DE102009037582A1

DE102009037582A1 - Motorsteuerung unter Verwendung einer Zylinderdruckdifferenz

Info

Publication number: DE102009037582A1
Application number: DE102009037582A
Authority: DE
Inventors: Chol-Bum M. Rochester Kweon; Frederic Anton Troy Matekunas; Paul Anthony Clinton Township Battiston
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2029-08-15
Also published as: DE102009037582B4; US20100043751A1; CN101655044A; CN101655044B; US7676322B1

Abstract

Ein Verbrennungssteuersystem für ein Fahrzeug umfasst ein Modul für ein Druckverhältnis (PR-Modul), ein Modul für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul) und ein Modul für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul). Das PR-Modul ermittelt PR-Werte bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird. Das PRD-Modul ermittelt PRD-Werte für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird. Das PRDR-Modul ermittelt einen PRDR-Wert basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel und gibt diesen aus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/089,995, die am 19. August 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorsteuersysteme und -verfahren und insbesondere den Zylinderdruck.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsystems 100 dargestellt. Luft wird durch einen Einlasskrümmer 104 in einen Motor 102 gesaugt. Ein Drosselventil 106 steuert die Luftströmung in den Motor 102. Ein elektronischer Drosselcontroller (ETC) 108 steuert das Drosselventil 106 und dadurch die Luftströmung in den Motor 102. Die Luft vermischt sich mit Kraftstoff aus einer oder mehreren Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen 110, um ein Luft/Kraftstoffgemisch zu bilden.
Das Luft/Kraftstoffgemisch wird in einem oder mehreren Zylindern des Motors 102 verbrannt, wie beispielsweise einem Zylinder 112. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs kann beispielsweise durch eine Einspritzung des Kraftstoffs oder einen Zündfunken ausgelöst werden, der von einer Zündkerze 114 geliefert wird. In Motorsystemen mit Funkenzündung steuert ein Zündfunken-Aktuatormodul 116 den Zündfunken, der von der Zündkerze 114 geliefert wird. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs erzeugt Drehmoment und Abgas. Insbesondere wird das Drehmoment durch eine Wärmefreigabe und eine Ausdehnung während der Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs in den Zylindern erzeugt. Das Drehmoment wird durch eine Kurbelwelle des Motors 102 über einen Antriebsstrang (nicht gezeigt) auf ein oder mehrere Räder übertragen, um ein Fahrzeug voranzutreiben. Das Abgas wird aus den Zylindern in ein Abgassystem 118 ausgestoßen.
Ein Motorsteuermodul (ECM) 130 steuert die Drehmomentabgabe des Motors 102. Das ECM 130 steuert die Drehmomentabgabe des Motors 102 basierend auf Fahrereingaben und/oder anderen Eingaben. Ein Fahrereingabemodul 132 liefert die Fahrereingaben an das ECM 130. Die anderen Eingaben umfassen Drucksignale (Cyl_P) von einem Zylinderdrucksensor 134, der den Druck in dem Zylinder 112 misst (d. h. den Zylinderdruck).
Das ECM 130 führt verschiedene Berechnungen basierend auf dem Zylinderdruck aus. Beispielsweise ermittelt das ECM 130 ein Druckverhältnis für den Zylinder 112 bei verschiedenen Kurbelwellenwinkeln. Das Druck verhältnis ist das Verhältnis des gemessenen Zylinderdrucks bei einem Kurbelwellenwinkel zu einem (idealen) Zylinderdruck bei Mitschleppen bei diesem Kurbelwellenwinkel. Der Zylinderdruck bei Mitschleppen entspricht einem geschätzten Zylinderdruck für den Kurbelwellenwinkel, wenn keine Verbrennung in dem Zylinder 112 aufgetreten ist. Mit anderen Worten entspricht der Zylinderdruck bei Mitschleppen einem erwarteten Zylinderdruck bei dem Kurbelwellenwinkel, wenn der Zylinder 112 mitgeschleppt wird. Der Zylinderdruck bei Mitschleppen wird basierend auf einer Annahme berechnet, dass sich der Zylinderdruck ändert, wenn sich das Zylindervolumen ändert, und dass sich der Zylinderdruck basierend auf der Beziehung unten polytrop verhält. P(Θ) = PO[VO/V(Θ)]γ,wobei P(Θ) der Zylinderdruck bei einem gegebenen Kurbelwellenwinkel Θ ist, PO und VO die anfänglichen Zylinderdrücke bzw. -volumina sind, VΘ das Zylindervolumen bei dem Kurbelwellenwinkel Θ ist und γ ein Verhältnis der spezifischen Wärme ist.
Das ECM 130 ermittelt eine Wärmefreigaberate für den eingespritzten Kraftstoff, die Menge des eingespritzten Kraftstoffs und/oder den Cetanindex (ein Maß für die Zündbarkeit des Kraftstoffs). Das ECM 130 kann dann verschiedene Parameter basierend auf diesen gemessenen und/oder berechneten Parametern einstellen, wie beispielsweise den Zeitpunkt der Verbrennung. Der Verbrennungszeitpunkt kann in einem Motor mit Funkenzündung mittels des Zündfunkenzeitpunkts und in einem Dieselmotor mittels des Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts eingestellt werden. Das ECM 130 kann auch andere Parameter basierend auf den Parametern einstellen, wie beispielsweise die Menge des eingespritzten Kraftstoffs.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verbrennungssteuersystem für ein Fahrzeug umfasst ein Modul für ein Druckverhältnis (PR-Modul), ein Modul für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul) und ein Modul für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul). Das PR-Modul ermittelt PR-Werte bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird. Das PRD-Modul ermittelt PRD-Werte für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird. Das PRDR-Modul ermittelt einen PRDR-Wert basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel und gibt diesen aus.
Gemäß anderen Merkmalen ermittelt das PRD-Modul einen ersten PRD-Wert und einen zweiten PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, wobei das PRDR-Modul den PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert ist.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Modul für ein Wärmefreigabeprofil. Das Modul für das Wärmefreigabeprofil ermittelt basierend auf dem PRDR-Wert ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 3 ferner ein Zeitpunkt-Steuermodul. Das Zeitpunkt-Steuermodul stellt basierend auf dem Wärmefreigabeprofil einen Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder ein.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst der Verbrennungszeitpunkt einen Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt.
Gemäß anderen Merkmalen ermittelt das PRDR-Modul den PRDR-Wert ferner basierend auf einem Verbrennungszeitpunkt und einer AGR-Ventilöffnung.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Modul für einen Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Modul) und/oder ein Modul für eine Differenz eines indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Modul). Das PRDA-Modul ermittelt einen PRDA-Wert basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl der PRD-Werte. Das IMEPD-Modul ermittelt einen IMEPD-Wert für den Zylinder basierend auf einem Wert des indizierten mittleren Drucks (IMEP-Wert, IMEP von indicated mean effective pressure) bei Zündung und einem IMEP-Wert bei Mitschleppen.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Diagnosemodul. Das Diagnosemodul diagnostiziert basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde.
Ein Verbrennungssteuersystem für ein Fahrzeug umfasst ein Modul für einen indizierten mittleren Druck (IMEP-Modul) und ein Modul für eine Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Modul). Das IMEP-Modul ermittelt IMEP-Werte bei Zündung und IMEP-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird. Das IMEPD-Modul ermittelt einen IMEPD-Wert basierend auf einer Differenz zwischen einem der IMEP-Werte bei Zündung und einem der IMEP-Werte bei Mitschleppen und gibt diesen aus.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Diagnosemodul. Das Diagnosemodul diagnostiziert basierend auf dem IMEPD-Wert eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Modul für ein Druckverhältnis (PR-Modul), ein Modul für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul) und ein Modul für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul). Das PR-Modul ermittelt basierend auf den Zylinderdrücken PR-Werte bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen. Das PRD-Modul ermittelt PRD-Werte für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird. Das PRDR-Modul ermittelt einen PRDR-Wert basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel und gibt diesen aus.
Gemäß anderen Merkmalen ermittelt das PRD-Modul einen ersten PRD-Wert und einen zweiten PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, wobei das PRDR-Modul den PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten PRD ermittelt und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert ist.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Modul für ein Wärmefreigabeprofil. Das Modul für das Wärmefreigabeprofil ermittelt basierend auf dem PRDR-Wert ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verbrennungssteuersystem ferner ein Zeitpunkt-Steuermodul. Das Zeitpunkt-Steuermodul stellt basierend auf dem Wärmefreigabeprofil einen Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder ein.
Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst: dass Werte eines Druckverhältnisses (PR-Werte) bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt werden, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird; dass Werte einer Druckverhältnisdifferenz (PRD-Werte) für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; dass ein Wert einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Wert) basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und dass der PRDR-Wert ausgegeben wird.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Ermitteln der PRD-Werte, dass ein erster PRD-Wert und ein zweiter PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei das Ermitteln des PRDR-Werts umfasst, dass der PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt wird, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil eingestellt wird.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Einstellen des Verbrennungszeitpunkts, dass ein Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt eingestellt wird.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Ermitteln des PRDR-Werts, dass der PRDR-Wert ferner basierend auf einem Verbrennungszeitpunkt und einer AGR-Ventilöffnung ermittelt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren: dass ein Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Wert) basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl der PRD-Werte ermittelt wird; und/oder dass ein Wert einer Differenz eines indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Wert) basierend auf einem Wert des indizierten mittleren Drucks (IMEP-Wert) bei Zündung und einem IMEP-Wert bei Mitschleppen für den Zylinder ermittelt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder ein Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert diagnostiziert werden.
Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst, dass Werte eines indizierten mittleren Drucks (IMEP-Werte) bei Zündung und IMEP-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt werden, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird, und dass ein Wert einer Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Wert) basierend auf einer Differenz zwischen einem der IMEP-Werte bei Zündung und einem der IMEP-Werte bei Mitschleppen ermittelt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder ein Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem IMEPD-Wert diagnostiziert werden.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass Werte eines Druckverhältnisses (PR-Werte) bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf den Zylinderdrücken ermittelt werden; dass Werte einer Druckverhältnisdifferenz (PRD-Werte) für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; dass ein Wert einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Wert) basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und dass der PRDR-Wert ausgegeben wird.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Ermitteln der PRD-Werte, dass ein erster PRD-Wert und ein zweiter PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei das Ermitteln des PRDR-Werts umfasst, dass der PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt wird, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil eingestellt wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsystems gemäß dem Stand der Technik ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Verbrennungssteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 eine beispielhafte Darstellung von Zylinderdruckverhältnissen bei Mitschleppen über dem Kurbelwellenwinkel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
5–7 beispielhafte Darstellungen verschiedener Druckverhältnisdifferenzen (PRDs) über dem Kurbelwellenwinkel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
8 eine beispielhafte Darstellung eines Wärmefreigabeprofils und einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR) über dem Kurbelwellenwinkel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
9 eine beispielhafte Darstellung von PRDRs über dem Kurbelwellenwinkel mit verschiedenen Verbrennungs zeitpunkten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
10 eine beispielhafte Darstellung von PRDRs über dem Kurbelwellenwinkel mit verschiedenen Öffnungen eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
11A–11B beispielhafte Darstellungen eines Mittelwerts der Druckverhältnisdifferenz (PRDA) bzw. eines Verdünnungsparameters (DilPar) über einem indizierten mittleren Druck (IMEP) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
12A–12B beispielhafte Darstellungen des PRDA über dem IMEP bzw. einer Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind; und
13A–13D Flussdiagramme sind, die beispielhafte Schritte darstellen, die von dem Verbrennungssteuermodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Verbrennungssteuersystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Anmeldung ermittelt Werte eines Druckverhältnisses (PR-Werte) basierend auf Zylinderdrücken, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden. Der Zylinderdrucksensor misst den Druck in einem Zylinder des Motors. Das Verbrennungssteuersystem ermittelt PR-Werte bei Zündung bei vorbestimmten Kurbelwellenwinkeln, wenn der Zylinder gezündet wird. Das Verbrennungssteuersystem ermittelt auch PR-Werte bei Mitschleppen bei den vorbestimmten Kurbelwellenwinkeln, wenn der Zylinder mitgeschleppt (d. h. nicht gezündet) wird.
Das Verbrennungssteuersystem ermittelt Werte einer Druckverhältnisdifferenz (PRD-Werte) für die vorbestimmten Kurbelwinkelgrade basierend auf den PR-Werten bei Zündung und den gemessenen PR-Werten bei Mitschleppen. Spezieller wird ein PRD-Wert für einen der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem PR-Wert bei Zündung und einem gemessenen PR-Wert bei Mitschleppen bei diesem Kurbelwellenwinkel ermittelt.
Das Verbrennungssteuersystem ermittelt einen Wert einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Wert) basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel. Das Verbrennungssteuersystem verwendet den PRDR, um beispielsweise ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff zu ermitteln, wenn der Zylinder gezündet wurde.
Das Verbrennungssteuersystem kann auch einen Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Wert) und/oder einen Wert einer Differenz eines indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Wert) ermitteln. Das Verbrennungssteuersystem ermittelt den PRDA-Wert basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl der PRD-Werte. Das Verbrennungssteuersystem ermittelt den IMEPD-Wert basierend auf einem Wert des indizierten mittleren Drucks (IMEP-Wert) bei Zündung und einem IMEP-Wert bei Mitschleppen, wenn der Zylinder gezündet bzw. mitgeschleppt wird.
Das Verbrennungssteuersystem kann einen oder mehrere Verbrennungsparameter basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Verbrennungssteuersystem basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge und/oder eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff ermitteln. Zusätzlich kann das Verbrennungssteuersystem einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein vorbestimmter Prozentanteil oder eine vorbestimmte Masse des Kraftstoffs verbrannt wurde, basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert ermitteln.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 200 dargestellt. Das Motorsystem 200 weist den Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Luft wird durch das Drosselventil 106 in den Einlasskrümmer 104 gesaugt. Das ETC 108 steuert das Öffnen des Drosselventils 106 und dadurch die Luftströmung in den Motor 102.
Luft aus dem Einlasskrümmer 104 wird in Zylinder des Motors 102 gesaugt. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist lediglich zu Darstellungszwecken nur ein einzelner repräsentativer Zylinder 112 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen.
Luft aus dem Einlasskrümmer 104 wird durch ein zugeordnetes Einlassventil 236 in den Zylinder 112 gesaugt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 230 steuert die durch eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 110 eingespritzte Kraftstoffmenge und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 110 kann Kraftstoff an einem zentralen Ort in den Einlasskrümmer 104 einspritzen, oder es kann Kraftstoff an mehreren Orten in den Einlasskrümmer 104 einspritzen, wie beispielsweise in der Nähe des Einlassventils jedes der Zylinder. Alternativ kann die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 110 Kraftstoff direkt in den Zylinder 112 einspritzen, wie in 2 gezeigt.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Luft und erzeugt das Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 112. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 112 verdichtet das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 230 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 116 die dem Zylinder 112 zugeordnete Zündkerze 114, welche die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs auslöst.
Bei anderen Motorsystemen ist die Zündkerze 114 möglicherweise nicht notwendig, um die Verbrennung auszulösen. Lediglich beispielhaft löst bei Dieselmotorsystemen die Wärme, die durch die Verdichtung von Luft in dem Zylinder 112 erzeugt wird, die Verbrennung aus, wenn der Kraftstoff in den Zylinder 112 eingespritzt wird. Mit anderen Worten löst bei Dieselmotorsystemen die Einspritzung von Kraftstoff die Verbrennung aus. Das ECM 230 steuert den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, und es steuert dadurch die Auslösung der Verbrennung. Die Zeit, zu der die Verbrennung ausgelöst wird, kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, bezeichnet als oberer Totpunkt (TDC), der Punkt, an dem das Luft/Kraftstoffgemisch am stärksten verdichtet ist.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs treibt den Kolben abwärts, wodurch eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) rotierend angetrieben wird. Der Kolben treibt die Kurbelwelle an, bis sich der Kolben an seiner untersten Position befindet, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird. Der Kolben beginnt dann, sich wieder aufwärts zu bewegen, und treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein zugeordnetes Auslassventil 238 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 118 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 236 wird durch eine Einlassnockenwelle 240 gesteuert, und das Auslassventil 238 wird durch eine Auslassnockenwelle 241 gesteuert. Bei anderen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere Einlassventile pro Zylinder und/oder die Einlassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen mehrere Auslassventile pro Zylinder und/oder die Auslassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern.
Ein Einlass-Nockenphasensteller 242 steuert die Einlassnockenwelle 240, und er steuert dadurch die Zeit, zu der das Einlassventil 236 geöffnet wird. Auf ähnliche Weise steuert ein Auslass-Nockenphasensteller 244 die Einlassnockenwelle 240, und er steuert dadurch die Zeit, zu der das Auslassventil 238 geöffnet wird. Die Zeit des Öffnens des Einlass- und des Auslassventils 236 und 238 kann beispielsweise relativ zu dem Kolben-TDC oder dem Kolben-BDC spezifiziert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 246 steuert den Einlass-Nockenphasensteller 242 und den Auslass-Nockenphasensteller 244 basierend auf Signalen von dem ECM 230.
Das Motorsystem 200 kann auch eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 104 liefert. Lediglich beispielhaft stellt 2 einen Turbolader 250 dar. Der Turbolader 250 wird durch Abgase angetrieben, die durch das Abgassystem 118 strömen, und liefert eine verdichtete Luftladung an den Einlasskrümmer 104.
Ein Ladedruck-Regelventil 252 ermöglicht selektiv, dass Abgas an dem Turbolader 250 vorbeiströmt, wodurch die Ausgabe des Turboladers (oder der Ladedruck) verringert wird. Das ECM 230 steuert den Turbolader 250 mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 254. Das Ladedruck-Aktuatormodul 254 kann den Ladedruck des Turboladers 250 anpassen, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 252 gesteuert wird.
Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann implementiert werden, um einige der Wärme der verdichteten Luftladung zu dissipieren. Diese Wärme kann erzeugt werden, wenn Luft verdichtet wird, und sie kann auch Wärme von dem Abgassystem 118 umfassen. Alternative Motorsysteme können einen Turbokompressor aufweisen, der verdichtete Luft an den Einlasskrümmer 104 liefert und von der Kurbelwelle angetrieben wird.
Das Motorsystem 200 kann auch ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 260 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 104 zurückleitet. Obgleich das AGR-Ventil 260 in 2 derart gezeigt ist, dass es stromaufwärts des Turboladers 250 angeordnet ist, kann das AGR-Ventil 260 stromabwärts des Turboladers 250 angeordnet sein. Ein AGR-Kühler 262 kann auch implementiert werden, um das zurückgeleitete Abgas zu kühlen, bevor das Abgas an den Einlasskrümmer 104 geliefert wird.
Das ECM 230 regelt die Drehmomentabgabe des Motors 102 basierend auf Fahrereingaben, von dem Fahrereingabemodul 132 geliefert werden, und Eingaben, die von verschiedenen Sensoren geliefert werden. Lediglich beispielhaft empfängt das ECM 230 unter Verwendung eines Motordrehzahlsensors 280 ein Signal, das der Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (U/min) entspricht.
Der Motordrehzahlsensor 280 kann einen Sensor mit variabler Reluktanz (VR-Sensor) oder einen beliebigen anderen geeigneten Typ eines Motordrehzahlsensors umfassen. Das Motordrehzahlsignal kann eine Pulsfolge aufweisen. Jeder Puls der Pulsfolge kann erzeugt werden, wenn ein Zahn eines Rades mit N Zähnen (nicht gezeigt), das mit der Kurbelwelle rotiert, den VR-Sensor passiert. Folglich entspricht jeder Puls einer Winkeldrehung der Kurbelwelle um einen Betrag gleich 360° dividiert durch N Zähne. Das Rad mit N Zähnen kann auch eine Lücke oder einen oder mehrere fehlende Zähne aufweisen.
Das ECM 230 empfängt Signale von anderen Sensoren, wie beispielsweise einem Motorkühlmittel-Temperatursensor, einem Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor), einem Luftmassenströmungssensor (MAF-Sensor), einem Drosselpositionssensor, einem Einlassluft-Temperatursensor (IAT-Sensor) und/oder einem beliebigen anderen geeigneten Sensor. Das ECM 230 empfängt auch Signale von dem Zylinderdrucksensor 134.
Der Zylinderdrucksensor 134 misst den Druck in dem Zylinder 112 und erzeugt dementsprechend Zylinderdrucksignale (Cyl_P). Obgleich nur der einzelne repräsentative Zylinderdrucksensor 134 gezeigt ist, kann das Motorsystem 200 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylinderdrucksensoren aufweisen. Lediglich beispielhaft können ein oder mehrere Zylinderdrucksensoren für jeden Zylinder des Motors 102 vorgesehen sein.
Das Motorsystem 200 umfasst ein Verbrennungssteuermodul 290 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Obgleich das Verbrennungssteuermodul 290 derart gezeigt ist, dass es in dem ECM 230 angeordnet ist, kann das Verbrennungssteuermodul 290 an einem beliebigen geeigneten Ort angeordnet sein. Lediglich beispielhaft kann das Verbrennungssteuermodul 290 außehalb des ECM 230 angeordnet sein.
Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Verbrennungssteuermoduls 290 dargestellt. Das Verbrennungssteuermodul 290 umfasst ein Modul 302 für ein Druckverhältnis (PR-Modul), ein Modul 304 für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul) und ein Zeitpunkt-Steuermodul 306. Das Verbrennungssteuermodul 290 umfasst auch ein Modul 308 für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul) und ein Modul 310 für ein Wärmefreigabeprofil. Zusätzlich umfasst das Verbrennungssteuermodul 290 ein Modul 312 für einen Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Modul), ein Diagnosemodul 314, ein Modul 316 für den indizierten mittleren Druck (IMEP-Modul) und ein Modul 318 für eine Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Modul).
Das PR-Modul 302 ermittelt ein Druckverhältnis (PR) bei gegebenen Kurbelwellenwinkel oder Kurbelwellen-Winkelgrade (CADs). Das PR bei einem Kurbelwellenwinkel ist gleich dem gemessenen Zylinderdruck (P_measured) bei dem Kurbelwellenwinkel dividiert durch einen Zylinderdruck bei Mitschleppen (P_motored) bei dem Kurbelwellenwinkel. Der gemessene Zylinderdruck wird von dem Zylinderdrucksensor 134 geliefert.
Der Zylinderdruck bei Mitschleppen entspricht einem erwarteten Zylinderdruck bei dem Kurbelwellenwinkel, wenn keine Verbrennung auftritt (d. h. wenn der Zylinder 112 nicht gezündet wird). Der Zylinderdruck bei Mitschleppen kann aus einer Nachschlagetabelle erhalten oder theoretisch ermittelt werden. Lediglich beispielhaft kann der Zylinderdruck bei Mitschleppen basierend auf dem Kurbelwellenwinkel aus einer Nachschlagetabelle abgerufen werden. Der Zylinderdruck bei Mitschleppen kann theoretisch ermittelt werden, beispielsweise unter Verwendung der Gleichungen: PMotored = P1·(V1/V)γ = P1·CRγ, (1)wobei P₁ ein vorhergehender Zylinderdruck ist, V₁ ein vorhergehendes Volumen des Zylinders 112 ist, V das derzeitige Volumen des Zylinders 112 ist, CR ein Verdichtungsverhältnis ist und γ ein Verhältnis der spezifischen Wärme ist.
Das Volumen des Zylinders 112 kann basierend auf dem Kurbelwellenwinkel ermittelt werden. Das Verhältnis der spezifischen Wärme kann eine Konstante sein, wie beispielsweise 1,365 für ein Dieselmotorsystem oder 1,32 für ein Benzinmotorsystem. Bei anderen Implementierungen kann das Verhältnis der spezifischen Wärme aus einer Nachschlagetabelle der Verhältnisse der spezifischen Wärme ermittelt werden, die durch den Kurbelwellenwinkel indiziert sind. Die Werte der Nachschlagetabelle können Zylinderdrücke bei Mitschleppen umfassen, die basierend auf beispielhaften Kurven 402 für mitgeschleppten Zylinder von 4 gespeichert sind.
Speziell ermittelt das PR-Modul 302 zwei PRs für den Kurbelwellenwinkel: ein erstes PR, wenn der Zylinder 112 gezündet wird, und ein zweites PR, wenn der Zylinder 112 mitgeschleppt wird (d. h. nicht gezündet wird). Ein PR, das ermittelt wird, wenn der Zylinder 112 gezündet wird, wird als ein PR bei Zündung bezeichnet (d. h. PR_Fired), und ein PR, das ermittelt wird, wenn der Zylinder 112 mitgeschleppt wird, wird als ein gemessenes PR bei Mitschleppen bezeichnet (d. h. PR_MM). Der Zylinder 112 kann bei aufeinander folgenden Motorzyklen zwischen Zünden und Mitschleppen umgeschaltet werden, was als intermittierende Zündung bezeichnet wird. Der Zylinder 112 kann während vorbestimmter Ereignisse intermittierend gezündet werden, wie beispielsweise während Nachläufen bei Verlangsamung und/oder im Leerlauf.
Das PRD-Modul 304 ermittelt eine Druckverhältnisdifferenz (PRD) für den Kurbelwellenwinkel basierend auf dem PR bei Zündung und dem gemessenen PR bei Mitschleppen bei dem Kurbelwellenwinkel. Lediglich beispielhaft kann das PRD-Modul 304 die PRD für den Kurbelwellenwinkel unter Verwendung der Gleichung ermitteln: PRD(Θ) = PRFired(Θ) – PRMM(Θ), (2)wobei Θ der Kurbelwellenwinkel ist, PR_Fired das PR bei Zündung bei dem Kurbelwellenwinkel ist und PR_MM das gemessene PR bei Mitschleppen bei dem Kurbelwellenwinkel ist. Das PRD-Modul 304 kann die PRD auch normieren, indem die PRD durch die PRD bei 90° nach dem TDC dividiert wird. Zusätzlich kann das PRD-Modul 304 die PRD an einem vorbestimmten Ort speichern, beispielsweise in dem Speicher 303.
Das Zeitpunkt-Steuermodul 306 stellt selektiv verschiedene Verbrennungsparameter basierend auf der PRD ein. Lediglich beispielhaft kann das Zeitpunkt-Steuermodul 306 den Zeitpunkt der Auslösung der Verbrennung (d. h. den Verbrennungszeitpunkt) basierend auf der PRD einstellen. Der Verbrennungszeitpunkt kann auf eine beliebige geeignete Weise eingestellt werden, beispielsweise indem der Zündfunkenzeitpunkt bei Benzinmotorsystemen oder der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung bei Dieselmotorsystemen eingestellt wird.
Das Einstellen des Verbrennungszeitpunkts stellt beispielsweise den Kurbelwellenwinkel ein, bei dem verschiedene Prozentanteile des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt sind (z. B. 10% und/oder 50%). Das Einstellen des Verbrennungszeitpunkts stellt auch den Kurbelwellenwinkel ein, bei dem verschiedene Massenbeträge des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt sind, was als der verbrannte Massenanteil (MBF) bezeichnet wird.
Nun auf 5 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung verschiedener PRDs über dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Die PRD-Kurven 502, 504, 506 und 508 entsprechen PRDs, wenn die Verbrennung bei 1° nach dem TDC, bei 3° vor dem TDC, bei 7° vor dem TDC bzw. bei 15° vor dem TDC ausgelöst wird. Die PRD-Kurven 502, 504, 506 und 508 wurden mit einer Motordrehzahl von 1400 U/min, einem effektiven mittleren Druck (BMEP) von 5,0 bar und einer AGR-Öffnung von 54% ermittelt. Dementsprechend kann das Zeitpunkt-Steuermodul 306 den Verbrennungszeitpunkt basierend auf der PRD einstellen und dadurch einen gewünschten Prozentanteil (oder eine gewünschte Masse) des eingespritzten Kraftstoffs erzeugen, der bzw. die bei dem gewünschten Kurbelwellenwinkel verbrannt sein soll.
Nun auf 6 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung der Beziehung zwischen dem MBF und der PRD gezeigt. Die Kurve 602 entspricht einem beispielhaften MBF, und die Kurve 604 entspricht einer beispielhaften normierten PRD. Die MBF-Kurve 602 und die normierte PRD-Kurve 604 wurden basierend auf einer Motordrehzahl von 1400 U/min, einem BMEP von 5,0 bar, einer AGR-Öffnung von 54% und einem Verbrennungszeitpunkt (z. B. einer Kraftstoffeinspritzung) bei 3° vor dem TDC ermittelt. Die normierte PRD-Kurve 604 verläuft in der Nähe der MBF-Kurve 602, wie in 6 gezeigt. Daher kann das Zeitpunkt-Steuermodul 306 die PRD auch verwenden, um den MBF zu ermitteln.
Nun auf 7 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung der Beziehung zwischen der normierten PRD und der PRD gezeigt, die durch das PR bei Mitschleppen dividiert ist. Die Kurve 702 entspricht einer beispielhaften normierten PRD, und die Kurve 704 entspricht einer beispielhaften PRD, die durch das PR bei Mitschleppen dividiert ist. Die Kurve 704 verläuft in der Nähe der Kurve 702 für die normierte PRD, wie in 7 gezeigt. Die PRD, die durch das PR bei Mitschleppen dividiert ist, kann daher als eine Alternative zu der normierten PRD und/oder dem MBF verwendet werden.
Wieder auf 3 Bezug nehmend, ermittelt das PRDR-Modul 308 eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR) basierend auf der Differenz zwischen dem gemessenen PR bei Mitschleppen und dem PR bei Zündung über einen Bereich von Kurbelwellenwinkeln. Spezieller ermittelt das PRDR-Modul 308 die PRDR basierend auf einer Änderung der Differenz zwischen dem gemessenen PR und dem PR bei Mitschleppen über den Bereich der Kurbelwellenwinkel. Mit anderen Worten ermittelt das PRDR-Modul 308 die PRDR basierend auf einer Änderung der PRD über den Bereich der Kurbelwellenwinkel. Lediglich beispielhaft ermittelt das PRDR-Modul 308 die PRDR unter Verwendung der Differentialgleichung: PRDR(Θ) = d(PRFired(Θ) – PRMM(Θ))/dΘ, (3)wobei Θ der Kurbelwellen-Winkelbereich ist, PRDR(Θ) die PRDR für diesen Kurbelwellen-Winkelbereich ist. Bei anderen Implementierungen kann das PRDR-Modul 308 die PRDR unter Verwendung der Gleichung ermitteln:
wobei Θ₁ ein erster Kurbelwellenwinkel des Kurbelwellen-Winkelbereichs ist und Θ₂ ein zweiter Kurbelwellenwinkel des Kurbelwellen-Winkelbereichs ist.
Das Modul 310 für das Wärmefreigabeprofil ermittelt ein Wärmefreigabeprofil für den eingespritzten Kraftstoff basierend auf der PRDR. Das Wärmefreigabeprofil folgt der Wärme, die mittels der Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs freigegeben wird. Eine Wärmefreigaberate (HRR) kann basierend auf dem Wärmefreigabeprofil ermittelt werden, welches das Zeitpunkt-Steuermodul 306 und/oder ein oder mehrere andere Module verwenden können, um den Verbrennungszeitpunkt einzustellen, die eingespritzte Kraftstoffmenge einzustellen und/oder Eigenschaften des eingespritzten Kraftstoffs zu ermitteln (z. B. die Cetanmenge). Das Modul 310 für das Wärmefreigabeprofil kann auch verschiedene andere Parameter basierend auf der PRDR detektieren, wie beispielsweise die Kraftstoffverdampfung nach der Einspritzung, die Spitze der Wärmefreigabe, den Start der Verbrennung, die Verbrennungsdauer und/oder das Ende der Verbrennung.
Nun auf 8 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung der Beziehung zwischen der Wärmefreigaberate (HRR) und der PRDR gezeigt. Die Kurve 802 entspricht einer beispielhaften Wärmefreigaberate, und die Kurve 804 entspricht einer beispielhaften PRDR. Die PRDR-Kurve 804 verläuft in der Nähe der Kurve 802 für die Wärmefreigaberate, wie in 8 gezeigt. Daher kann die PRDR als ein Indikator der Wärmefreigaberate verwendet werden.
Wieder auf 3 Bezug nehmend, ermittelt das PRDR-Modul 308 die PRDR auch basierend auf anderen Parametern, wie beispielsweise der AGR-Öffnung und dem Verbrennungszeitpunkt. Nun auf 9 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung verschiedener PRDRs bei unterschiedlichen Verbrennungszeitpunkten gezeigt. Die PRDR-Kurven 902, 904, 906 und 908 entsprechen einer Auslösung der Verbrennung bei 1° nach dem TDC, bei 3° vor dem TDC, bei 7° vor dem TDC bzw. bei 15° vor dem TDC. Die PRDR-Kurven 902, 904, 906 und 908 wurden mit einer Motordrehzahl von 1400 U/min, einem BMEP von 5,0 bar und einer AGR-Öffnung von 54% ermittelt. Wie in 9 gezeigt, schwankt die PRDR mit dem Verbrennungszeitpunkt. Dementsprechend kann das PRDR-Modul 308 die PRDR basierend auf dem Verbrennungszeitpunkt ermitteln.
Nun auf 10 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Darstellung verschiedener PRDRs bei unterschiedlichen AGR-Ventilöffnungen gezeigt. Die PRDR-Kurven 1002, 1004, 1006 und 1008 entsprechen der AGR-Ventilöffnung von 0,0%, 49,0%, 51,0% bzw. 54,0%. Die PRDR-Kurven 1002, 1004, 1006 und 1008 wurden mit einer Motordrehzahl von 1400 U/min, einem effektiven mittleren Druck von 5 bar und einem Verbrennungszeitpunkt (z. B. einem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt) bei 3° vor dem TDC ermittelt. Wie in 10 gezeigt, schwankt die PRDR mit der AGR-Ventilöffnung. Dementsprechend kann das PRDR-Modul 308 die PRDR basierend auf der AGR-Ventilöffnung ermitteln.
Wieder auf 3 Bezug nehmend, ermittelt das PRDA-Modul 312 einen Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA) basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl von Differenzen zwischen dem PR bei Zündung und dem gemessenen PR bei Mitschleppen. Der PRDA entspricht einem Mittelwert der Differenz zwischen dem PR bei Zündung und dem gemessenen PR bei Mitschleppen über eine vorbestimmte Anzahl von Abtastwerten. Spezieller ermittelt das PRDA-Modul 312 den PRDA basierend auf einer Summe der Anzahl von PRDs dividiert durch die Anzahl der PRDs. Lediglich beispielhaft kann das PRDA-Modul 312 den PRDA unter Verwendung der Gleichung ermitteln:
wobei N die Anzahl der PRD-Abtastwerte und Θ ein Kurbelwellenwinkel ist, für den ein PRD-Abtastwert ermittelt wird. N ist eine ganze Zahl größer als 1.
Das Diagnosemodul 314 diagnostiziert verschiedene Verbrennungsparameter basierend auf dem PRDA. Das Diagnosemodul 314 kann den PRDA verwenden, um beispielsweise die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die Cetanzahl (CN) des eingespritzten Kraftstoffs und/oder den Kurbelwellenwinkel zu diagnostizieren, bei dem ein vorbestimmter Prozentanteil (oder eine vorbestimmte Masse) des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt wurde (z. B. 10% und/oder 50%). Die CN eines eingespritzten Kraftstoffs ist ein Maß der Verbrennungsqualität (z. B. der Zündbarkeit) dieses Kraftstoffs. Insbesondere beeinflusst die CN eines Kraftstoffs die Zündungsverzögerung dieses Kraftstoffs (d. h. die Zeitdauer zwischen der Einspritzung des Kraftstoffs und dem Start der Verbrennung). Kraftstoffe mit höheren CNs neigen dazu, kürzere Verbrennungsverzögerungen als Kraftstoffe mit niedrigerem CNs aufzuweisen.
11A stellt die Beziehung zwischen dem PRDA und dem indizierten mittleren Druck (IMEP) dar. 11B stellt die Beziehung zwischen einem Verdünnungsparameter (DilPar) und dem IMEP dar. Der Verdünnungsparameter ist ein Parameter, der auch verwendet wird, um die Menge des eingespritzten Kraftstoffs zu diagnostizieren. Die Basislinien 1102, 1104 und 1106 repräsentieren theoretische Werte, bei denen eine bekannte Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
Die DilPar-Werte 1108, 1110 und 1112 entsprechen Verdünnungsparameterwerten, die basierend auf dem IMEP ermittelt werden, wenn die bekannte Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Die Korrelationskoeffizienten (R²) für die DilPar-Werte 1108, 1110 und 1112 sind 0,4409, 0,4734 bzw. 0,3398. Die Korrelationskoeffizienten entsprechen der relativen Genauigkeit der Werte. Lediglich beispielhaft nimmt die Genauigkeit zu, wenn sich der Korrelationskoeffizient 1,0 annähert.
Die PRDA-Werte 1114, 1116 und 1118 von 11A repräsentieren beispielhafte PRDA-Werte, die basierend auf den PRs ermittelt wurden, die durch den Zylinderdrucksensor 134 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung gemessen wurden. Die Korrelationskoeffizienten (R²) für die PRDA-Werte 1114, 116 und 1118 sind 0,6749, 0,7201 bzw. 0,9488.
Die Korrelationskoeffizienten der PRDA-Werte 1114, 1116 und 1118 liegen näher bei 1,0 als die Korrelationskoeffizienten der DilPar-Werte 1108, 1110 und 1112. Der PRDA kann daher ein genaueres Maß für die Menge des eingespritzten Kraftstoffs als der DilPar sein. Dementsprechend kann das Diagnosemodul 314 die Menge des eingespritzten Kraftstoffs basierend auf dem PRDA diagnostizieren. Das Diagnosemodul 314 kann die Menge des eingespritzten Kraftstoffs verwenden, um beispielsweise die Alterung der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 110 zu diagnostizieren.
Das IMEP-Modul 316 ermittelt indizierte Mitteldrücke (IMEPs). Der IMEP entspricht dem Mittelwert des gemessenen Zylinderdrucks während eines Zylinderzyklus. Das IMEP-Modul 316 gibt einen IMEP aus, wenn der Zylinder 112 gezündet wird, und es gibt einen IMEP aus, wenn der Zylinder 112 mitgeschleppt wird. Der IMEP für den Zylinder 112, wenn der Zylinder 112 gezündet wird, wird als ein IMEP bei Zündung (d. h. IMEP_Fired) bezeichnet, und der IMEP, wenn der Zylinder 112 mitgeschleppt wird, wird als ein IMEP bei Mitschleppen (d. h. IMEP_Motored) bezeichnet.
Das IMEP-Modul 316 ermittelt die IMEPs basierend auf dem Zylinderdruck bei verschiedenen Kurbelwellenwinkeln. Lediglich beispielhaft kann das IMEP-Modul die IMEPs unter Verwendung der Gleichung ermitteln: IMEP = WV , (6)wobei W die Arbeit ist, die an dem Kolben verrichtet wird, und V das Volumen des Zylinders 112 ist. Das Volumen des Zylinders 112 kann basierend auf dem Kurbelwellenwinkel und bekannten Parametern ermittelt werden, wie beispielsweise dem maximalen Volumen des Zylinders 112 (d. h., wenn sich der Kolben bei dem BDC befindet) und der Kolbenposition in dem Zylinder 112. Die Arbeit, die an dem Kolben verrichtet wird, kann beispielsweise unter Verwendung der Gleichung ermittelt werden: W = ∫P·dV, (7)wobei P der Zylinderdruck ist.
Das IMEPD-Modul 318 ermittelt eine Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD) basierend auf der Differenz zwischen dem IMEP bei Zündung und dem IMEP bei Mitschleppen und gibt diese aus. Lediglich beispielhaft kann das IMEPD-Modul 318 die IMEPD unter Verwendung der Gleichung ermitteln: IMEPD = IMEPFired – IMEPMotored, (8)wobei IMEP_Fired der IMEP bei Zündung ist und IMEP_Motored der IMEP bei Mitschleppen ist.
Wie oben festgestellt, diagnostiziert das Diagnosemodul 314 verschiedene Verbrennungsparameter basierend auf dem PRDA. Das Diagnosemodul 314 kann jedoch die IMEPD als eine Alternative zu dem PRDA verwenden. Mit anderen Worten kann das Diagnosemodul 314 die IMEPD verwenden, um beispielsweise die Menge des eingespritzten Kraftstoffs und/oder den Kurbelwellenzeitpunkt zu diagnostizieren, zu dem ein vorbestimmter Prozentanteil des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt wurde (z. B. 10% und/oder 50%).
Die Herstellung und/oder die Montage verschiedener Komponenten des Motors 102, wie beispielsweise der Kurbelwelle oder des Rades mit N Zähnen, können eine Verschiebung der Kurbelwelle verursachen. Mit anderen Worten kann der gemessene Kurbelwellenwinkel bezüglich des tatsächlichen Kurbelwellenwinkels verschoben sein. 12A stellt die Beziehung zwischen dem PRDA und dem IMEP bei verschiedenen Kurbelwellen-Winkelverschiebungen dar.
Die Abtastwerte mit Quadrat 1202, die Abtastwerte mit Dreieck 1204 und die Abtastwerte mit Raute 1206 entsprechen Abtastwerten, die auf einer Kurbelwellen-Winkelverschiebung von 0,0°, 0,5° bzw. –0,5° basieren. Wie in 12A zu sehen ist, kann eine Kurbelwellen-Winkelverschiebung in der Größenordnung von 0,5° messbare Änderungen des IMEP bewirken. Diese messbare Änderung kann beispielsweise einem Wärmeverlust zugerechnet werden.
Nun auf 12B Bezug nehmend, ist eine Darstellung der Beziehung zwischen dem PRDA und der IMEPD bei den Kurbelwellen-Winkelverschiebungen gemäß 12A gezeigt. Wie anhand von 12B festgestellt werden kann, minimiert die Verwendung der IMEPD die Auswirkung der Kurbelwellen-Winkelverschiebung. Die Streuung der Abtastwerte 1202, 1204 und 1206 wird auf weniger als 2,0% verringert, wenn die IMEPD verwendet wird. Dementsprechend kann das Diagnosemodul 314 die IMEPD als eine Alternative zu dem PRDA verwenden.
Nun auf 13A–13D Bezug nehmend, werden Flussdiagramme gezeigt, die beispielhafte Schritte darstellen, die von dem Verbrennungssteuermodul 290 ausgeführt werden. Speziell auf 13A Bezug nehmend, beginnt die Steuerung bei Schritt 1302, bei dem die Steuerung den Zylinderdruck empfängt. Die Steuerung empfängt den Zylinderdruck von dem Zylinderdrucksensor 134.
Bei Schritt 1304 ermittelt die Steuerung das PR bei Zündung und das gemessene PR bei Mitschleppen. Das PR bei einem Kurbelwellenwinkel ist gleich dem gemessenen Zylinderdruck bei dem Kurbelwellenwinkel dividiert durch einen erwarteten Zylinderdruck bei Mitschleppen bei dem Kurbelwellenwinkel. Das PR bei Zündung ist das PR, das basierend auf dem gemessenen Zylinderdruck ermittelt wird, wenn der Zylinder 112 gezündet wird. Das gemessene PR bei Mitschleppen entspricht dem PR, das basierend auf dem gemessenen Zylinderdruck ermittelt wird, wenn der Zylinder mitgeschleppt wird (d. h. nicht gezündet wird).
Die Steuerung ermittelt die PRD bei Schritt 1306. Die Steuerung ermittelt die PRD basierend auf der Differenz zwischen dem PR bei Zündung und dem PR bei Mitschleppen. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die PRD unter Verwendung von Gleichung (2) ermitteln, wie oben beschrieben. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 1302 zurück. Die PRD kann verwendet werden, um beispielsweise den Verbrennungszeitpunkt, den Kurbelwellenwinkel, bei dem verschiedene Prozentanteile des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt sind, und/oder den MBF einzustellen.
Nun auf 13B Bezug nehmend, führt die Steuerung die Schritte 1302 bis 1306 auf eine ähnliche oder identische Weise wie diejenigen von 13A aus. Anstatt jedoch nach Schritt 1306 zurückzukehren, ermittelt die Steuerung die PRDR bei Schritt 1308. Die Steuerung ermittelt die PRDR unter Verwendung der Gleichungen (3) oder (4), wie oben beschrieben. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 1302 zurück. Die PRDR kann verwendet werden, um beispielsweise das Wärmefreigabeprofil, die Wärmefreigaberate und/oder einen beliebigen anderen geeigneten Parameter zu ermitteln.
Nun auf 13C Bezug nehmend, führt die Steuerung die Schritte 1302 bis 1306 auf eine ähnliche oder identische Weise wie diejenigen von 13A aus. Anstatt jedoch nach Schritt 1306 zurückzukehren, ermittelt die Steuerung den PRDA bei Schritt 1310. Die Steuerung ermittelt den PRDA unter Verwendung von Gleichung (5), wie oben beschrieben. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 1302 zurück. Der PRDA kann verwendet werden, um beispielsweise die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die CN für den Kraftstoff und/oder den Verbrennungszeitpunkt zu ermitteln, zu dem ein vorbestimmter Prozentanteil (oder eine vorbestimmte Masse) des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt wurde.
Nun auf 13D Bezug nehmend, ermittelt die Steuerung den IMEP bei Zündung und den IMEP bei Mitschleppen bei Schritt 1312. Die Steuerung ermittelt den IMEP bei Zündung und den IMEP bei Mitschleppen basierend auf dem Kurbelwellenwinkel und dem Zylinderdruck unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7), wie oben beschrieben. Bei Schritt 1314 ermittelt die Steuerung die IMEPD.
Die Steuerung ermittelt die IMEPD basierend auf dem IMEP bei Zündung und dem IMEP bei Mitschleppen. Lediglich beispielhaft ermittelt die Steu erung die IMEPD unter Verwendung der Gleichung (8), wie oben beschrieben. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 1314 zurück. Die IMEPD kann beispielsweise als eine Alternative zu dem PRDA verwendet werden. Mit anderen Worten kann die Steuerung die IMEPD verwenden, um beispielsweise die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die CN des Kraftstoffs und/oder den Kurbelwellenzeitpunkt zu diagnostizieren, zu dem ein vorbestimmter Prozentanteil (oder eine vorbestimmte Masse) des eingespritzten Kraftstoffs verbrannt wurde.
Fachleute können nun anhand der vorstehenden Beschreibung einsehen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Verbrennungssteuersystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Modul für ein Druckverhältnis (PR-Modul), das PR-Werte bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird; ein Modul für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul), das PRD-Werte für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und ein Modul für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul), das einen PRDR-Wert basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt und ausgibt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das PRD-Modul einen ersten PRD-Wert und einen zweiten PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt, wobei das PRDR-Modul den PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert ist.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Modul für ein Wärmefreigabeprofil umfassend, das ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 3, ferner ein Zeitpunkt-Steuermodul umfassend, das einen Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil einstellt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 4, wobei der Verbrennungszeitpunkt einen Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt umfasst.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das PRDR-Modul den PRDR-Wert ferner basierend auf einem Verbrennungszeitpunkt und einer AGR-Ventilöffnung ermittelt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Modul für einen Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Modul), das einen PRDA-Wert basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl der PRD-Werte ermittelt; und ein Modul für eine Differenz eines indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Modul), das einen IMEPD-Wert basierend auf einem Wert des indizierten mittleren Drucks (IMEP-Wert) bei Zündung und einem IMEP-Wert bei Mitschleppen für den Zylinder ermittelt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 7, ferner ein Diagnosemodul umfassend, das eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert diagnostiziert.
Verbrennungssteuersystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Modul für einen indizierten mittleren Druck (IMEP-Modul), das IMEP-Werte bei Zündung und IMEP-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird; und ein Modul für eine Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Modul), das einen IMEPD-Wert basierend auf einer Differenz zwischen einem der IMEP-Werte bei Zündung und einem der IMEP-Werte bei Mitschleppen ermittelt und ausgibt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 9, ferner ein Diagnosemodul umfassend, das eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem IMEPD-Wert diagnostiziert.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 10, ferner umfassend: ein Modul für ein Druckverhältnis (PR-Modul), das PR-Werte bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf den Zylinderdrücken ermittelt; ein Modul für eine Druckverhältnisdifferenz (PRD-Modul), das PRD-Werte für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und ein Modul für eine Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Modul), das einen PRDR-Wert basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt und ausgibt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 11, wobei das PRD-Modul einen ersten PRD-Wert und einen zweiten PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt, wobei das PRDR-Modul den PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD ermittelt, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert ist.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 11, ferner ein Modul für ein Wärmefreigabeprofil umfassend, das ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt.
Verbrennungssteuersystem nach Anspruch 13, ferner ein Zeitpunkt-Steuermodul umfassend, das einen Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil einstellt.
Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend, dass: Werte eines Druckverhältnisses (PR-Werte) bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt werden, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Motors gezündet bzw. mitgeschleppt wird; Werte einer Druckverhältnisdifferenz (PRD-Werte) für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; ein Wert einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Wert) basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und der PRDR-Wert ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ermitteln der PRD-Werte umfasst, dass ein erster PRD-Wert und ein zweiter PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei das Ermitteln des PRD-Werts umfasst, dass der PRD-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt wird, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass ein Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Einstellen des Verbrennungszeitpunkts ein Einstellen eines Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ermitteln des PRDR-Werts umfasst, dass der PRDR-Wert ferner basierend auf einem Verbrennungszeitpunkt und einer AGR-Ventilöffnung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass: ein Mittelwert der Druckverhältnisdifferenz (PRDA-Wert) basierend auf einem Mittelwert einer Anzahl der PRD-Werte ermittelt wird; und ein Wert einer Differenz eines indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Wert) basierend auf einem Wert des indizierten mittleren Drucks (IMEP-Wert) bei Zündung und einem IMEP-Wert bei Mitschleppen für den Zylinder ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend, dass eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder ein Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem PRDA-Wert und/oder dem IMEPD-Wert diagnostiziert werden.
Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend, dass: Werte eines indizierten mittleren Drucks (IMEP-Werte) bei Zündung und IMEP-Werte bei Mitschleppen basierend auf Zylinderdrücken ermittelt werden, die durch einen Zylinderdrucksensor gemessen werden, wenn ein Zylinder eines Fahrzeugs gezündet bzw. mitgeschleppt wird; und ein Wert einer Differenz des indizierten mittleren Drucks (IMEPD-Wert) basierend auf einer Differenz zwischen einem der IMEP-Werte bei Zündung und einem der IMEP-Werte bei Mitschleppen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend, dass eine an den Zylinder gelieferte Kraftstoffmenge, eine Cetanzahl (CN) für den Kraftstoff und/oder ein Kurbelwellenwinkel, bei dem eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs in dem Zylinder verbrannt wurde, basierend auf dem IMEPD-Wert diagnostiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 24, ferner umfassend, dass: Werte eines Druckverhältnisses (PR-Werte) bei Zündung und gemessene PR-Werte bei Mitschleppen basierend auf den Zylinderdrücken ermittelt werden; Werte einer Druckverhältnisdifferenz (PRD-Werte) für vorbestimmte Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei jeder der PRD-Werte basierend auf einem der PR-Werte bei Zündung und einem der gemessenen PR-Werte bei Mitschleppen bei einem der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; ein Wert einer Druckverhältnis-Differenzrate (PRDR-Wert) basierend auf einer Änderungsrate der PRD-Werte über einen Bereich der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; und der PRDR-Wert ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Ermitteln der PRD-Werte umfasst, dass ein erster PRD-Wert und ein zweiter PRD-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, wobei das Ermitteln des PRDR-Werts umfasst, dass der PRDR-Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten PRD-Wert ermittelt wird, und wobei der Bereich durch den ersten und den zweiten der vorbestimmten Kurbelwellenwinkel definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend, dass ein Wärmefreigabeprofil für an den Zylinder gelieferten Kraftstoff basierend auf dem PRDR-Wert ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend, dass ein Verbrennungszeitpunkt für den Zylinder basierend auf dem Wärmefreigabeprofil eingestellt wird.