Zylinders als der einzige zündende Zylinder in dem Motor sein, oder auf jede beliebige andere Weise, die für die verfügbaren Prüfungen passend ist, erfolgen. Wie früher erwähnt können unter einigen Umständen zwei verschiedene Zylinder in ihren zugehörigen Reihen isoliert werden, und können in solchen Fällen beide isolierten Zylinder beobachtet werden.
Wenn ein (oder mehrere) Zylinder tatsächlich isoliert ist, kann jede beliebige Diagnose eines isolierten Zylinders für diesen Zylinder opportunistisch ausgeführt werden, solange der Zündungsanteil oder das Zündungsmuster unverändert bleibt. Somit kann der Planer dazu ausgebildet sein, zu überprüfen, ob für den isolierten Zylinder jedwede Diagnosen fällig sind (606). Wenn für den isolierten Zylinder Diagnosen fällig sind und jedwede anderen Betriebsanforderungen für die Prüfung erfüllt werden, wird der/werden die passende(n) Prüfung(en) an dem (den) isolierten Zylinder(n) durchgeführt (608). Bei einigen Ausführungen kann es erwünscht sein, verfügbare Diagnosen zu jeder beliebigen Zeit, zu der ein Zylinder isoliert ist, opportunistisch durchzuführen, wodurch die Notwendigkeit für die Überprüfung 606 beseitigt wird. Dies kann jedoch dazu führen, dass die Prüfung immer wieder wiederholt wird, solange der Motor bei dem gleichen Zündungsanteil läuft, was für einige Prüfungen unerwünscht sein kann. Daher kann es in vielen Fällen erwünscht sein, dass der Planer Fenster markiert, in denen die Ausführung bestimmter Zylinderprüfungen passend sein kann.
Nachdem die Prüfung befohlen wurde, kann eine Überprüfung vorgenommen werden, um zu bestimmen, ob die Prüfung tatsächlich abgeschlossen wurde (610). Diese Überprüfung kann nützlich sein, da viele Diagnoseprüfungen für den Abschluss mehrere Motorzyklen benötigen können, und es möglich ist, dass sich Betriebsbedingungen auf eine Weise ändern, die Änderungen in der Zündungsabfolge benötigen, was die Prüfung beeinträchtigen kann, bevor die Prüfung abgeschlossen ist. Auf Basis dessen, ob die Prüfung abgeschlossen ist, wird die Prüfung als abgeschlossen (612) oder nicht abgeschlossen oder abgebrochen (614) markiert.
Zusätzlich zu der Bestimmung, ob der gegenwärtige Zündungsanteil und die Phase einen Zylinder isolieren, kann auch eine dahingehende Bestimmung vorgenommen werden, ob der gegenwärtige Zündungsanteil FF eine Reihe von übersprungenen Zylindern isoliert (620). Wenn der gegenwärtige Zündungsanteil/die Phase eine Reihe von übersprungenen Zylindern isoliert, kann der Planer überprüfen, ob für die übersprungene Reihe von Zylindern jedwede Diagnoseprüfungen auf Basis übersprungener Reihen fällig sind (622). Wenn eine solche Prüfung fällig ist und jedwede anderen Betriebsbedingungen, die zur Ausführung der Prüfung nötig sind, erfüllt werden, kann die Prüfung der übersprungenen Reihe durchgeführt werden (624). Danach kann die Logik zu 610 übergehen, um wie vorher beschrieben zu bestimmen, ob die Prüfung abgeschlossen wurde.
Es sollte sich verstehen, dass die Reihenfolge der Prüfung hinsichtlich isolierter Reihen und isolierter Zylinder gänzlich im Ermessen des Gestalters der Diagnoseprüfung liegt und diese Bedingungen tatsächlich parallel identifiziert werden können, zum Beispiel auf Ereignisbasis. Es kann sogar Zeiten geben, zu denen ein einzelner Zylinder in einer Reihe isoliert ist, während keine Zylinder in einer zweiten Reihe gezündet werden, was die Gelegenheit bietet, verschiedene Arten von Prüfungen zur gleichen Zeit durchzuführen.
Jedes Mal, wenn bestimmt wird, dass die Bedingungen der intermittierenden Zündung nicht für eine opportunistische Diagnoseprüfung, die fällig ist, günstig sind (wie durch die "Nein"-Zweige der Schritte 606, 620 und 622 dargestellt ist), oder nachdem maßgebliche opportunistische Prüfungen abgeschlossen oder abgebrochen wurden, kann eine Überprüfung vorgenommen werden, um zu bestimmen, ob jegliche Diagnoseprüfungen, die mit dem Betrieb mit intermittierender Zündung kompatibel sind, zur Ausführung priorisiert wurden (630). Beispielsweise verlangen gesetzliche Bestimmungen, dass bestimmte Arten von Diagnoseprüfungen und Überwachungen bei jedem Fahrtzyklus innerhalb bestimmter Intervalle ausgeführt werden müssen. Wenn die Zeit vergangen ist und das Diagnosemodul während des normalen Betriebs nicht die Gelegenheit hatte, eine bestimmte Prüfung vorzunehmen, kann die Vornahme der Prüfung zu einer Priorität werden und kann eine passende Markierung gesetzt werden, die angibt, dass die Prüfungen möglichst ausgeführt werden müssen. Wenn eine priorisierte Prüfung während des Betriebs mit intermittierender Zündung vorgenommen werden kann und es die Betriebsbedingungen erlauben, kann dem Motor befohlen werden, unter Verwendung eines Zündungsmusters mit intermittierender Zündung oder eines Zündungsanteils zu arbeiten, das bzw. der die notwendige Bedingung (z.B. die Isolierung von bestimmten Zylindern oder Reihen) sicherstellt, während nach wie vor die gewünschte Motorausgangsleistung geliefert wird. Um dies zu erleichtern, bestimmt der Planer, ob die gegenwärtigen Betriebsbedingungen gestatten, dass die Steuerung zur intermittierenden Zündung die verlangte Motorausgangsleistung liefert, während gleichzeitig die Zylinderbetriebsbedingungen bereitgestellt werden, die nötig sind, um die Ausführung der notwendigen Prüfungen zu erleichtern (632). Wenn dies der Fall ist, befiehlt das Diagnosemodul 112 der Steuereinheit 104 für die intermittierende Zündung (1), einen Betrieb des Motors unter Verwendung des gewünschten Zündungsmusters, der Abfolge oder des Anteils anzuweisen (634). Dann wird die priorisierte Prüfung durchgeführt (636). Sobald die Prüfung befohlen wurde, kann die Logik zu 610 übergehen, um wie vorher beschrieben zu bestimmen, ob die Prüfung abgeschlossen wurde.
Wenn in 630 bestimmt wird, dass gegenwärtig keine mit der intermittierenden Zündung kompatible Prüfungen priorisiert sind, oder in Schritt 632 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Motordrehmomentanforderung oder andere Betriebsbedingungen die Durchführung der Prüfung während der Betriebsart mit intermittierender Zündung unpraktisch machen, kann die Logik zu Schritt 602 zurückkehren, wo der beschriebene Ansatz andauert, bis bestimmt wird, dass die Bedingungen passend sind, um während des Betriebs mit intermittierender Zündung eine Diagnoseprüfung durchzuführen. Natürlich kann die Prüfung dann, wenn die Ausführung der Prüfung zwingend wird, auf die gleiche Weise erleichtert werden, wie erforderliche Prüfungen gegenwärtig während des Betriebs eines Motors mit allen Zylindern priorisiert werden.
Obwohl nur einige wenige bestimme Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, sollte sich verstehen, dass die Erfindung in vielen anderen Formen ausgeführt werden kann, ohne von dem Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wurden nur einige wenige bestimmte Überwachungs- und Diagnosealgorithmen beschrieben. Es sollte sich verstehen, dass eine Anzahl von anderen Diagnosealgorithmen durch die Aufnahme der Kenntnis der Abfolge der intermittierenden Zündung und/oder durch Berücksichtigung des Einflusses der Abfolge der intermittierenden Zündung in dem Diagnosealgorithmus verbessert werden können.
Die obige Besprechung fasst das Isolieren eines Zylinders oder von Reihen von Zylindern (wie etwa einer nicht zündenden Reihe) für einen Zeitraum, der zur Durchführung einer Diagnoseprüfung geeignet ist, ins Auge. Der Zeitraum, für den die Isolierung eines Zylinders/einer Reihe vorzugsweise beibehalten wird, kann sich auf Basis der Art einer bestimmten Prüfung beträchtlich unterscheiden. Häufig ist es erwünscht, die Isolierung für mehrere Motorzyklen beizubehalten, obwohl dies nicht für alle Diagnoseprüfungen erforderlich ist. Beispielweise können einige Prüfungen, wie etwa die Gemischanpassung, zum Abschluss nur einige wenige Motorzyklen wie etwa wenigstens 5 Motorzyklen (10 Kurbelwellenumdrehungen) benötigen. Andere Prüfungen, die mit dem Sättigen eines Katalysators verbunden sind, können viel mehr Zyklen, in der Größenordnung von 100, benötigen. Die Prüfungsdauern können von weniger als einer Sekunde bis zu einigen Sekunden schwanken.
Obwohl die Erfindung hauptsächlich im Kontext der Fehlzündungsfeststellung und der Abgasüberwachung beschrieben wurde, kann das Verwenden der Kenntnis der Zündungsabfolge der intermittierenden Zündung auch bei einer Vielfalt von anderen Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel kann die Kenntnis der Zündungsabfolge bei
Diagnosen des Emissionsmanagements, der Einspritzdüsenschaltungssteuerung, der Emissionssteuerung und der Leerlaufsteuerung nützlich sein.
Ein anderes Diagnoseprogramm, das ohne Abwandlungen durch den Betrieb mit intermittierender Zündung in Verbindung mit der Ventildeaktivierung nachteilig beeinflusst würde, ist die Luftstromrationalität. Diese Diagnose wird gewöhnlich durch Ausführen mehrerer unterschiedlicher Luftstromschätzschemata, die jeweils von unterschiedlichen Sensorsätzen abhängen, und Vergleichen ihrer Ausgaben erreicht. Wenn die Luftströme, die durch diese beiden unabhängigen Schemata geschätzte werden, nicht mit einer gewissen Toleranz übereinstimmen, wird angegeben, dass in einem der oder beiden Sensorsätzen, die für jedes Luftstromschätzschema verwendet werden, ein Fehler vorliegt. Zum Beispiel verwendet die herkömmliche "Geschwindigkeits-Dichte"-Luftschätzung zusammen mit der Motorumdrehungszahl und der Nockenphase einen Ansaugkrümmerabsolutdruck (MAP) und die Temperatur, um die Frischluftladung, die durch Motorzylinder eingebracht wird, zu schätzen. Ein anderes Verfahren der Luftstromschätzung beruht auf einem Masseluftstrom (MAF). Jedes Modell kann verwendet werden, möglichst in Verbindung mit passenden Modellen der Motoransaugsystemkomponenten. Beim Betrieb mit intermittierender Zündung mit Ventildeaktivierung würden die beiden Schätzschemata dann, wenn sich jedes Schätzschema der Ventildeaktivierungsereignisse nicht bewusst wäre, ziemlich unterschiedliche Ergebnisse erzeugen; der Geschwindigkeits-Dichte-Ansatz, der sich nicht bewusst wäre, dass einige Ventile geschlossen sind, würde einen größeren Luftstrom schätzen, als der Ansatz auf Basis des MAF-Sensors, der den tatsächlichen Luftstrom feststellen würde. Die ebenfalls anhängige US-Patentanmeldung 13/794,157, die dem Anmelder übertragen ist, beschreibt Verfahren, um den Luftstrom und die Masseluftladung genau zu messen, und kann in die hier beschriebene Erfindung aufgenommen werden.
Es gibt einige Arten von Diagnosen, deren Durchführung während des normal belasteten Betriebs eines Motors, der in einer herkömmlichen Betriebsart mit allen Zylindern betrieben wird, schwierig war. Dies liegt zum Teil an der Ansprechzeit der Sensoren, die bei der Diagnose als Eingänge verwendet werden. Daher sind mehrere herkömmliche Diagnosealgorithmen nur zur Ausführung während eines Niedergeschwindigkeitsbetriebs eines Motors gestaltet. Das Betreiben eines Motors in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung, die das gewünschte Motordrehmoment liefert, kann Diagnosen, die während des Betriebs mit allen Zylindern nicht praktikabel sein könnten, erleichtern. Dies kann wie oben in Bezug auf die Abgasüberwachung besprochen in der Form einer Analyse eines isolierten Zylinders erfolgen. Oder es kann einfach auf der Kenntnis beruhen, dass eine bestimmte Anzahl von vorhergehenden und/oder nachfolgenden Gelegenheiten zur Zündung in der gleichen Reihe oder in dem Motor insgesamt übersprungen werden wird, was inhärent mehr Zeit bietet, um den Einfluss oder die Auswirkungen eines einzelnen zündenden Zylinders zu analysieren. Diagnosen, um die Gemischanpassung einzelner Zylinder zu überwachen und einzustellen, sind ein bestimmtes Bespiel für eine Prüfung, die von der im Allgemeinen langsameren Zündungsrate, die bei einem Betrieb mit intermittierender Zündung inhärent ist, profitiert.

Bei vielen der beschriebenen Ausführungsformen ist die Abfolge der intermittierenden Zündung, die verwendet wird, als die Abfolge mit den am gleichmäßigsten beabstandeten Zündungen, die bei dem bestimmten Zündungsanteil möglich sind, beschrieben. Ein bedeutender Vorteil dieses Ansatzes ist der Umstand, dass die gleichmäßigste Beabstandung dazu neigt, Schwingungen und die Rauheit zu verringern und dadurch einen sanfteren und erwünschteren Motorbetrieb bereitzustellen. Obwohl bei vielen Ausführungen die gleichmäßigste Beabstandung der Zündungen bevorzugt werden wird, kann dann, wenn der Zündungsabfolge weniger strenge Beschränkungen auferlegt werden, eine größere Anzahl von Zündungsmustern verwendet werden, um einen bestimmten Zylinder in einer Reihe zu isolieren, damit ausreichend Zeit besteht, um eine gewünschte Diagnose durchzuführen. Dieser Abstrich kann in vielen Situationen einen annehmbaren Kompromiss darstellen. Zum Beispiel neigen durch die intermittierende Zündung induzierte Schwingungen dazu, bei geringeren Motorgeschwindigkeiten von größerem Belang zu sein, als bei einer höheren Motorgeschwindigkeit. Daher kann ein Diagnosealgorithmus dazu ausgebildet sein, die Verwendung von bestimmten Zündungsabfolgen anzuweisen, die nicht "am gleichmäßigsten beabstandet" sind, wenn der Motor bei höheren Motorgeschwindigkeiten arbeitet. Dieser Ansatz ist besonders nützlich, da es eine Anzahl von Diagnosetechniken gibt, die gegenwärtig nicht praktisch durchgeführt werden können, während ein Motor bei einer hohen Motorgeschwindigkeit arbeitet. Doch die Isolierung eines Zylinders in einer Reihe kann ausreichend Zeit bieten, um die Diagnose selbst dann durchzuführen, wenn der Motor mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitet. Daher sollte die vorliegende Erfindung als erläuternd und nicht als beschränkend angesehen werden, und soll die Erfindung nicht auf die hierin gegebenen Einzelheiten beschränkt werden, sondern kann sie innerhalb des Umfangs und der Entsprechungen der beiliegenden Ansprüche abgewandelt werden. Figur 2

Firing Fraction	Zündungsanteil
Decimal Value	Dezimalwert
Skip or Fire	Überspringen oder Zünden
Skip or Cylinder ID Fired	Überspringen oder Kennung des gezündeten Zylinders
Bank Fired	gezündete Reihe

Figur 6

Is enging operating in skip fire mode?	Arbeitet der Motor in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung?
Does current FF isolate a cylinder?	Isoliert der gegenwärtige Zündungsanteil einen Zylinder?
Are any diagnostics due for isolated cylinder?	Sind für den isolierten Zylinder Diagnosen fällig?
Conduct diagnostic test for isolated cylinder(s)	Führe die Diagnoseprüfung für den (die) isolierten Zylinder durch
Did commanded test complete?	Ist die befohlene Prüfung abgeschlossen?
Mark test as completed	Markiere die Prüfung als abgeschlossen
Mark test as terminated	Markiere die Prüfung als abgebrochen
Does current FF isolate a bank of skipped cylinders?	Isoliert der gegenwärtige Zündungsanteil eine Reihe von übersprungenen Zylindern?
Are any diagnostics due for skipped bank of cylinders?	Sind für die übersprungene Reihe von Zylindern jedwede Diagnosen fällig?
Conduct diagnostic test for skipped bank of cylinders	Führe die Diagnoseprüfung für die übersprungene Reihe von Zylindern durch
Is a skip fire compatible test prioritized?	Ist eine mit der intermittierenden Zündung kompatible Prüfung priorisiert?
To 602	zu 602
Do current operating conditions permit skip fire operation in mode that facilitates prioritized test?	Gestatten die gegenwärtigen Betriebsbedingungen einen Betrieb mit intermittierender Zündung in einer Betriebsart, die die priorisierte Prüfung erleichtert?
Direct operation @ appropriate FF and phase	Weise den Betrieb und den passenden Zündungsanteil und die passende Phase an
Conduct prioritized diagnostic test	Führe eine priorisierte Diagnoseprüfung durch
Yes	Ja
No	Nein
Start	Start

Claims

Verfahren, umfassend: Betreiben eines Motors auf eine Weise mit intermittierender Zündung, um eine gewünschte Motorausgangsleistung zu liefern; Identifizieren eines Zeitraums während des Betriebs mit intermittierender Zündung, der zum Beginnen oder Durchführen einer ausgewählten Motordiagnose geeignet ist, wobei die ausgewählte Motordiagnose einen Sensor benutzt, der einer Gruppe von Zylindern zugehörig ist, und der identifizierte Zeitraum einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus (i) einem Zeitraum, in dem ein einzelner erster Zylinder in der Gruppe von Zylindern in Bezug auf den bei der Diagnose verwendeten Sensor mehrere Male isoliert gezündet wird, und (ii) einem Zeitraum, in dem über den Verlauf wenigstens eines Motorzyklus kein Zylinder in einer ersten Reihe von Zylindern, die dem bei der Diagnose verwendeten Sensor zugehörig ist, gezündet wird, während wenigstens ein anderer Zylinder, der nicht der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, gezündet wird, besteht; und Durchführen oder Beginnen der ausgewählten Motordiagnose während des identifizierten Zeitraums, während der Motor auf eine Weise mit intermittierender Zündung betrieben wird, um die gewünschte Motorausgangsleistung zu liefern.
Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderreihen, wobei jede Reihe mehrere Zylinder umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben des Motors in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung unter Verwendung einer Zündungsabfolge, die einen einzelnen der Zylinder in einer ersten Zylinderreihe als den einzigen zündenden Zylinder in der ersten Zylinderreihe isoliert; und Durchführen einer ausgewählten Diagnose des isolierten Zylinders während des Betriebs in der Betriebsart mit intermittierender Zündung bei der gewählten Zündungsabfolge.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, der mehrere Zylinderreihen aufweist, wobei jede Reihe mehrere Zylinder umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: während das Fahrzeug gefahren wird, Betreiben des Motors unter Verwendung einer Zündungsabfolge, die sicherstellt, dass in einem Zeitraum, der mehrere Motorzyklen umfasst, kein Zylinder in einer ersten Reihe gezündet wird, während Zylinder in einer zweiten Reihe wenigstens manchmal gezündet werden; und Durchführen einer ausgewählten Diagnose einer Komponente in einem Abgaspfad, der der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, wobei wenigstens ein wesentlicher Teil der Diagnose durchgeführt wird, während die Zylinder in der ersten Reihe nicht gezündet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitraum ein Zeitraum ist, in dem ein einzelner erster Zylinder in Bezug auf einen bei der Diagnose verwendeten Sensor mehrere Male isoliert gezündet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, wobei die Motordiagnose wenigstens eine Alternative umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einer Diagnose der Gemischanpassung im Zusammenhang mit dem isolierten Zylinder; einer Fehlzündungsdiagnose im Zusammenhang mit dem isolierten Zylinder; und einer Diagnose des Ungleichgewichts der Zylindergemischanpassung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitraum ein Zeitraum ist, in dem über den Verlauf wenigstens eines Motorzyklus kein Zylinder in einer ersten Reihe von Zylindern, die dem bei der Diagnose verwendeten Sensor zugehörig ist, gezündet wird, während wenigstens ein anderer Zylinder, der nicht der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, gezündet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 6, wobei die ausgewählte Diagnose wenigstens eines der Folgenden bewertet: einen Katalysator auf einem Abgaspfad, der der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist; und einen Sensor auf einem Abgaspfad, der der übersprungenen Reihe von Zylindern zugehörig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 6 oder 7, wobei die Diagnose den Schritt des Pumpens von Luft durch die erste Reihe von Zylindern während eines Teils des Zeitraums umfasst, welcher ausreichend lang ist, um einen Katalysator, der sich auf einem Abgaspfad, welcher der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, mit Sauerstoff zu sättigen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 6 bis 8, wobei die Diagnose den Schritt des ausreichend langen Führens von überschüssigem oder unverbranntem Kraftstoff durch die erste Reihe von Zylindern umfasst, dass ein Katalysator, der sich auf einem Abgaspfad befindet, welcher der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, erschöpft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor eine Kurbelwelle umfasst und der Zeitraum wenigstens 10 vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Betriebs mit intermittierender Zündung ungezündete Zylinder typischerweise deaktiviert werden, aber manchmal auf eine Weise betrieben werden, die als Teil der ausgewählten Motordiagnose Luft durch ungezündete Zylinder pumpt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgewählte Diagnose während eines Betriebs mit intermittierender Zündung des Fahrzeugs unter Verwendung von am gleichmäßigsten beabstandeten Zündungen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgewählte Motordiagnose opportunistisch durchgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass eine Zündungsabfolge oder ein Zündungsanteil, die bzw. der während des normalen Betriebs mit intermittierender Zündung des Motors verwendet wird, opportunistisch die Bedingungen bereitstellt, die für die Durchführung der Diagnose passend sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikation des Zeitraums zur Durchführung der Diagnose wenigstens zum Teil auf einer Alternative beruht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Zündungsanteil des Betriebs mit intermittierender Zündung, einem Zündungsmuster der intermittierenden Zündung oder einer Zündungsabfolge der intermittierenden Zündung besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend das Anweisen des Motors, während des Betriebs mit intermittierender Zündung eine bestimmte Zündungsabfolge, um die Ausführung der ausgewählten Motordiagnose zu erleichtern, zu einer Zeit zu verwenden, zu der die bestimmte Zündungsabfolge andernfalls nicht verwendet würde, um dadurch Bedingungen bereitzustellen, die für die Durchführung der Diagnose passend sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend das Anweisen einer Zündungsabfolge, die keine am gleichmäßigsten beabstandeten Zündungen aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Identifizieren oder Anweisen eines Betriebszustands, in dem während des Zeitraums ein zweiter Zylinder in Bezug auf einen zweiten Sensor mehrere Male isoliert gezündet wird; und Durchführen einer zweiten Diagnose an dem zweiten Zylinder während des Zeitraums.
Computercode, der auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt ist und zur Ausführung der Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17 geeignet ist.
Diagnosemodul zur Verwendung beim Diagnostizieren eines Fahrzeugmotors, während das Fahrzeug gefahren wird und der Motor in einer Betriebsart mit intermittierender Zündung betrieben wird, wobei das Diagnosemodul Computercode, der auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt ist, umfasst, welcher zu Folgendem ausgebildet ist: Identifizieren eines Zeitraums, während das Fahrzeug gefahren wird, wobei der Motor unter Verwendung einer Steuerung zur intermittierenden Zündung betrieben wird, der dazu geeignet ist, eine ausgewählte Motordiagnose zu beginnen oder durchzuführen, wobei die ausgewählte Motordiagnose einen Sensor benutzt, der einer Gruppe von Zylindern zugehörig ist, und der identifizierte Zeitraum einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) einem Zeitraum, in dem ein einzelner erster Zylinder in der Gruppe von Zylindern in Bezug auf den bei der Diagnose verwendeten Sensor mehrere Male isoliert gezündet wird, und (ii) einem Zeitraum, in dem über den Verlauf wenigstens eines Motorzyklus kein Zylinder in einer ersten Reihe von Zylindern, die dem bei der Diagnose verwendeten Sensor zugehörig ist, gezündet wird, während wenigstens ein anderer Zylinder, der nicht der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, gezündet wird, besteht; und Durchführen oder Beginnen der ausgewählten Motordiagnose während des identifizierten Zeitraums, während das Fahrzeug gefahren wird, wobei der Motor unter Verwendung einer Steuerung zur intermittierenden Zündung betrieben wird.
Diagnosemodul nach Anspruch 19, wobei der Zeitraum ein Zeitraum ist, in dem ein einzelner erster Zylinder in Bezug auf einen bei der Diagnose verwendeten Sensor mehrere Male isoliert gezündet wird, und die Motordiagnose wenigstens eine Alternative umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einer Diagnose der Gemischanpassung im Zusammenhang mit dem isolierten Zylinder; einer Fehlzündungsdiagnose im Zusammenhang mit dem isolierten Zylinder; und einer Diagnose des Ungleichgewichts der Zylindergemischanpassung.
Diagnosemodul nach Anspruch 19, wobei der Zeitraum ein Zeitraum ist, in dem über den Verlauf wenigstens eines Motorzyklus kein Zylinder in einer ersten Reihe von Zylindern, die dem bei der Diagnose verwendeten Sensor zugehörig ist, gezündet wird, während wenigstens ein anderer Zylinder, der nicht der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, gezündet wird, und wobei die ausgewählte Diagnose wenigstens eines der Folgenden bewertet: einen Katalysator auf einem Abgaspfad, der der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist; und einen Sensor auf einem Abgaspfad, der der übersprungenen Reihe von Zylindern zugehörig ist.
Diagnosemodul nach Anspruch 21, wobei die Diagnose den Schritt des Pumpens von Luft durch die erste Reihe von Zylindern während eines Teils des Zeitraums umfasst, welcher ausreichend lang ist, um einen Katalysator, der sich auf einem Abgaspfad, welcher der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, mit Sauerstoff zu sättigen.
Diagnosemodul nach Anspruch 21, wobei die Diagnose den Schritt des ausreichend langen Führens von überschüssigem oder unverbranntem Kraftstoff durch die erste Reihe von Zylindern umfasst, dass ein Katalysator, der sich auf einem Abgaspfad befindet, welcher der ersten Reihe von Zylindern zugehörig ist, erschöpft wird.
Diagnosemodul nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die ausgewählte Diagnose während eines Betriebs mit intermittierender Zündung des Fahrzeugs unter Verwendung von am gleichmäßigsten beabstandeten Zündungen durchgeführt wird.
Diagnosemodul nach Anspruch 24, wobei die ausgewählte Motordiagnose opportunistisch durchgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass eine Zündungsabfolge oder ein Zündungsanteil, die bzw. der während des normalen Betriebs mit intermittierender Zündung des Motors verwendet wird, opportunistisch die Bedingungen bereitstellt, die für die Durchführung der Diagnose passend sind.
Diagnosemodul nach Anspruch 25, wobei die Identifikation des Zeitraums zur Durchführung der Diagnose wenigstens zum Teil auf einer Alternative beruht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Zündungsanteil des Betriebs mit intermittierender Zündung, einem Zündungsmuster der intermittierenden Zündung oder einer Zündungsabfolge der intermittierenden Zündung besteht.
Diagnosemodul nach einem der Ansprüche 19 bis 24, ferner umfassend das Anweisen des Motors, während des Betriebs mit intermittierender Zündung eine bestimmte Zündungsabfolge, um die Ausführung der ausgewählten Motordiagnose zu erleichtern, zu einer Zeit zu verwenden, zu der die bestimmte Zündungsabfolge andernfalls nicht verwendet würde, um dadurch Bedingungen bereitzustellen, die für die Durchführung der Diagnose passend sind.
Diagnosemodul nach Anspruch 27, ferner umfassend das Anweisen einer Zündungsabfolge, die keine am gleichmäßigsten beabstandeten Zündungen aufweist.