DE-102018117686-B4 - SYSTEME UND VERFAHREN ZUM DIAGNOSTIZIEREN EINES FAHRZEUGMOTORANSAUGKRÜMMERS UND -ABGASSYSTEMS

DE102018117686B4DE 102018117686 B4DE102018117686 B4DE 102018117686B4DE-102018117686-B4

Abstract

Verfahren, umfassend: Durchführen einer Motorsystemdiagnose durch Drehen eines Motors eines Fahrzeugs ohne Kraftstoffzufuhr, um einen Ansaugluftstrom über einen Ansaugkrümmer in den Motor zu ziehen und einen Abgasstrom über ein Abgassystem zur Atmosphäre zu leiten; und Angeben einer Quelle der Verschlechterung aus einem des Motors, des Ansaugkrümmers oder des Abgassystems auf Grundlage von sowohl dem Ansaugluftstrom und dem Abgasstrom während des Drehens.

Inventors

Aed M. Dudar

Assignees

FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date: 20260507
Application Date: 20180720
Priority Date: 20170724

Claims (15)

Verfahren, umfassend: Durchführen einer Motorsystemdiagnose durch Drehen eines Motors eines Fahrzeugs ohne Kraftstoffzufuhr, um einen Ansaugluftstrom über einen Ansaugkrümmer in den Motor zu ziehen und einen Abgasstrom über ein Abgassystem zur Atmosphäre zu leiten; und Angeben einer Quelle der Verschlechterung aus einem des Motors, des Ansaugkrümmers oder des Abgassystems auf Grundlage von sowohl dem Ansaugluftstrom und dem Abgasstrom während des Drehens.
Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend: vor dem Durchführen der Motorsystemdiagnose, Erhalten eines Satzes von Ausgangsvergleicherdaten, die einen Ausgangsansaugluftstrom und einen Ausgangsabgasstrom unter einem im Wesentlichen äquivalenten Satz von Bedingungen wie für das Durchführen der Motorsystemdiagnose beinhalten, einschließlich Drehen des Motors ohne Kraftstoffzufuhr über einen Elektromotor, der über eine Batterie angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei der im Wesentlichen äquivalente Satz von Bedingungen ferner Drehen des Motors bei einer vorbestimmten Drehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer und Steuern einer Drossel, die im Ansaugkrümmer positioniert ist, zu einer vorbestimmten Position umfasst, um zu ermöglichen, dass Luft über den Ansaugkrümmer in den Motor gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei der Ansaugluftstrom und der Ausgangsansaugluftstrom über einen Luftmassenstromsensor gemessen werden, der im Ansaugkrümmer positioniert ist, und wobei der Abgasstrom und der Ausgangsabgasstrom über einen Drucksensor gemessen werden, der im Abgassystem positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 4 , wobei der Drucksensor einen Differentialdrucksensor umfasst, der einem Gaspartikelfilter entspricht, der im Abgassystem positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei Erhalten des Satzes von Ausgangsvergleicherdaten unter Bedingungen durchgeführt wird, bei denen das Motorsystem frei von der Quelle der Verschlechterung ist.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei die Quelle der Verschlechterung im Ansaugkrümmer als Reaktion darauf angegeben wird, dass der Ansaugluftstrom während der Motorsystemdiagnose im Wesentlichen äquivalent zum Ausgangsansaugstrom ist, wobei jedoch der Abgasstrom während der Motorsystemdiagnose größer als der Ausgangsabgasstrom ist.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei die Quelle der Verschlechterung im Abgassystem als Reaktion darauf angegeben wird, dass der Ansaugluftstrom während der Motorsystemdiagnose im Wesentlichen äquivalent zum Ausgangsansaugluftstrom ist, wobei jedoch der Abgasstrom während der Motorsystemdiagnose im Vergleich zum Ausgangsabgasstrom geringer ist.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei die Quelle der Verschlechterung derart angegeben wird, dass sie von dem Motor ausgeht, und zwar als Reaktion darauf, dass sowohl der Ansaugluftstrom als auch der Abgasstrom während der Motorsystemdiagnose geringer als der Ausgangsansaugluftstrom bzw. der Ausgangsabgasstrom ist.
Verfahren nach Anspruch 2 , wobei die Quelle der Verschlechterung in keinem des Ansaugkrümmers, des Abgassystems oder des Motors vorhanden ist, und zwar als Reaktion darauf, dass sowohl der Ansaugluftstrom während der Motorsystemdiagnose im Wesentlichen äquivalent zum Ausgangsansaugluftstrom ist und der Abgasstrom während der Motorsystemdiagnose im Wesentlichen äquivalent zum Ausgangsabgasstrom ist.
System für ein Fahrzeug, umfassend: ein Motorsystem, beinhaltend einen Ansaugkrümmer, ein Abgassystem und einen Motor; einen Luftmassenstromsensor, der im Ansaugkrümmer positioniert ist; einen Differentialdrucksensor, der im Abgassystem positioniert ist und dazu konfiguriert ist, eine Druckdifferenz am Benzinpartikelfilter, der im Abgassystem positioniert ist, zu messen; einen Elektromotor, der in der Lage ist, den Motor zu drehen; und eine Steuerung, die Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: in einem ersten Zustand, Erhalten eines Satzes von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms über den Luftmassenstromsensor bzw. den Differentialdrucksensor; in einem zweiten Zustand, Erhalten eines Satzes von Testmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms während des Durchführens einer Motorsystemdiagnose, die Angeben eines Vorhandenseins oder einer Abwesenheit einer Verschlechterungsquelle aus einem des Ansaugkrümmers, des Abgassystems oder des Motors beinhaltet; und wobei das Vorhandensein oder die Abwesenheit der Verschlechterungsquelle auf dem Vergleichen von 1) den Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und den Testmessungen des Ansaugluftstroms, die bei beiden des ersten bzw. zweiten Zustands erhalten wurden, miteinander und 2) den Ausgangsmessungen des Abgasstroms und den Testmessungen des Abgasstroms, die während beiden des ersten bzw. zweiten Zustands erhalten wurden, miteinander beruht.
System nach Anspruch 11 , ferner umfassend zusätzliche Anweisungen für Folgendes: Angeben des Vorhandenseins der Verschlechterungsquelle im Ansaugkrümmer als Reaktion darauf, dass die Testmessungen des Ansaugluftstroms im Wesentlichen äquivalent zu den Ausgangsmessungen des Ansaugstroms sind, wobei jedoch die Testmessungen des Abgasstroms größer als die Ausgangsmessungen des Abgasstroms sind; Angeben des Vorhandenseins der Verschlechterungsquelle im Abgassystem als Reaktion darauf, dass die Testmessungen des Ansaugluftstroms im Wesentlichen äquivalent zu den Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms sind, wobei jedoch die Testmessungen des Abgasstroms geringer als die Ausgangsmessungen des Abgasstroms sind; und Angeben des Vorhandenseins der Verschlechterungsquelle im Motor als Reaktion darauf, dass die Testmessungen des Ansaugluftstroms geringer als die Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms sind und die Testmessungen des Abgasstroms geringer als die Ausgangsmessungen des Abgasstroms sind.
System nach Anspruch 11 , ferner umfassend: eine Drossel, die im Ansaugkrümmer positioniert ist; und wobei die Steuerung ferner Anweisungen speichert, um sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand den Motor für eine vorbestimmte Dauer ohne Kraftstoffzufuhr über den Elektromotor zu drehen, wobei die Drossel zu einer vorbestimmten Position gesteuert wird, um zu ermöglichen, dass Luft in den Motor gezogen wird, während der Motor ohne Kraftstoffzufuhr gedreht wird.
System nach Anspruch 13 , ferner umfassend einen Ansaugluftfilter, der stromaufwärts der Drossel positioniert ist, und wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen für Folgendes speichert: Erhalten des Satzes von Testmessungen des Ansaugluftstroms und des Abgasstroms im zweiten Zustand als Reaktion auf eine Angabe, dass der Satz von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und des Abgasstroms im ersten Zustand erhalten wurde, und ferner als Reaktion auf eine Angabe, dass der Benzinpartikelfilter nicht regeneriert wurde und dass der Ansaugluftfilter seit dem Erhalten des Satzes von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und des Abgasstroms im ersten Zustand nicht ausgetauscht wurde.
System nach Anspruch 11 , ferner umfassend zusätzliche Anweisungen für Folgendes: Erhalten des Satzes von Testmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms und Erhalten des Satzes von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms als Reaktion auf eine Angabe, dass das Fahrzeug sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand nicht besetzt ist; Verhindern der Regenerierung des Benzinpartikelfilters als Reaktion auf das Erhalten des Satzes von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms im ersten Zustand, vorausgesetzt, dass eine Druckdifferenz am Benzinpartikelfilter nicht über einer Schwellendruckdifferenz liegt; und erneutes Erhalten des Satzes von Ausgangsmessungen des Ansaugluftstroms und Abgasstroms vor dem zweiten Zustand als Reaktion darauf, dass der Benzinpartikelfilter nach dem ersten Zustand und vor dem zweiten Zustand regeneriert wird.

Description

Gebiet Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Beurteilen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der Verschlechterung in einem Fahrzeugmotor, Motoransaugkrümmer oder Motorabgassystem. Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung Verbrennungsmotoren verbrennen ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft, um Drehmoment zu erzeugen, um ein Fahrzeug anzutreiben. Konkret wird Luft auf Grundlage einer Position einer Drossel über einen Motoransaugkrümmer in den Motor gezogen, und anschließend wird die Luft mit Kraftstoff gemischt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird innerhalb des/der Motorzylinder(s) verbrannt, um Kolben innerhalb des/der Zylinder(s) anzutreiben, wodurch eine Motorkurbelwelle gedreht wird. Nebenprodukte der Verbrennung innerhalb der Motorzylinder werden über einen Abgaskrümmer vor dem Verlassen zur Atmosphäre zu einem oder mehreren Katalysatoren geleitet. Sowohl das Motoransaug- als auch das -abgassystem können im Laufe der Zeit eine Verschlechterung aufweisen. Das Vorhandensein einer Verschlechterung im Ansaugsystem, Abgassystem oder Motor kann zu einer Verringerung der Kraftstoffeffizienz führen und kann in einigen Beispielen zu einer Erhöhung unerwünschter Emissionen führen. Die Erfinder haben hierin diese Probleme erkannt. Der Motorbetrieb kann auf Grundlage einer Reihe von Parametern reguliert werden, wie etwa die Luftstromrate, die dem Motor bereitgestellt wird. Eine Messung von Luftstrom, der dem Motor bereitgestellt wird, kann beispielsweise von einem Luftmassenstrom(mass air flow - MAF)-sensor bereitgestellt werden. Im Ansaugkrümmer j edoch kann ein Vorhandensein einer Verschlechterung stromabwärts des MAF-Sensors dazu führen, dass nicht gemessene Luft dem Motor bereitgestellt wird. Infolgedessen kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager werden. Jedoch gibt es viele andere Hauptursachen dafür, dass ein Motor mager wird, wie etwa unerwünschte Verbrennung, Lambdasonden, die nicht wie gewünscht funktionieren, Ventilansteuerungsprobleme, der MAF-Sensor, der nicht wie gewünscht funktioniert, usw. Somit kann es eine Herausforderung darstellen, das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Verschlechterung aus einem Ansaugsystem oder einem Ansaugkrümmer stromabwärts des MAF-Sensors spezifisch zu diagnostizieren. Gleichermaßen kann eine Verschlechterung des Abgassystems schwierig zu ermitteln sein, wenn die Verschlechterung beispielsweise stromabwärts einer Lambdasonde ist. Das US-Patent mit der Nr. US 2009 / 0 187 301 A1 lehrt ein Verfahren zum Diagnostizieren des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Verschlechterung eines Ansaugkrümmers eines Motors durch Vergleichen des Krümmerabsolutdrucks mit dem Luftdruck. In einem Beispiel wird ein erheblicher Betrag der Verschlechterung als Reaktion darauf, dass der Krümmerabsolutdruck im Wesentlichen äquivalent zum Luftdruck ist, angegeben. Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung mögliche Probleme bei einem derartigen Verfahren erkannt. Zum Beispiel ist solch ein Verfahren nicht in der Lage, das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Verschlechterung eines Abgassystems des Fahrzeugs zu diagnostizieren. In US 9 347 417 B2 erfasst beim Starten mit einem Reversierstarter die Maximalwerterkennung eines elektronischen Steuermoduls (ECM) den von einem Drucksensor ermittelten Maximaldruck (Basisluftdruck) in einem Ansaugrohr innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwinkelbereichs nach Aktivierung des ECM. Eine Leerlaufregelung steuert ein ISC-Ventil basierend auf der von einem Drehzahlsensor erfassten Motordrehzahl, um die Leerlaufdrehzahl des Motors auf einem festgelegten Wert zu halten. Eine Korrektureinheit korrigiert einen vom Maximalwert-Erkennungsabschnitt erkannten Basis-Luftdruck basierend auf dem Tastverhältnis des ISC-Ventils im Leerlauf und verwendet das Ergebnis als Luftdruck. Eine Speichereinheit speichert ein Kennfeld, in dem das Tastverhältnis des ISC-Ventils im Leerlauf mit dem Korrekturbetrag korreliert, der am Basisatmosphärendruck vorgenommen werden muss. DE 10 2009 027 519 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen, bei dem Luft über eine Drosselklappe und einen Luftzuführkanal einem Brennraum zugeführt wird, und bei dem Abgas durch einen Partikelfilter geleitet und mindestens zeitweise und mindestens zum Teil durch ein Abgasrückführventil in den Luftzuführkanal zurückgeführt wird, und bei dem ein Sauerstoffanteil im Abgas mittels mindestens einer Lambdasonde erfasst wird. Dabei werden in einem Schubbetrieb die Drosselklappe zum Schließen und das Abgasrückführventil zum Öffnen angesteuert, eine die Sauerstoffkonzentration im Abgas charakterisierende Größe mit einem Grenzwert verglichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wird auf eine Leckage im Luftzuführkanal geschlossen. Ausgehend von bekannten Verfahren, bei denen zur Systemdiagnose der Motor gestartet und Kraftstoff eingespritzt wird, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ber