DE102010046303B4 - System zum Schätzen und Verringern einer Selbstzündung und eines Klopfens eines Motors - Google Patents

System zum Schätzen und Verringern einer Selbstzündung und eines Klopfens eines Motors Download PDF

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Abstract

Steuersystem für einen Motor (12), das umfasst: ein Wärmefreigaberatenmodul (HRR-Modul) (122), das ein HRR-Signal (100) basierend auf Zylinderinnendrücken eines Zylinders (30a, 30b, 30c, 30d) des Motors (12) erzeugt; ein erstes Filtermodul (124), das ein erstes gefiltertes HRR-Signal, das eine erste HRR aufgrund einer Verbrennung in dem Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals (100) erzeugt; ein zweites Filtermodul (126), das ein zweites gefiltertes HRR-Signal, das eine zweite HRR aufgrund einer Selbstzündung in dem Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals (100) oder des ersten gefilterten HRR-Signals erzeugt; ein Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132), das eine Selbstzündungsenergie des Zylinders (30a, 30b, 30c, 30d) basierend auf dem ersten und dem zweiten gefilterten HRR-Signal ermittelt; ein Korrekturmaßnahmenmodul (138), das die Selbstzündung des Motors (12) basierend auf der Selbstzündungsenergie selektiv einstellt, wobei das erste Filtermodul (124) ein tiefpassgefiltertes HRR-Signal (108) erzeugt, indem ein Tiefpassfilter auf das HRR-Signal (100) angewendet wird, und wobei das zweite Filtermodul (126) ein bandpassgefiltertes HRR-Signal (106) erzeugt, indem ein Bandpassfilter auf das HRR-Signal (100) angewendet wird oder indem ein Hochpassfilter auf das tiefpassgefilterte HRR-Signal (108) angewendet wird, und wobei die Selbstzündungsenergie basierend auf dem tiefpassgefilterten und dem bandpassgefilterten HRR-Signal (108, 106) ermittelt wird; und ein Fensterermittlungsmodul (128, 130), das ein Suchfenster für ein Selbstzündungsereignis basierend auf dem tiefpassgefilterten HRR-Signal (108) ermittelt und das ein Selbstzündungsereignisfenster für das Selbstzündungsereignis basierend auf dem bandpassgefilterten HRR-Signal (106) und dem Suchfenster ermittelt, wobei das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132) die Selbstzündungsenergie basierend auf einer Fläche (110) ermittelt, die durch ein Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals (106) definiert wird, das dem Selbstzündungsereignisfenster entspricht.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme zum Schätzen einer Selbstzündungsenergie in einer Verbrennungskammer für einen Motor und insbesondere Verfahren und Systeme zum Verringern einer Selbstzündung und eines Klopfens in einem Motor.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern und erzeugen dadurch ein Antriebsdrehmoment. Die Verbrennung tritt in Verbrennungskammern auf, die durch die Zylinder definiert sind. Die Verbrennung kann durch einen Zündfunken ausgelöst werden, der dem Luft-Kraftstoffgemisch Energie zuführt und dadurch die Verbrennung auslöst. Sobald sie ausgelöst ist, setzt sich die Verbrennung für eine Dauer entlang einer Flammenfront in der Verbrennungskammer fort. Der Zeitpunkt der Verbrennung kann im Allgemeinen gesteuert werden, indem der Zeitpunkt des Zündfunkens gesteuert wird. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu einer Position von Kolben, die in den Zylindern hin- und hergehen, und/oder relativ zu einer Drehposition einer Kurbelwelle gesteuert werden, die mit den Kolben gekoppelt ist. Beispielsweise kann der Zeitpunkt des Zündfunkens relativ zu einer oberen Totpunktposition (TDC-Position) der Kolben gesteuert werden. Bei dem TDC befindet sich das Volumen der Verbrennungskammer bei seinem kleinesten Volumen.
  • Eine spontane Verbrennung eines Teils des Luft-Kraftstoffgemischs kann in der Verbrennungskammer auftreten, wenn eine Druckwelle, die durch die durch den Zündfunken ausgelöste Verbrennung erzeugt wird, sich schneller als die Flammenfront der durch den Zündfunken ausgelösten Verbrennung bewegt. Die Druckwelle kann zu einem schnellen Druckanstieg der Endgase in den Zylindern führen, der bewirkt, dass die Endgase von selbst zünden (d. h. selbstzünden). Die Selbstzündung der Endgase kann zu einer schnellen Verbrennung oder Detonation des gesamten Volumens der Endgase führen. Die Selbstzündung der Endgase führt zu einer schnellen Freigabe von Wärme, die einen schnellen Anstieg des Zylinderdrucks bewirkt, der bewirken kann, dass der Zylinderdruck bei akustischen Eigenfrequenzen der Verbrennungskammer mitschwingt. Anhaltende Oszillationen der Druckwellen können bewirken, dass Metalloberflächen der Verbrennungskammer vibrieren und ein hörbares Geräusch erzeugen, das als ein Motorklopfen bezeichnet wird. Somit kann das Motorklopfen als eine Impulsantwort der Verbrennungskammer in Ansprechen auf den schnellen Druckanstieg auftreten, der durch die Selbstzündung der Endgase und die resultierende Wärmefreigabe bewirkt wird.
  • Motoren können mit einem Klopfsteuersystem ausgestattet sein, das die Anwesenheit und die Intensität des Motorklopfens detektiert. Mehrere Ansätze wurden entwickelt, um die Anwesenheit des Motorklopfens zu detektieren. Gemäß einem Ansatz detektiert ein Beschleunigungsmesser die mechanische Vibration, die in der Motorblockstruktur infolge der oszillierenden Druckwelle in der Verbrennungskammer eingeleitet wird. Die Energie der mechanischen Vibration wird als ein Index der Intensität des Motorklopfens verwendet. Die Klopfintensität kann durch eines von mehreren Verfahren ermittelt werden, wie beispielsweise durch das Integral über das Quadrat des Schwingungsverlaufs der Oszillation oder durch den maximalen Wert von Spitze zu Spitze der Oszillation. Gemäß einem anderen Ansatz detektiert ein Drucksensor den Zylinderdruck, und er detektiert dadurch die Oszillationen in dem Zylinderdruck. Ähnlich dem Blockstruktur-Vibrationsverfahren wird die Energie der Druckoszillation als ein Index der Klopfintensität verwendet.
  • Basierend auf der Klopfintensität kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, um das Motorklopfen zu verhindern. Beispielsweise kann ein Zündfunkenzeitpunkt des Motors nach spät verstellt werden, um die Verbrennungsrate auf eine Rate zu verlangsamen, die das Auftreten des Klopfens verhindert. Somit können Klopfsteuersysteme während der Motorentwicklung geschaffen werden, um bei der Entwicklung von Zündfunkenkalibrierungen für den Motor zu helfen, die das Auftreten des Motorklopfens verringern. Bei Motoren der Produktion können Klopfsteuersysteme geschaffen werden, um den Zündfunkenzeitpunkt in Echtzeit auf einen Punkt einzustellen, bei dem das Motorklopfen verschwindet.
  • In der nachveröffentlichten Druckschrift DE 10 2010 011 672 A1 ist ein Steuersystem für einen Motor beschrieben, das ein Wärmefreigaberatensignal (HRR-Signal) basierend auf Zylinderinnendrücken eines Zylinders des Motors erzeugt und ein erstes gefiltertes HRR-Signal, das eine erste HRR aufgrund einer Verbrennung im Zylinder angibt, durch Filtern des HRR-Signals erzeugt sowie ein zweites gefiltertes HRR-Signal, das eine zweite HRR aufgrund einer Selbstzündung angibt, durch Filtern des HRR-Signals oder des ersten gefilterten HRR-Signals erzeugt. Das Steuersystem ermittelt ferner eine Selbstzündungsenergie des Zylinders basierend auf dem ersten und zweiten gefilterten HRR-Signal und stellt die Selbstzündung des Motors basierend auf der Selbstzündungsenergie selektiv ein.
  • Die US 2003/0 010 101 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum effektiven Ermitteln des Verbrennungsbeginns in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors. Dabei wird optional das Auftreten einer Fehlzündung anhand eines Druckverhältnisses ermittelt.
  • In der US 6 820 592 B2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors beschrieben, bei denen bandpassgefilterte Druckkurven als Eingangsgröße verwendet werden.
  • Ferner beschreibt die nachveröffentliche Druckschrift DE 11 2009 000 896 T5 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen eines verbrennten Massenanteils in Zylindern eines Motors, um Differenzen in der Verbrennungsphasenlage zwischen den Zylindern zu identifizieren.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem zu schaffen, mit dem durch eine Korrekturmaßnahme, die auf einer Schätzung der Energie der Selbstzündung beruht, das Auftreten des Motorklopfens verhindert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Steuersystem für einen Motor umfasst ein Wärmefreigaberatenmodul (HRR-Modul), ein erstes Filtermodul, ein zweites Filtermodul, ein Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul und ein Korrekturmaßnahmenmodul. Das HRR-Modul erzeugt ein HRR-Signal basierend auf Zylinderinnendrücken eines Zylinders des Motors. Das erste Filtermodul erzeugt ein erstes gefiltertes HRR-Signal, das eine erste HRR aufgrund einer Verbrennung in dem Zylinder angibt, indem das HRR-Signal gefiltert wird. Das zweite Filtermodul erzeugt ein zweites gefiltertes HRR-Signal, das eine zweite HRR aufgrund einer Selbstzündung in dem Zylinder angibt, indem das HRR-Signal oder das erste gefilterte HRR-Signal gefiltert wird. Das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul ermittelt eine Selbstzündungsenergie des Zylinders basierend auf dem ersten und dem zweiten gefilterten HRR-Signal. Das Korrekturmaßnahmenmodul stellt die Selbstzündung des Motors basierend auf der Selbstzündungsenergie selektiv ein.
  • Erfindungsgemäß erzeugt das erste Filtermodul ein tiefpassgefiltertes HRR-Signal, indem ein Tiefpassfilter auf das HRR-Signal angewendet wird, und das zweite Filtermodul erzeugt ein bandpassgefiltertes HRR-Signal, indem ein Bandpassfilter auf das HRR-Signal angewendet wird oder indem ein Hochpassfilter auf das tiefpassgefilterte HRR-Signal angewendet wird. Die Selbstzündungsenergie wird basierend auf dem tiefpassgefilterten und dem bandpassgefilterten HRR-Signal ermittelt.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Steuersystem ferner ein Fensterermittlungsmodul, das ein Suchfenster für ein Selbstzündungsereignis basierend auf dem tiefpassgefilterten HRR-Signal ermittelt, und das ein Selbstzündungsereignisfenster für das Selbstzündungsereignis basierend auf dem bandpassgefilterten HRR-Signal und dem Suchfenster ermittelt. Das Selbstzündungsermittlungsmodul ermittelt die Selbstzündungsenergie basierend auf einer Fläche, die durch ein Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals definiert wird, das dem Selbstzündungsereignisfenster entspricht.
  • Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Fensterermittlungsmodul das Suchfenster derart festlegen, dass es bei einer ersten Kurbelwellenposition bei einer maximale Spitze in dem tiefpassgefilterten HRR-Signal oder bei einer zweiten Kurbelwellenposition bei einem Wendepunkt in dem tiefpassgefilterten HRR-Signal beginnt. Das Suchfenster kann eine vorbestimmte Dauer aufweisen, die eine Funktion einer Drehzahl, einer Last oder einer Temperatur des Motors ist. Die vorbestimmte Dauer kann ferner auf einem vorbestimmten Prozentanteil einer Gesamtwärme basieren, die während eines Verbrennungsereignisses freigegeben wird.
  • Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Fensterermittlungsmodul eine maximale Spitze in dem bandpassgefilterten HRR-Signal innerhalb des Suchfensters lokalisieren, eine erste Kurbelwellenposition ermitteln, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal vor der Spitze über ein erstes Niveau zunimmt, eine zweite Kurbelwellenposition ermitteln, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal nach der Spitze unter ein zweites Niveau abnimmt, und das Selbstzündungsereignisfenster derart festlegen, dass es bei der ersten Kurbelwellenposition beginnt und bei der zweiten Kurbelwellenposition endet. Gemäß einem verwandten Merkmal können die erste und die zweite Kurbelwellenposition positiven Spitzen in einer zweiten Ableitung des bandpassgefilterten HRR-Signals entsprechen, die der maximalen Spitze am nächsten liegen, wo die ersten Ableitungen des bandpassgefilterten HRR-Signals ungefähr gleich Null sind. Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul die Selbstzündungsenergie des Zylinders ermitteln, indem das bandpassgefilterte HRR-Signal über das Selbstzündungsereignisfenster integriert wird.
  • Gemäß weiteren Merkmalen kann das Selbstzündungsermittlungsmodul einen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Verbrennungszyklen des Zylinders ermitteln. Gemäß einem verwandten Merkmal kann das Korrekturmaßnahmenmodul die Selbstzündung basierend auf einem Vergleich des gleitenden Mittelwerts der Selbstzündungsenergie und einer Schwellenwertenergie selektiv einstellen.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen kann das Steuersystem ferner ein Metrikermittlungsmodul umfassen, dass eine Selbstzündungsenergiemetrik für den Motor basierend auf einem Maximum der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder des Motors oder basierend auf einem maximalen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder des Motors ermittelt. Gemäß einem verwandten Merkmal kann das Korrekturmaßnahmenmodul die Selbstzündung basierend auf einem Vergleich einer Schwellenwertenergie und des Maximums der Selbstzündungsenergie oder des maximalen gleitenden Mittelwerts der Selbstzündungsenergie selektiv einstellen.
  • Gemäß einer anderen Ausbildung schafft die vorliegende Offenbarung ein nicht beanspruchtes Verfahren zum Steuern eines Motors, das umfasst, dass ein HRR-Signal basierend auf Zylinderinnendrücken eines Zylinders des Motors erzeugt wird, dass ein erstes gefiltertes HRR-Signal, das eine erste HRR aufgrund einer Verbrennung in dem Zylinder angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals erzeugt wird, dass ein zweites gefiltertes HRR-Signal, das eine zweite HRR aufgrund einer Selbstzündung in dem Zylinder angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals oder des ersten gefilterten HRR-Signals erzeugt wird, dass eine Selbstzündungsenergie des Zylinders basierend auf dem ersten und dem zweiten gefilterten HRR-Signal ermittelt wird und dass die Selbstzündung des Motors basierend auf der Selbstzündungsenergie selektiv eingestellt wird.
  • Gemäß einem Merkmal kann das Erzeugen des ersten gefilterten HRR-Signals umfassen, dass ein Tiefpassfilter auf das HRR-Signal angewendet wird, und das Erzeugen eines zweiten gefilterten HRR-Signals kann umfassen, dass ein Bandpassfilter auf das HRR-Signal angewendet wird oder dass ein Hochpassfilter auf das tiefpassgefilterte HRR-Signal angewendet wird. Gemäß einem verwandten Merkmal wird die Selbstzündungsenergie basierend auf dem tiefpassgefilterten und dem bandpassgefilterten HRR-Signal ermittelt.
  • Gemäß einem anderen Merkmal umfasst das Verfahren ferner, dass ein Suchfenster für ein Selbstzündungsereignis basierend auf dem tiefpassgefilterten HRR-Signal ermittelt wird und dass ein Selbstzündungsereignisfenster für das Selbstzündungsereignis basierend auf dem bandpassgefilterten HRR-Signal und dem Suchfenster ermittelt wird. Gemäß einem verwandten Merkmal umfasst das Ermitteln einer Selbstzündungsenergie, dass eine Fläche ermittelt wird, die durch ein Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals definiert ist, das dem Selbstzündungsereignisfenster entspricht. Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Ermitteln eines Suchfensters umfassen, dass das Suchfenster derart festgelegt wird, dass es bei einer ersten Kurbelwellenposition bei einer maximalen Spitze des tiefpassgefilterten HRR-Signals oder bei einer zweiten Kurbelwellenposition bei einem Wendepunkt des tiefpassgefilterten HRR-Signals beginnt. Das Suchfenster kann eine vorbestimmte Dauer aufweisen, die eine Funktion einer Drehzahl, einer Last oder einer Temperatur des Motors ist. Die vorbestimmte Dauer kann ferner auf einem vorbestimmten Prozentanteil einer gesamten Wärme basieren, die durch ein Verbrennungsereignis freigegeben wird.
  • Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Ermitteln eines Selbstzündungsereignisfensters umfassen, dass eine maximale Spitze in dem bandpassgefilterten HRR-Signal innerhalb des Suchfensters lokalisiert wird, dass eine erste Kurbelwellenposition ermittelt wird, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal vor der Spitze über ein erstes Niveau zunimmt, dass eine zweite Kurbelwellenposition ermittelt wird, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal nach der Spitze unter ein zweites Niveau abnimmt, und dass das Selbstzündungsereignisfenster derart festgelegt wird, dass es bei der ersten Kurbelwellenposition beginnt und bei der zweiten Kurbelwellenposition endet. Gemäß einer verwandten Merkmal können die erste und die zweite Kurbelwellenposition positiven Spitzen in einer zweiten Ableitung des bandpassgefilterten HRR-Signals entsprechen, die der maximalen Spitze am nächsten liegen, wo die ersten Ableitungen des bandpassgefilterten HRR-Signals ungefähr gleich Null sind. Gemäß einem anderen verwandten Merkmal kann das Ermitteln einer Fläche umfassen, dass das bandpassgefilterte HRR-Signal über das Selbstzündungsereignisfenster integriert wird.
  • Gemäß weiteren Merkmalen kann das Ermitteln der Selbstzündungsenergie umfassen, dass ein gleitender Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Verbrennungszyklen des Zylinders ermittelt wird. Gemäß einem verwandten Merkmal kann das selektive Einstellen der Selbstzündung umfassen, dass der gleitende Mittelwert der Selbstzündungsenergie und eine Schwellenwertenergie verglichen werden.
  • Gemäß noch weitern Merkmalen kann das Verfahren ferner umfassen, dass eine Selbstzündungsenergiemetrik für den Motor basierend auf einem Maximum der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder des Motors oder basierend auf einem maximalen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder des Motors ermittelt wird. Gemäß einem verwandten Merkmal kann das selektive Einstellen der Selbstzündung umfassen, dass eine Schwellenwertenergie und das Maximum der Selbstzündungsenergie oder der maximale gleitende Mittelwert der Selbstzündungsenergie verglichen werden.
  • 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 beispielhaften Steuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 eine Graphik einer Wärmefreigaberate über dem Kurbelwellenwinkel gemäß der vorliegenden Offenbarung für einen einzelnen Zylinder des in 1 gezeigten Motors ist;
  • 3 eine andere Graphik ist, die verschiedene Kurven der Wärmefreigaberate gemäß der vorliegenden Offenbarung für einen einzelnen Zylinder des in 1 gezeigten Motors darstellt;
  • 4 eine andere Graphik ist, die verschiedene Kurven der Wärmefreigaberate gemäß der vorliegenden Offenbarung für einen einzelnen Zylinder des in 1 gezeigten Motors darstellt;
  • 5 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte eines Verfahrens zum Steuern eines Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • 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 ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Motor- und Klopfsteuersystem 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Motor- und Klopfsteuersystem 10 umfasst einen Motor 12 in Verbindung mit einem Steuermodul 14. Der Motor 12 ist mit einem Dynamometer 16 gekoppelt, wie es gezeigt ist, oder er kann alternativ mit einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Das Steuermodul 14 kann mit einer Anzeige 18 in Verbindung stehen.
  • Der Motor 12 ist ein Verbrennungsmotor, der ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Wie er hierin diskutiert wird, ist der Motor 12 von dem Funkenzündungstyp. Der Motor 12 ist nicht darauf beschränkt, Kraftstoff eines speziellen Typs zu verbrennen. Somit versteht es sich, dass die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung auf Motoren wie beispielsweise Benzin- und Dieselmotoren angewendet werden können, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Motor 12 ist nicht auf eine spezielle Ausbildung beschränkt. Der Motor 12 kann ein Hubkolben-Reihenmotor sein, wie es gezeigt ist. Alternativ kann der Motor 12 von dem Hubkolben-V-Typ oder von dem Rotationstyp sein.
  • Der Motor 12 kann einen oder mehrere Zylinder aufweisen. Zu beispielhaften Zwecken umfasst der Motor 12 vier Zylinder 30a, 30b, 30c und 30d. Die Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs treibt die Kolben an (nicht gezeigt), die in den Zylindern 30a–d angeordnet und mit einer Kurbelwelle 20 gekoppelt sind. Die Hubbewegung der Kolben bewirkt, dass sich die Kurbelwelle 20 dreht und dadurch das Antriebsdrehmoment überträgt. Der Motor 12 kann einen Kurbelwellensensor 32 aufweisen, der die Drehung der Kurbelwelle 20 detektiert. Der Kurbelwellensensor 32 kann basierend auf der detektierten Drehung ein Kurbelwellensignal erzeugen, das an das Steuermodul 14 ausgegeben wird. Basierend auf dem erzeugten Kurbelwellensignal kann das Steuermodul 14 eine Kurbelwellenposition und -drehzahl ermitteln. Auf diese Weise kann das Steuermodul 14 auch die Motordrehzahl ermitteln.
  • Der Motor 12 kann ferner Drucksensoren 34a, 34b, 34c und 34d aufweisen, die jeweils in den Zylindern 30a–d angeordnet sind. Jeder von den Zylinderinnendrucksensoren 34a–d detektiert einen Druck in dem entsprechenden Zylinder und erzeugt basierend auf dem detektierten Druck ein Zylinderinnendrucksignal, das an das Steuermodul 14 übertragen wird.
  • Das Steuermodul 14 kann ein Motorsteuermodul oder ein Dynamometer-Steuermodul oder beides sein. Als ein Motorsteuermodul kann das Steuermodul 14 den Betrieb des Motors 12 regeln. Als ein Dynamometer-Steuermodul kann das Steuermodul 14 den Betrieb des Dynamometers 16 regeln. Das Steuermodul 14 kann den Betrieb basierend auf Signalen regeln, die von dem Motor 12 und/oder von dem Dynamometer 16 empfangen werden. Das Steuermodul 14 kann Information über den Betrieb des Motors 12 und/oder des Dynamometers 16 an die Anzeige 18 übertragen. Wie unten in weiterem Detail diskutiert wird, schätzt das Steuermodul 14 eine Selbstzündungsenergie des Motors 12 und ermittelt eine Selbstzündungsenergiemetrik. Basierend auf der Selbstzündungsenergiemetrik korrigiert das Steuermodul 14 selektiv die Selbstzündung.
  • Das Dynamometer 16 kann die Motordrehzahl und das Antriebsdrehmoment messen, das durch den Motor 12 erzeugt wird. Das Dynamometer 16 kann eine Antriebswelle 40 aufweisen, die mit der Kurbelwelle 20 durch eine Kopplungseinrichtung 42 gekoppelt ist. Das Dynamometer kann ferner einen Drehmomentsensor 44 und einen Drehzahlsensor 46 aufweisen. Der Drehmomentsensor 44 kann ein Drehmoment detektieren, das mittels der Kopplungseinrichtung 42 durch die Kurbelwelle 20 auf die Antriebswelle 40 übertragen wird. Der Drehmomentsensor 44 kann basierend auf dem detektierten Drehmoment ein Drehmomentsignal erzeugen, das an das Steuermodul 14 und die Anzeige 18 ausgegeben wird, wie es gezeigt ist. Der Drehzahlsensor 46 kann eine Drehzahl des Dynamometers 16 detektieren, und er kann basierend auf der detektierten Drehzahl ein Dynamometer-Drehzahlsignal erzeugen, das an die Anzeige 18 ausgegeben wird. Das Dynamometer-Drehzahlsignal kann auch an das Steuermodul 14 ausgegeben werden (nicht gezeigt).
  • Die Anzeige 18 kann mit dem Steuermodul 14 und dem Dynamometer 16 in Verbindung stehen, und sie kann verschiedene Information an den Dynamometerbetreiber oder einen Fahrzeugbetreiber weiterleiten (z. B. anzeigen). Die Information kann eine oder mehrere Betriebszustände des Motors 12 und/oder des Dynamometers 16 umfassen. Wie hierin diskutiert wird, kann die Information die geschätzte Selbstzündungsenergie und die Selbstzündungsenergiemetrik umfassen. Die Information kann ferner eine Information umfassen, die angibt, dass eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden sollte, um die Selbstzündungsenergie einzustellen und dadurch das Motorklopfen zu verhindern.
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 2–4 werden nun die Prinzipien eines Schätzens der Klopfintensität durch ein Schätzen der Selbstzündungsenergie und eines Ermittelns der Selbstzündungsenergiemetrik gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Motorklopfen ist die Auswirkung der schnellen Wärmefreigabe während der Selbstzündung. Die vorliegende Offenbarung liefert einen alternativen Ansatz zum Schätzen der Klopfintensität, der umfasst, dass die Selbstzündungsenergie geschätzt wird, die durch die während der Selbstzündung freigegebene Wärme erzeugt wird. Somit liefert die vorliegende Offenbarung einen Ansatz zum Detektieren des Motorklopfens. Da die Selbstzündung die Ursache ist, die dem Klopfen vorausgeht und die Auswirkung des Motorklopfens auslösen kann, ist die Selbstzündung ein früher Indikator und ein empfindlicheres Maß des Motorklopfens. Somit ist die Selbstzündung auch ein Vorbote eines unmittelbar bevorstehenden Motorklopfens und der Motorbetriebszustände, die zum Erzeugen des Motorklopfens beitragen.
  • Die Selbstzündung kann anhand eines Schwingungsverlaufs einer Wärmefreigaberate (HRR) für einen speziellen Zylinder beobachtet werden. Die HRR kann basierend auf einer Information über den Zylinderinnendruck und das Volumen (d. h. das Verbrennungskammervolumen) als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels durch eine thermodynamische Standardanalyse berechnet werden. Der HRR-Schwingungsverlauf kann in einem Signal als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels basierend auf periodischen HRR-Berechnungen erzeugt werden.
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhafter HRR-Schwingungsverlauf 100 für einen einzelnen klopfenden Zylinder in einer Graphik der HRR über dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Der HRR-Schwingungsverlauf 100 ist im Allgemeinen ein Schwingungsverlauf mit hoher Frequenz, der die ersichtliche Wärmefreigaberate repräsentiert, die das Brennen (d. h. die Verbrennung), die Resonanzfrequenzen der Kammer und das Messungsrauschen umfasst. Das Messungsrauschen kann aus elektrischem Rauschen bestehen, das durch die Sensoren, die zum Erzeugen des HRR-Schwingungsverlaufs verwendet werden (z. B. die Drucksensoren 34a–d), und die Instrumentierung erzeugt wird. Das Messungsrauschen kann ferner aus mechanischem Rauschen, das durch die Vibrationen in der Motorstruktur verursacht wird, und aus Resonanzfrequenzen bestehen, die durch einen kurzen Durchgang verursacht werden, der eine Fluidverbindung zwischen der Verbrennungskammer und dem Drucksensor schaffen kann, der zum Detektieren des Zylinderinnendrucks verwendet wird.
  • Anhand des HRR-Schwingungsverlaufs 100 kann ein Schwingungsverlauf 102 mit niedrigerer Frequenz erhalten werden, der das Brennen repräsentiert. Der Schwingungsverlauf 102 mit niedrigerer Frequenz erfasst die Auswirkung des Brennens, das die durch den Zündfunken ausgelöste Verbrennung (d. h. die primäre Verbrennung) und die mit der Selbstzündung verbundene Verbrennung umfasst. Die Selbstzündungskomponente des Brennens ist in der Graphik von 2 bezeichnet und wird durch eine zweite Spitze in dem HRR-Schwingungsverlauf nachgewiesen, die einer Spitze mit größerem Betrag nachfolgt, welche die primäre Verbrennung nachweist. Es wurde anhand des Schwingungsverlaufs 102 mit niedrigerer Frequenz beobachtet, dass die Messung der Komponente des Brennens mit niedrigerer Frequenz unabhängig von der Lage oder der Befestigung des Drucksensors bezogen auf die Verbrennungskammer ist. Es wurde ebenso beobachtet, dass die Messung weniger empfindlich gegenüber Rauschen ist.
  • Anhand der Schwingungsverläufe 100, 102 kann das Auftreten des Motorklopfens und des Rauschens als die Überlagerung einer Komponente des Schwingungsverlaufs 100 mit hoher Frequenz auf einem Schwingungsverlauf 102 mit niedriger Frequenz beobachtet werden. Wie in 2 dargestellt ist, wird das Selbstzündungsereignis durch die schnelle Zunahme der Wärmefreigaberate nachgewiesen, die durch die zweite Spitze repräsentiert wird und einer Phase mit einer Oszillation mit hoher Frequenz und hoher Amplitude vorausgeht, die mit dem Motorklopfereignis verbunden ist. Obwohl es eine gewisse Oszillation mit hoher Frequenz in dem HRR-Schwingungsverlauf 100 vor und während des Selbstzündungsereignisses gibt, verändert sich der HRR-Schwingungsverlauf 100 in einen modulierten Schwingungsverlauf, der dem Beginn des Selbstzündungsereignisses folgt. Der modulierte Schwingungsverlauf weist die Kombination verschiedener Frequenzen nach, einschließlich der akustischen Eigenfrequenzen der Verbrennungskammer, die eine Schwebungsfrequenz oder eine Modulation erzeugen, die auf dem Schwingungsverlauf 102 mit niedriger Frequenz sitzt.
  • Das Selbstzündungsereignis kann durch eine Metrik beschrieben werden, welche die Intensität des Selbstzündungsereignisses charakterisiert (d. h. die Selbstzündungsintensität). Die Selbstzündungsintensität entspricht direkt der Klopfintensität. Insbesondere entsprechen höhere Selbstzündungsintensitäten höheren Klopfintensitäten und umgekehrt. Die Selbstzündungsintensität kann durch eine oder mehrere Metriken beschrieben werden, die eine Spitzenrate der HRR-Zunahme während des Selbstzündungsereignisses und eine Spitzenrate der HRR-Abnahme während des Selbstzündungsereignisses umfassen. Ein Verfahren und ein System zum Beschreiben der Selbstzündungsintensität unter Verwendung einer maximalen Rate der HRR-Zunahme während des Selbstzündungsereignisses ist in der US-Patentanmeldung Nr. 12/412,729 offenbart, die dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung.
  • Die Selbstzündungsintensität kann auch durch eine Metrik beschrieben werden, welche die Selbstzündungsenergie quantifiziert, die durch die während der Selbstzündung freigegebene Wärme erzeugt wird. Die vorliegende Offenbarung schafft ein Verfahren und ein System zum Schätzen der erzeugten Selbstzündungsenergie und zum Ermitteln einer Selbstzündungsenergiemetrik basierend auf der geschätzten Selbstzündungsenergie. Gemäß dem Verfahren wird die Selbstzündungsenergie geschätzt, indem die Selbstzündungskomponenten aus einem rohen HRR-Schwingungsverlauf (z. B. dem Schwingungsverlauf 100) heraussepariert werden. Das Verfahren ist ein Frequenzdomänenverfahren zum Herausseparieren der Frequenzkomponenten des rohen HRR-Schwingungsverlaufs, die für das Selbstzündungsereignis charakteristisch sind. Es wurde anhand einer Analyse von rohen HRR-Schwingungsverläufen beobachtet, die verschiedenen Niveaus des Motorklopfens entsprechen, einschließlich keines Klopfens, eines grenzwertigen Klopfens, eines mäßigen Klopfens und eines schweren Klopfens, dass das primäre Verbrennungsereignis, das die Selbstzündung auslöst, einen Frequenzinhalt aufweist, der viel niedriger als der Frequenzinhalt des resultierenden Selbstzündungsereignisses liegt.
  • Das Verfahren separiert die Selbstzündungsinformation von der primären Verbrennungsinformation in dem rohen HRR-Schwingungsverlauf, indem der rohe HRR-Schwingungsverlauf gefiltert wird, um die höheren Frequenzen zu entfernen, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind. Ein Tiefpassfilter kann in diesem Schritt auf den HRR-Schwingungsverlauf angewendet werden, um die zugeordneten höheren Frequenzen zu entfernen. Als nächstes kann der resultierende tiefpassgefilterte HRR-Schwingungsverlauf gefiltert werden, um die niedrigeren Frequenzen zu entfernen, die mit dem primären Verbrennungsereignis verbunden sind. Ein Hochpassfilter kann bei diesem Schritt auf den tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf angewendet werden, um die zugeordneten niedrigeren Frequenzen zu entfernen. Alternativ kann ein Bandpassfilter auf den rohen HRR-Schwingungsverlauf angewendet werden, um die höheren Frequenzen, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind, und die niedrigeren Frequenzen, die mit dem primären Verbrennungsereignis verbunden sind, in einem einzigen Schritt zu entfernen. In beiden Fällen charakterisiert der resultierende bandpassgefilterte HRR-Schwingungsverlauf das Selbstzündungsereignis. Ein beispielhafter bandpassgefilterter HRR-Schwingungsverlauf 104 ist in 2 gezeigt.
  • Nun auf 3–4 Bezug nehmend, sind andere beispielhafte, bandpassgefilterte HRR-Schwingungsverläufe 106, die Selbstzündungsereignisse gemäß dem vorstehenden Verfahren charakterisieren, in Graphiken der HRR über dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Zu Zwecken der Klarheit sind die entsprechenden rohen, ungefilterten HRR-Schwingungsverläufe in 3–4 nicht gezeigt. Beispielhafte tiefpassgefilterte HRR-Schwingungsverläufe, die erhalten werden können, indem die höheren Frequenzen, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind, aus den entsprechenden ungefilterten HRR-Schwingungsverläufen gefiltert werden, durch das Bezugszeichen 108 bezeichnet.
  • Gemäß den Verfahren der vorliegenden Offenbarung wird die Selbstzündungsenergie geschätzt, indem eine Fläche 110 unter dem bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 106 während des Selbstzündungsereignisses ermittelt wird. Die Fläche 110 kann ermittelt werden, indem der bandpassgefilterte HRR-Schwingungsverlauf 106 über ein Fenster integriert wird, das dem Selbstzündungsereignis entspricht (d. h. über ein Selbstzündungsereignisfenster). Das Selbstzündungsereignisfenster kann ermittelt werden, indem ein Suchfenster in dem bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 106 ermittelt wird, in dem das Selbstzündungsereignis identifiziert werden kann. Das Suchfenster kann anhand des tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlaufs 108 ermittelt werden.
  • Wie oben diskutiert wurde, wurde beobachtet, dass die Selbstzündung dann, wenn sie auftritt, im Allgemeinen nach einer Spitze in der Wärmefreigaberate auftritt, die durch die primäre Verbrennung verursacht wird, und dass sie einen zweiten Anstieg in der Wärmeabgaberate bewirkt. Dementsprechend kann das Suchfenster derart festgelegt werden, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel beginnt, der einer Spitze in der Wärmefreigaberate entspricht, die durch den tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 angegeben wird.
  • Die Selbstzündung kann jedoch früh in dem Brennen und in der Nähe eines Punktes (d. h. eines Kurbelwellenwinkels) auftreten, bei dem das primäre Verbrennungsereignis eine Spitze in der Wärmefreigaberate aufweisen würde. Die Selbstzündung kann früh auftreten, wenn der Motor beispielsweise bei einer niedrigen Drehzahl, einer hohen Last und einer hohen Zündfunkenvorverstellung arbeitet. Wenn dies auftritt, kann die Spitze in der Wärmefreigaberate durch das Selbstzündungsereignis verursacht sein, und die Spitze in der Wärmefreigaberate kann bei der Spitze des Selbstzündungsereignisses auftreten. Wenn das Suchfenster derart festgelegt wird, dass es bei dem Kurbelwellenwinkel beginnt, welcher der Spitzen-Wärmefreigaberate entspricht, kann das Selbstzündungsereignis verloren gehen. In diesem Fall kann ein Wendepunkt in der Wämefreigaberate verwendet werden, um den Anfang des Suchfensters festzulegen.
  • Der Wendepunkt entspricht einem schnellen Anstieg in der Wärmefreigaberate aufgrund eines plötzlichen Beginns des Selbstzündungsereignisses. Der Wendepunkt kann anhand der ersten und der zweiten Ableitung der Schwingungsverläufe detektiert werden, die anhand des tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlaufs 108 erhalten werden. Der Wendepunkt tritt dort auf, wo es eine große positive Spitze in der zweiten Ableitung des Schwingungsverlaufs gibt, der eine große negative Spitze in der zweiten Ableitung des Schwingungsverlaufs folgt, und wo die erste Ableitung ungefähr gleich Null ist. An dem Wendepunkt muss die erste Ableitung des Schwingungsverlaufs nicht durch Null gehen, und die erste Ableitung kann positiv, negativ oder Null sein.
  • Dementsprechend kann das Suchfenster auf dem tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 sowie auf der ersten und der zweiten Ableitung des tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlaufs 108 basieren. Unter spezieller Bezugnahme auf 3 ist eine erste Ableitung des Schwingungsverlaufs für den tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 durch das Bezugszeichen 112 bezeichnet, und eine zweite Ableitung des Schwingungsverlaufs ist für den tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 durch das Bezugszeichen 114 bezeichnet. Das Suchfenster kann derart festgelegt werden, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel beginnt, der einer maximalen Spitze in dem tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 oder einem ersten Wendepunkt in dem tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 entspricht, welcher auch immer zuerst auftritt.
  • Ein Wendepunkt, der einer maximaler Spitze in dem tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 vorangeht, ist ein Anzeichen dafür, dass ein Selbstzündungsereignis den Anstieg in dem tiefpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 108 verursacht und die nachfolgende Spitze in der Wärmefreigaberate einer Spitzen-Wärmefreigaberate des Selbstzündungsereignisses anstelle des primären Zündungsereignisses entspricht, wie oben diskutiert wurde. Lediglich zur Veranschaulichung stellt 3 den Fall dar, bei dem die maximale Spitze in der Wärmefreigaberate dem Wendepunkt vorausgeht.
  • Das Suchfenster kann eine kalibrierte Länge (d. h. Dauer) aufweisen, die eine Funktion der Motordrehzahl ist. Auf diese Weise kann das Suchfenster an die variable Dauer des Verbrennungsprozesses angepasst werden, die mit unterschiedlichen Motordrehzahlen verbunden ist. Die Länge kann einer Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung entsprechen, innerhalb derer die Selbstzündung auftreten kann. Spezieller kann die Länge einer Anzahl von Graden entsprechen, innerhalb derer die Spitzen-Wärmefreigaberate des Selbstzündungsereignisses auftreten kann.
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 4 ist das Selbstzündungsereignisfenster durch einen ersten und einen zweiten Kurbelwellenwinkel begrenzt, bei denen die Wärmefreigaberate aufgrund der Selbstzündung, wie es durch den bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 106 repräsentiert wird, von einem relativ flachen Niveau vor einer Spitzen-Wärmefreigaberate innerhalb des Selbstzündungssuchfensters zunimmt und nach der Spitzen-Wärmefreigaberate herab auf ein relativ flaches Niveau abnimmt. Das Niveau kann relativ flach sein, wo sich eine absolute Differenz zwischen aufeinander folgenden Werten der bandpassgefilterten HRR oder eine Differenz zwischen einem ersten und einem letzten Wert der bandpassgefilterten HRR über ein vorbestimmtes Intervall (d. h. eine Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung) unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet. Der erste und der zweite Kurbelwellenwinkel können anhand einer ersten und einer zweiten Ableitung der Schwingungsverläufe ermittelt werden, die anhand des bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlaufs 106 erhalten werden. Die Spitzen-Wärmefreigaberate kann auftreten, wo die erste Ableitung des bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlaufs 106 durch Null geht und es ein negatives Minimum in der zweiten Ableitung der bandpassgefilterten HRR gibt.
  • Der erste und der zweite Kurbelwellenwinkel können auf Kurbelwellenwinkel festgelegt werden, die der bandpassgefilterten Spitzen-Wärmefreigaberate am nächsten liegen, wo die zweite Ableitung der bandpassgefilterten HRR eine positive maximale Spitze aufweist und die erste Ableitung der bandpassgefilterten HRR ungefähr gleich Null ist. Der erste und der zweite Kurbelwellenwinkel können auf Kurbelwellenwinkel festgelegt werden, bei denen der bandpassgefilterte HRR-Schwingungsverlauf 106 am nächsten bezogen auf die bandpassgefilterte Spitzen-Wärmefreigaberate durch Null geht. Alternativ können der erste und der zweite Kurbelwellenwinkel jeweils auf Kurbelwellenwinkel festgelegt werden, bevor und nachdem der bandpassgefilterte HRR-Schwingungsverlauf 106 durch Null geht, wo es am nächsten bezogen auf die bandpassgefilterte Spitzen-Wärmefreigaberate ein lokales Minimum gibt. Lediglich zur Veranschaulichung stellt 4 den letzteren Fall dar. Die lokalen Minima können Minima sein, die der Spitzen-Wärmefreigaberate am nächsten liegen, wie es gezeigt ist.
  • Es sollte angemerkt werden, dass einer oder beide von dem ersten und dem zweiten Kurbelwellenwinkel außerhalb des Selbstzündungssuchfensters auftreten können. Eine erste Ableitung des Schwingungsverlauf für den bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 106 ist mit dem Bezugszeichen 116 bezeichnet, und eine zweite Ableitung des Schwingungsverlaufs für den bandpassgefilterten HRR-Schwingungsverlauf 106 ist durch das Bezugszeichen 118 bezeichnet. Das Suchfenster und das Selbstzündungsereignisfenster, die unten in weiterem Detail beschrieben werden, sind in 3–4 ebenso identifiziert und dargestellt.
  • Die Selbstzündungsenergiemetrik, wie sie im weiteren Detail unten diskutiert wird, kann basierend auf den geschätzten Selbstzündungsenergien für einen oder mehrere Verbrennungszyklen eines oder mehrere Zylinder (z. B. der Zylinder 30a–d) des Motors ermittelt werden. Die Selbstzündungsenergiemetrik kann verwendet werden, um die Selbstzündungsenergie in einem oder mehreren Zylindern zu regeln. Die Selbstzündungsenergien und die Selbstzündungsenergiemetrik können in einem Klopfregelungssystem verwendet werden, das die Selbstzündungsenergie regelt, indem einer oder mehrere Motorbetriebsparameter, wie beispielsweise der Zündfunkenzeitpunkt, selektiv eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündfunkenzeitpunkt dann, wenn die Selbstzündungsenergie größer als ein gewünschtes Niveau ist, nach spät verstellt werden, um die Selbstzündungsenergie auf ein gewünschtes Niveau zu verringern. Umgekehrt kann der Zündfunkenzeitpunkt dann, wenn die Selbstzündungsenergie kleiner als ein gewünschtes Niveau ist, erhöht werden, um die Selbstzündungsenergie auf ein gewünschtes Niveau zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann die Selbstzündungsenergie in Abhängigkeit davon selektiv eingestellt werden (d. h. eingestellt werden oder nicht), ob die Selbstzündungsenergie größer als eine Schwellenwertenergie ist.
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 5 ist eine beispielhafte Implementierung des Steuermoduls 14 gezeigt, und diese wird nun im Detail beschrieben. Das Steuermodul 14 weist Untermodule auf, die zusammenarbeiten, um die Prinzipien des vorstehenden Verfahrens zu implementieren. Beispielhafte Untermodule sind in 5 gezeigt und werden unten in weiterem Detail beschrieben. Es ist einzusehen, dass die Untermodule bei alternativen Implementierungen kombiniert und/oder geteilt werden können. Es ist ferner einzusehen, dass eines oder mehrere der Untermodule in anderen Modulen (nicht gezeigt) des Motor- und Klopfsteuersystems 10 implementiert sein können, die mit dem Steuermodul 14 in Verbindung stehen.
  • Ein Drucksignal-Erzeugungsmodul 120 kann ein Zylinderinnendrucksignal für jeden der Zylinder 30a–d basierend auf den Signalen erzeugen, die durch die jeweiligen Drucksensoren 34a–d erzeugt werden. Das Drucksignal-Erzeugungsmodul 120 kann die Signale empfangen, die durch jeden der Drucksensoren 34a–d erzeugt werden. Das Drucksignal-Erzeugungsmodul 120 kann die empfangenen Signale in entsprechende Zylinderinnendrucksignale umwandeln, welche die detektierten Drücke bei vorbestimmten Drehwinkeln (d. h. Positionen) der Kurbelwelle 20 angeben. Somit können die Zylinderinnendrucksignale die detektierten Drücke in einem vorbestimmten Intervall der Kurbelwellendrehung angeben. Beispielsweise können die Zylinderinnendrucksignale den Zylinderinnendruck für jedes einzelne Grad der Kurbelwellendrehung angeben. Das Zylinderdruck-Erzeugungsmodul 120 erzeugt die Zylinderinnendrucksignale derart, dass die Signale durch andere Untermodule verwendbar sind. Die Zylinderinnendrucksignale können ungefilterte Signale sein. Das Drucksignal-Erzeugungsmodul 120 kann die Zylinderinnendrucksignale ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Ein HRR-Modul 122 empfängt die Zylinderinnendrucksignale, und es kann ein ungefiltertes HRR-Signal für jeden der Zylinder 30a–d basierend auf den entsprechenden empfangenen Signalen erzeugen. Das HRR-Modul 122 kann das ungefilterte HRR-Signal für jeden der Zylinder 30a–d erzeugen, indem die Wärmefreigaberate für jeden Verbrennungszyklus berechnet wird. Das HRR-Modul 122 kann die ersichtliche Wärmefreigaberate unter Verwendung der folgenden Formel (Gleichung 1) berechnen: dQ/dTheta = [1/(gamma – 1)]·V·dP/dTheta + [gamma/(gamma – 1)]·P·dV/dTheta
  • In Gleichung 1 ist dQ/dTheta die ersichtliche Wärmefreigaberate, Gamma ist das Verhältnis der spezifischen Wärme für das Zylindergemisch, V ist das Volumen der Verbrennungskammer bei dem gegenwärtigen Kurbelwellenwinkel, P ist der Zylinderinnendruck bei dem gegenwärtigen Kurbelwellenwinkel, und Theta ist der gegenwärtige Kurbelwellenwinkel. Alternativ kann Gamma ein Politropiekoeffizient des Zylindergemischs sein, der basierend auf dem entsprechenden Zylinderinnendrucksignal ermittelt wird. Das HRR-Modul 122 kann die ungefilterten HRR-Signale ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Ein Tiefpassfiltermodul 124 empfängt die ungefilterten HRR-Signale, und es kann ein tiefpassgefiltertes HRR-Signal für jeden der Zylinder 30a–d erzeugen, indem die empfangenen Signal gefiltert werden, um die hohen Frequenzen zu entfernen, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind. Somit kann das Tiefpassfiltermodul 124 einen Tiefpassfilter auf jedes der ungefilterten HRR-Signale anwenden, welcher eine Abschneidefrequenz aufweist, die geeignet eingestellt ist, um die niedrigeren Frequenzen, die mit dem Brennen verbunden sind, von den höheren Frequenzen zu separieren, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind. Das Tiefpassfiltermodul 124 kann die tiefpassgefilterten HRR-Signale ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Ein Hochpassfiltermodul 126 empfängt die tiefpassgefilterten HRR-Signale, und es kann ein bandpassgefiltertes HRR-Signal für jeden der Zylinder 30a–d erzeugen, indem die empfangenen Signale gefiltert werden, um die Frequenzen, die mit der Selbstzündung verbunden sind, von den niedrigeren Frequenzen zu separieren, die mit der primären Verbrennung verbunden sind. Somit kann das Hochpassfiltermodul 126 einen Hochpassfilter auf jedes von den tiefpassgefilterten HRR-Signalen anwenden, welcher eine Abschneidefrequenz aufweist, die geeignet eingestellt ist, um die niedrigeren Frequenzen abzuschwächen, die mit der primären Verbrennung verbunden sind. Das Hochpassfiltermodul 126 kann die bandpassgefilterten HRR-Signale ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Das Tiefpass- und das Hochpassfiltermodul 124, 126 können jeweils einen digitalen Filter auf die empfangenen Signale anwenden. Zusätzlich kann der angewandte Filter einer von verschiedenen Typen sein. Beispielsweise kann der angewendete Filter ein Einzelpassfilter, der eine Phasenverschiebung hinzufügt, ein Vorwärts-Rückwärtsfilter, der keine Phasenverschiebung hinzufügt, oder ein Doppelpassfilter sein, der keine Phasenverschiebung hinzufügt. Zusätzlich kann der angewendete Filter eine Verzögerung zu den Signalen hinzuaddieren, die von der Ordnung des angewendeten Filters abhängt.
  • Die Abschneidefrequenzen der angewendeten Filter werden eingestellt, um eine Bandbreite aufrecht zu erhalten, die zum Erreichen eines guten Niveaus der Selbstzündungsenergieschätzung geeignet ist, indem die Auswirkung der primären Verbrennung sowie des Klopfens und des Rauschens in den Zylinderinnendrucksignalen unterdrückt wird. Die Abschneidefrequenz der Filter, die durch die Tiefpass- und Hochpassfiltermodule 124, 126 angewendet werden, können variieren, und sie können eine Funktion der Motordrehzahl sein, um ein geeignetes Niveau der Rauschverringerung zum Erreichen eines guten Niveaus der Selbstzündungsenergieschätzung zu liefern.
  • Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 empfängt die tiefpassgefilterten HRR-Signale für jeden der Zylinder 30a–d und ermittelt ein Selbstzündungssuchfenster innerhalb der bandpassgefilterten HRR-Signale, in welchem eine nachfolgende Suche nach dem Selbstzündungsereignis ausgeführt wird. Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 ermittelt den Anfangspunkt für das Suchfenster für einen speziellen Zylinder, indem anhand des tiefpassgefilterten HRR-Signals für den Zylinder der Kurbelwellenwinkel bei der Lage der Spitzen-Wärmefreigaberate und der Kurbelwellenwinkel an dem ersten Wendepunkt in der Wärmefreigaberate ermittelt werden. Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 legt den Anfang des Suchfensters auf den Kurbelwellenwinkel fest, der zuerst auftritt.
  • Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 legt den Endkurbelwellenwinkel für das Suchfenster derart fest, dass das Suchfenster eine kalibrierte Länge aufweist. Die kalibrierte Länge kann eine Funktion der Motordrehzahl sein, so dass das Suchfenster angepasst wird, um die variable Dauer des Brennens, die mit verschiedenen Motordrehzahlen verbunden ist, zu kompensieren. Ein Suchfenster kann für jeden Verbrennungszyklus ermittelt werden (d. h. auf Basis von Zyklus zu Zyklus). Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 kann die Information über das Selbstzündungssuchfenster (d. h. den Anfangs- und den Endkurbelwellenwinkel) ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 kann die Lagen der Spitzen-Wärmefreigaberate und den ersten Wendepunkt basierend auf der ersten und der zweiten Ableitung des tiefpassgefilterten HRR-Signals ermitteln, wie oben diskutiert wurde. Somit kann das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 jedes von den tiefpassgefilterten HRR-Signalen verarbeiten, um eine erste Ableitung des Schwingungsverlaufs und eine zweite Ableitung des Schwingungsverlaufs zu erhalten, anhand derer der Anfang des Suchfensters ermittelt werden kann.
  • Während der Anfang des Suchfensters auf die vorstehende Weise gefunden werden kann, können zusätzliche Maßnahmen verwendet werden, um eine Fehldetektion der Lagen der Spitzen-Wärmefreigaberate und des ersten Wendepunkts zu verhindern. Beispielsweise können eine kumulative Wärmefreigabe und kumulative Zylinderinnendrücke überwacht werden, wenn die vorstehenden Lagen ermittelt werden. Im Allgemeinen wurde beobachtet, dass die Spitzen-Wärmefreigaberate und der erste Wendepunkt bei Kurbelwellenwinkeln in einem speziellen Verbrennungszyklus in der Nähe von fünfzig Prozent der kumulativen freigegebenen Wärme auftreten. Es wurde ebenso beobachtet, dass die Selbstzündung im Allgemeinen nach einer Spitze in dem Zylinderinnendruck auftritt, die durch die primäre Verbrennung verursacht wird. Dementsprechend kann das Selbstzündungssuchfenstermodul 128 die Lagen der Spitzen-Wärmefreigaberate und des ersten Wendepunkts basierend auf anderen Betriebsmaßnahmen, wie beispielsweise der kumulativen Wärmefreigabe und der kumulativen Zylinderinnendrücke, ermitteln und dadurch den Anfang des Suchfensters herstellen.
  • Ein Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 empfängt die Information über das Selbstzündungssuchfenster und die bandpassgefilterten HRR-Signale für jeden der Zylinder 30a–d. Das Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 ermittelt ein Selbstzündungsereignisfenster für jeden der Zylinder 30a–d, indem ein erster Kurbelwellenwinkel innerhalb des Suchfensters ermittelt wird, bei dem eine Spitze in dem bandpassgefilterten HRR-Signal auftritt. Als nächstes ermittelt das Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 einen zweiten und einen dritten Kurbelwellenwinkel, bei dem die Wärmefreigaberate aufgrund der Selbstzündung, wie es durch die entsprechende bandpassgefilterte HRR repräsentiert wird, von einem relativ flachen Niveau vor der Spitze zunimmt bzw. nach der Spitze herab auf ein relativ flaches Niveau abnimmt.
  • Der zweite und der dritte Kurbelwellenwinkel auf beiden Seiten der Spitze entsprechen dem Anfangs- und dem Endpunkt des Selbstzündungsereignisses, und sie definieren das Selbstzündungsereignisfenster. Das Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 kann die Kurbelwellenwinkel, die das Selbstzündungsereignisfenster begrenzen, basierend auf einer ersten und einer zweiten Ableitung der bandpassgefilterten HRR-Signale ermitteln, wie oben diskutiert wurde. Somit kann das Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 jedes von den bandpassgefilterten HRR-Signalen verarbeiten, um eine erste Ableitung des Schwingungsverlaufs und eine zweite Ableitung des Schwingungsverlaufs zu erhalten, anhand derer die Kurbelwellenwinkel ermittelt werden können. Das Selbstzündungsereignisfenstermodul 130 gibt die Information über das Selbstzündungsfenster aus, wie es gezeigt ist.
  • Ein Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul 132 empfängt die Information über das Selbstzündungsereignisfenster und die bandpassgefilterten HRR-Signale, und es ermittelt eine Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder 30a–d. Das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul 132 ermittelt die Selbstzündungsenergie als eine Fläche unter einem Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals, das durch das Selbstzündungsereignisfenster definiert wird. Mit anderen Worten wird die Selbstzündungsenergie als die Fläche unter dem Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals zwischen dem zweiten und dem dritten Kurbelwellenwinkel ermittelt. Das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul 132 kann die Selbstzündungsenergie ermitteln, indem das bandpassgefilterte HRR-Signal über das Selbstzündungsereignisfenster integriert wird. Die Fläche kann die gesamte Fläche unter dem Segment umfassen, und daher kann die Integration an einem bezüglich des Niveaus verschobenen Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals ausgeführt werden, um negative Flächen der Integration zu vermeiden. Die Selbstzündungsenergie kann auf einer Basis von Zyklus zu Zyklus ermittelt werden. Das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul 132 kann die Selbstzündungsenergien ausgeben, wie es gezeigt ist.
  • Wenn die Selbstzündungsenergie ermittelt wird, kann das bandpassgefilterte HRR-Signal derart verarbeitet werden, dass anhand der HRR-Information, die für jedes einzelne Grad der Kurbelwellendrehung angegeben wird, eine HRR-Information bei Bruchteilen von Graden der Kurbelwellendrehung erhalten wird. Beispielsweise kann die HRR-Information für jedes Zehntel oder für jedes zweite Zehntel eines Grades der Kurbelwellendrehung erhalten werden. Auf diese Weise kann eine genauere Schätzung der Selbstzündungsenergie erhalten werden. Ein geeignetes Interpolationsverfahren kann auf das bandpassgefilterte HRR-Signal angewendet werden, um die HRR-Information für jedes Zehntel eines Grades der Kurbelwellendrehung zu erhalten. Alternativ können die Zylinderinnendrucksignale durch ein geeignetes Interpolationsverfahren verarbeitet werden, um die Zylinderinnendruckinformation für jedes Zehntel eines Grades zu erhalten, welche verwendet wird, um die HRR-Information für jedes Zehntel eines Grades zu erhalten. Das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul 132 kann die erhaltene Selbstzündungsenergie auf die vorstehende Weise für jeden der Zylinder 30a–d ausgeben.
  • Ein Selbstzündungsenergiemetrik-Ermittlungsmodul 134 empfängt die Selbstzündungsenergieinformation für jeden der Zylinder 30a–d und ermittelt eine Selbstzündungsenergiemetrik (AIEM) basierend auf der empfangenen Information. Eine AIEM kann unabhängig für jeden Zylinder ermittelt werden, oder es kann eine einzige AIEM für den Motor 12 ermittelt werden. Die AIEM kann auf einer Basis von Zyklus zu Zyklus oder, wie hierin diskutiert wurde, auf einer Motorzyklusbasis ermittelt werden.
  • Mit anderen Worten kann die AIEM jedes Mal ermittelt werden, sobald eine Zündung jedes Zylinders in dem Motor 12 aufgetreten ist. Die AIEM für den Motor 12 kann für jeden Motorzyklus ausgegeben werden.
  • Die AIEM kann gleich der Selbstzündungsenergie oder gleich einem gleitenden Mittelwert einer Selbstzündungsenergieschätzung für jeden Zylinder gesetzt werden. Alternativ kann die AIEM auf ein Maximum der Selbstzündungsenergien oder eines gleitenden Mittelwerts der Selbstzündungsenergie für zwei oder mehr Zylinder festgelegt werden. Wie hierin diskutiert wird, wird die AIEM ermittelt, indem zuerst ein gleitender Mittelwert der Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder 30a–d berechnet wird. Eine vorbestimmte Anzahl (N) von Verbrennungszyklen kann für die Daten, die ein Fenster von Daten-Abtastwerten für den gleitenden Mittelwert definieren, geeignet festgelegt werden, um eine Selbstzündungsenergieschätzung für jeden Zylinder zu erhalten, welche den Betrag und die Frequenz von Selbstzündungsereignissen genauer repräsentiert, die in jedem Zylinder auftreten. Der gleitende Mittelwert kann eine bessere Schätzung liefern, indem eine mögliche Fehldetektion berücksichtigt wird und indem die Auswirkungen der normalen Schwankung der Verbrennung herausgefiltert werden. Als nächstes wird der gleitende Mittelwert der Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder verglichen, und die AIEM wird auf den gegenwärtigen maximalen gleitenden Mittelwert festgelegt.
  • Ein Vergleichsmodul 136 empfängt die AIEM für den Motor 12 und vergleicht die AIEM und eine Ziel-Selbstzündungsenergie (AIE). Das Vergleichsmodul 136 gibt ein Zustandssignal aus, das angibt, ob die AIEM größer als die Ziel-AIE oder dieser gleich ist. Die Ziel-AIE kann ein kalibrierter Wert sein, der in einem Speicher gespeichert ist. Alternativ kann die Ziel-AIE eine Funktion von Motorbetriebszuständen sein, wie beispielsweise der Motordrehzahl, der Motorlast und der Motortemperatur, ohne auf diese beschränkt zu sein. Die Ziel-AIE kann ferner auf vorbestimmten Steuerparametern basieren, die in Speichertabellen gespeichert sind. Das Vergleichsmodul 136 kann die AIEM und die Ziel-AIE für jeden Motorzyklus vergleichen und das Zustandssignal ausgeben, um den gegenwärtigen Zustand der AIEM anzugeben.
  • Ein Korrekturmaßnahmenmodul 138 empfängt das Zustandssignal, und es kann eine Korrekturmaßnahme ergreifen, um die Selbstzündungsenergie derart zu verringern (oder zu erhöhen), dass die AIEM auf die Ziel-AIE verringert wird (oder erhöht wird). Die Korrekturmaßnahme kann umfassen, dass der Zündfunkenzeitpunkt selektiv angepasst wird, um die Selbstzündungsenergie zu verringern (oder zu erhöhen). Die Korrekturmaßnahme kann als Teil eines Regelungssystems ergriffen werden, welches das Zustandssignal als eine Rückkopplung verwendet. Das Regelungssystem kann auch die Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder 30a–d und die AIEM für den Motor als Rückkopplung verwenden. Somit kann das Korrekturmaßnahmenmodul 138 die Selbstzündungsenergie empfangen, wie es gezeigt ist. Das Korrekturmaßnahmenmodul 138 kann ein Korrekturmaßnahmen-Zustandssignal ausgeben, das angibt, ob eine Korrekturmaßnahme ausgeführt wird, um die Selbstzündung auf die Ziel-AIE zu verringern (oder zu erhöhen).
  • Unter spezieller Bezugnahme auf 6 ist ein beispielhaftes Verfahren 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Verfahren 200 kann in einem Klopfsteuersystem implementiert werden, wie beispielsweise dem Motor- und Klopfsteuersystem 10, das oben beschrieben ist. Beispielsweise kann das Verfahren 200 in einem oder mehreren Modulen und/oder Untermodulen des Systems implementiert werden. Das Verfahren 200 kann während der Motorentwicklung verwendet werden, um Basis-Zündfunkenzeitpunkttabellen zu entwickeln, die in den Motoren der Produktion verwendet werden, um den Zündfunkenzeitpunkt zu steuern und dadurch das Motorklopfen unter verschiedenen Motorbetriebszuständen zu verhindern. Zusätzlich und/oder alternativ kann das Verfahren 200 in einem Motorsystem der Produktion verwendet werden, das eine Regelung für einen oder mehrere Motorbetriebszustände implementiert, wie beispielsweise für den Zündfunkenzeitpunkt, um die Selbstzündung zu regulieren und dadurch das Motorklopfen zu verhindern.
  • Das Verfahren 200 ist ein frequenzdomänenbasiertes Verfahren, um die Selbstzündungsenergie und die Klopfintensität für einen Motor in Echtzeit zu schätzen. Bei dem hierin diskutierten beispielhaften Verfahren 200 schätzt das Verfahren die Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder (d. h. der Verbrennungskammern) des Motors auf einer Basis von Zyklus zu Zyklus und ermittelt eine Selbstzündungsenergiemetrik, welche die Selbstzündungsenergie und die Klopfintensität des Motors angibt. Die Selbstzündungsenergiemetrik wird für jeden Motorzyklus ermittelt.
  • Das Verfahren 200 schätzt die Selbstzündungsenergie basierend auf den Zylinderinnendrücken. Die Zylinderinnendrücke können durch die Drucksensoren in Fluidverbindung mit den jeweiligen Zylindern detektiert werden, wie beispielsweise durch die Drucksensoren 34a–d, die oben diskutiert wurden. Die Zylinderinnendrücke können in einem regelmäßigen Intervall der Kurbelwellendrehung erhalten werden. Ein Kurbelwellenpositionssensor, wie beispielsweise der oben diskutierte Kurbelwellensensor 32, kann verwendet werden, um die Kurbelwellendrehung zu detektieren.
  • Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 210, bei dem die Steuerung ein Zylinderinnendrucksignal für einen oder mehrere Zylinder des Motors erzeugt. Wie hierin diskutiert wird, erzeugt die Steuerung ein Zylinderinnendrucksignal für jeden Zylinder des Motors. Jedes Zylinderinnendrucksignal gibt den Druck in dem jeweiligen Zylinder in einem vorbestimmten Intervall der Kurbelwellendrehung an, das gemäß dem Verfahren 200 geeignet ist. Die Zylinderinnendrucksignale, die für jedes einzelne Grad der Kurbelwellendrehung erzeugt werden, wurden als geeignet erachtet, wenn sie mit Interpolationsverfahren kombiniert werden, welche die Zylinderinnendrücke (oder eine entsprechende Wärmefreigaberate) mit einer größeren Auflösung liefern. Lediglich beispielhaft können Interpolationsverfahren geeignet sein, die Zylinderinnendrücke zwischen einem Zehntel und zwei Zehnteln eines Grades liefern. Die Zylinderinnendrucksignale können ungefilterte Signale sein, die durch die Drucksensoren erzeugt werden, die den Zylinderinnendruck detektieren. Ein Kurbelwellensensor kann verwendet werden, um die Erzeugung der Zylinderinnendrucksignale auszulösen.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 212 fort, bei dem die Steuerung eine ersichtliche Wärmefreigaberate für jeden Zylinder basierend auf dem jeweiligen Zylinderinnendrucksignal berechnet und ein HRR-Signal für jeden Zylinder erzeugt, das die berechnete ersichtliche Wärmefreigaberate angibt. Die Steuerung kann die ersichtliche Wärmefreigaberate gemäß der oben beschriebenen Gleichung 1 berechnen. Das HRR-Signal kann die ersichtliche Wärmefreigaberate in demselben vorbestimmten Intervall der Kurbelwellendrehung angeben, für das die Zylinderinnendruckinformation erzeugt wird.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 214 fort, bei dem die Steuerung ein tiefpassgefiltertes HRR-Signal für jeden Zylinder erzeugt, in dem das jeweilige HRR-Signal gefiltert wird, um die hohen Frequenzen zu entfernen, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind. Das gefilterte Rauschen besteht im Allgemeinen aus elektrischem Rauschen, das durch die Sensoren, die zum Erzeugen des HRR-Schwingungsverlaufs verwendet werden (z. B. die Drucksensoren), und eine beliebige Instrumentierung erzeugt wird. Das gefilterte Rauschen kann im Allgemeinen ferner auch aus mechanischem Rauschen, das durch Vibrationen in der Motorstruktur verursacht wird, und aus beliebigen Resonanzfrequenzen bestehen, die durch kurze Durchgänge verursacht werden, die eine Fluidverbindung zwischen der Verbrennungskammer und den Drucksensoren, die zum Detektieren der Zylinderinnendrücke verwendet werden, schaffen können.
  • Bei Schritt 214 kann die Steuerung einen Tiefpassfilter auf jedes der ungefilterten HRR-Signale anwenden, welcher eine geeignet eingestellte Abschneidefrequenz aufweist, um die niedrigeren Frequenzen, die mit dem Brennen verbunden sind, von den höheren Frequenzen zu separieren, die mit dem Klopfen und dem Rauschen verbunden sind. Der Tiefpassfilter kann ein diskreter Filter sein, und er kann einer von verschiedenen Typen sein. Beispielsweise kann der Tiefpassfilter ein Einzelpassfilter, der eine Phasenverschiebung hinzufügt, ein Vorwärts-Rückwärtsfilter, der keine Phasenverschiebung hinzufügt, oder ein Doppelpassfilter sein, der keine Phasenverschiebung hinzufügt. Der Tiefpassfilter kann eine Verzögerung zu dem Signal hinzufügen, die von der Ordnung des Filters abhängt.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 216 fort, bei dem die Steuerung ein bandpassgefiltertes HRR-Signal für jeden Zylinder erzeugt, indem das jeweilige tiefpassgefilterte HRR-Signal gefiltert wird, um die niedrigeren Frequenzen zu entfernen, die mit der primären Verbrennung verbunden sind. Bei Schritt 216 kann die Steuerung einen Hochpassfilter auf jedes der tiefpassgefilterten HRR-Signale anwenden, welcher eine geeignet eingestellte Abschneidefrequenz aufweist, um die niedrigeren Frequenzen abzuschwächen, die mit der primären Verbrennung verbunden sind. Der Hochpassfilter kann ein digitaler Filter sein, und er kann einer von verschiedenen Typen sein, wie oben diskutiert wurde.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 218 fort, bei dem die Steuerung ein Selbstzündungssuchfenster innerhalb des bandpassgefilterten HRR-Signals für jeden Zylinder ermittelt. Die Steuerung kann ein Selbstzündungssuchfenster für jedes Verbrennungsereignis eines Zylinders ermitteln. Die Steuerung kann den Anfangspunkt für das Suchfenster für einen speziellen Zylinder ermitteln, indem anhand des tiefpassgefilterten HRR-Signals für den Zylinder der Kurbelwellenwinkel bei der Lage der Spitzen-Wärmefreigaberate und/oder der Kurbelwellenwinkel an dem ersten Wendepunkt in der Wärmefreigaberate ermittelt wird. Die Steuerung legt den Anfang des Suchfensters auf den Kurbelwellenwinkel fest, der zuerst auftritt. Wenn die Lagen der Spitzen-Wärmefreigaberate und/oder des ersten Wendepunkts ermittelt werden, kann die Steuerung andere Betriebszustände überwachen, wie beispielsweise die kumulative Wärmefreigabe oder die Zylinderinnendrücke, um eine Fehldetektion der Lagen zu vermeiden.
  • Die Steuerung kann das Ende des Suchfensters derart festlegen, dass das Suchfenster eine vorbestimmte Länge aufweist. Die Länge kann eine Funktion der Motordrehzahl sein, um die variable Dauer des Brennens zu kompensieren, die mit unterschiedlichen Motordrehzahlen verbunden ist. Die Länge kann einer Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung entsprechen, innerhalb derer die Selbstzündung auftreten kann. Alternativ kann die Steuerung das Ende des Suchfensters festlegen, um einem vorbestimmten Prozentanteil der während des Brennens freigegebenen Wärme in dem entsprechenden Zylinderverbrennungsereignis zu entsprechen. Der Prozentanteil kann eine Funktion einer oder mehrerer Motorbetriebszustände sein, wie beispielsweise der Motordrehzahl, der Motorlast und der Motortemperatur, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Die Steuerung kann die Lage der Spitzen-Wärmefreigaberate als den Kurbelwellenwinkel ermitteln, bei dem die erste Ableitung der tiefpassgefilterten HRR durch Null geht und bei dem ein negatives Minimum in der zweiten Ableitung der tiefpassgefilterten HRR auftritt. Dementsprechend kann die Steuerung jedes der tiefpassgefilterten HRR-Signale verarbeiten, um Signale für die erste und die zweite Ableitung zu erhalten. Die Steuerung kann den ersten Wendepunkt basierend auf der ersten und der zweiten Ableitung des tiefpassgefilterten HRR-Signals ermitteln. Insbesondere kann der erste Wendepunkt ermittelt werden, indem der Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine große positive Spitze in der zweiten Ableitung der Wärmefreigaberate auftritt, der eine große negative Spitze in der Wärmefreigaberate folgt, und bei dem die erste Ableitung ungefähr gleich Null ist. Daher kann die Steuerung bei Schritt 218 jedes der tiefpassgefilterten HRR-Signale verarbeiten, um eine erste Ableitung des Schwingungsverlaufs und eine zweite Ableitung des Schwingungsverlaufs zu erhalten, anhand derer die Steuerung den Anfang des Suchfensters ermitteln kann.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 220 fort, bei dem die Steuerung ein Selbstzündungsereignisfenster für jedes bandpassgefilterte HRR-Signal ermittelt, das in einem nachfolgenden Schritt verarbeitet wird, um die Selbstzündungsenergie des Selbstzündungsereignisses zu schätzen. Die Steuerung ermittelt das Selbstzündungsereignisfenster für jedes der bandpassgefilterten HRR-Signale basierend auf dem entsprechenden Selbstzündungssuchfenster.
  • Die Steuerung kann einen ersten Kurbelwellenwinkel innerhalb des Suchfensters ermitteln, bei dem eine Spitze in dem entsprechenden bandpassgefilterten HRR-Signal auftritt. Die Steuerung kann den Anfangs- und den Endpunkt des Selbstzündungsereignisfensters festlegen, um einem zweiten und einem dritten Kurbelwellenwinkel zu entsprechen, bei denen die Wärmefreigaberate, die durch das bandpassgefilterte HRR-Signal repräsentiert wird, von einem relativ flachen Niveau vor der Spitze zunimmt bzw. nach der Spitze herab auf ein relativ flaches Niveau abnimmt. Die Steuerung kann die Lage der Spitzen-Wärmefreigaberate basierend auf der ersten und der zweiten Ableitung des bandpassgefilterten HRR-Signals ermitteln. Dementsprechend kann die Steuerung jedes der bandpassgefilterten HRR-Signale verarbeiten, um entsprechende Signale für die erste und die zweite Ableitung zu erhalten. Die Steuerung kann die Lage als den Kurbelwellenwinkel ermitteln, an dem die erste Ableitung des bandpassgefilterten HRR-Signals durch Null geht und bei dem ein negatives Minimum in der zweiten Ableitung der bandpassgefilterten HRR auftritt. Das Finden des Nulldurchgangs in dem Selbstzündungssuchfenster ist dem Finden der Spitzen-Wärmefreigaberate des oben beschriebenen bandpassgefilterten HRR-Signals äquivalent.
  • Die Steuerung kann die Lagen des zweiten und des dritten Kurbelwellenwinkels als die Kurbelwellenwinkel ermitteln, die der Spitzen-Wärmefreigaberate am nächsten liegen, bei der die zweite Ableitung der bandpassgefilterten HRR ein positives Maximum aufweist und die erste Ableitung der bandpassgefilterten HRR ungefähr gleich Null ist. Der zweite und der dritte Kurbelwellenwinkel können auf Kurbelwellenwinkel festgelegt werden, bei denen die bandpassgefilterte HRR durch Null geht. Einer oder beide von dem zweiten und dritten Kurbelwellenwinkel können außerhalb des Selbstzündungssuchfensters fallen.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 222 fort, bei dem die Steuerung die Selbstzündungsenergie für jeden der Zylinder basierend auf den entsprechenden bandpassgefilterten HRR-Signalen und Selbstzündungsereignisfenstern ermittelt. Die Steuerung kann die Selbstzündungsenergie für jeden Zylinder auf einer Basis von Zyklus zu Zyklus basierend auf dem bandpassgefilterten HRR-Signal ermitteln. Die Steuerung ermittelt die Selbstzündungsenergie, indem eine Fläche unter einem Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals ermittelt wird, das dem Selbstzündungsereignisfenster entspricht. Die Steuerung kann die Selbstzündungsenergie für jeden Zylinder ermitteln, indem das jeweilige bandpassgefilterte HRR-Signal über das entsprechende Selbstzündungsereignisfenster integriert wird. Die Steuerung kann bezüglich des Niveaus verschobene bandpassgefilterte HRR-Signale integrieren, wenn die Selbstzündungsenergie ermittelt wird.
  • Wenn die Selbstzündungsenergie ermittelt wird, kann die Steuerung das bandpassgefilterte HRR-Signal innerhalb des Selbstzündungsereignisfensters derart verarbeiten, dass die HRR-Information in Intervallen der Kurbelwellendrehung erhalten wird, die kleiner als die vorbestimmten Intervalle sind, innerhalb derer die HRR-Information erzeugt wird. Beispielsweise kann die Steuerung das bandpassgefilterte HRR-Signal verarbeiten, um eine HRR-Information innerhalb des Selbstzündungsereignisfensters für jedes Zehntel eines Grades der Kurbelwellendrehung zu erhalten. Die Steuerung kann eines von einer Vielzahl von geeigneten Verfahren implementieren, wie beispielsweise ein Interpolationsverfahren, um die HRR-Information mit mehr Zuverlässigkeit zu erhalten. Auf diese Weise kann ein geeigneter Ausgleich zwischen der Genauigkeit der Selbstzündungsenergieschätzung, die bei Schritt 222 ermittelt wird, und der Frequenz erreicht werden, mit der die Information über den Zylinderinnendruck und die HRR in den Schritten 210–216 erzeugt wird.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 224 fort, bei dem Steuerung einen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für jeden Zylinder basierend auf der Selbstzündungsenergie ermittelt, die für jeden Zyklus bei Schritt 222 ermittelt wird. Die Steuerung kann einen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie ermitteln, um eine mögliche Fehldetektion eines Klopfens zu berücksichtigen und die Auswirkungen der normalen Schwankung der Verbrennung in dem Zylinder herauszufiltern. Auf diese Weise kann die Steuerung eine Selbstzündungsenergieschätzung für den Zylinder erhalten, welche den Betrag und die Frequenz der Selbstzündungsereignisse für den Zylinder genauer repräsentiert. Die Steuerung kann einen einfachen gleitenden Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl (N) von Verbrennungszyklen ermitteln, die gemäß dem Verfahren 200 geeignet ist.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 226 fort, bei dem die Steuerung die Selbstzündungsenergiemetrik basierend auf der Selbstzündungsenergie für einen oder mehrere Zylinder ermittelt. Die Steuerung kann die Selbstzündungsenergiemetrik gleich der Selbstzündungsenergie oder gleich dem gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergieschätzung für einen einzelnen Zylinder setzen. Alternativ kann die Steuerung die Selbstzündungsenergie und/oder den gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergieschätzungen für zwei oder mehr der Zylinder vergleichen, und sie kann die Selbstzündungsenergiemetrik für einen gegebenen Motorzyklus auf das Maximum der Selbstzündungsenergien oder den gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergieschätzungen festlegen. Wie hierin diskutiert wird, vergleicht die Steuerung den gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergieschätzungen für alle Zylinder und legt die Selbstzündungsenergiemetrik für den gegebenen Motorzyklus auf den maximalen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergieschätzung fest.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 228 fort, bei dem die Steuerung die Selbstzündungsenergiemetrik für den gegenwärtigen Motorzyklus und eine Schwellenwert-Selbstzündungsenergie vergleicht. Wenn die Selbstzündungsenergiemetrik für den gegenwärtigen Motorzyklus größer als die Schwellenwert-Selbstzündungsenergie ist, dann schreitet die Steuerung zu Schritt 230 voran, bei dem eine Korrekturmaßnahme ergriffen wird, ansonsten kehrt die Steuerung in einer Schleife zurück, wie es gezeigt ist. Die Schwellenwert-Selbstzündungsenergie kann ein vorbestimmter Wert sein, der einer Klopfintensität entspricht, unterhalb derer der Motor betrieben werden soll. Die Ziel-Selbstzündungsenergie kann auf der Basis des Erreichens einer verbesserten Motorleistung und Motorzuverlässigkeit und/oder einer Verringerung der hörbaren Wahrnehmung des Motorklopfens vorbestimmt werden.
  • Bei Schritt 230 löst die Steuerung eine Korrekturmaßnahme aus, um die Selbstzündung in einem oder mehreren Zylindern des Motors zu verringern, und die Steuerung kehrt in einer Schleife zurück, um mit einer weiteren Regelungsschleife für den nächsten Zyklus zu beginnen. Sobald die Korrekturmaßnahme bei Schritt 230 ausgelöst ist, kann die Steuerung die Selbstzündung verringern, indem einer oder mehrere Motorbetriebszustände angepasst werden. Beispielsweise kann die Steuerung die Selbstzündung verringern, indem der Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt wird. Die Korrekturmaßnahme kann eine Regelung eines oder mehrerer Motorbetriebszustände umfassen, um die Selbstzündung in dem Motor bei der Schwellenwert-Selbstzündungsenergie oder unterhalb von dieser zu halten. Die Regelung kann allgemein bekannte Verfahren für Schwellenwerte und eine Hysterese verwenden, um eine Korrekturmaßnahme zu verhindern, die übermäßig aktiv ist.

Claims (8)

  1. Steuersystem für einen Motor (12), das umfasst: ein Wärmefreigaberatenmodul (HRR-Modul) (122), das ein HRR-Signal (100) basierend auf Zylinderinnendrücken eines Zylinders (30a, 30b, 30c, 30d) des Motors (12) erzeugt; ein erstes Filtermodul (124), das ein erstes gefiltertes HRR-Signal, das eine erste HRR aufgrund einer Verbrennung in dem Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals (100) erzeugt; ein zweites Filtermodul (126), das ein zweites gefiltertes HRR-Signal, das eine zweite HRR aufgrund einer Selbstzündung in dem Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) angibt, durch ein Filtern des HRR-Signals (100) oder des ersten gefilterten HRR-Signals erzeugt; ein Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132), das eine Selbstzündungsenergie des Zylinders (30a, 30b, 30c, 30d) basierend auf dem ersten und dem zweiten gefilterten HRR-Signal ermittelt; ein Korrekturmaßnahmenmodul (138), das die Selbstzündung des Motors (12) basierend auf der Selbstzündungsenergie selektiv einstellt, wobei das erste Filtermodul (124) ein tiefpassgefiltertes HRR-Signal (108) erzeugt, indem ein Tiefpassfilter auf das HRR-Signal (100) angewendet wird, und wobei das zweite Filtermodul (126) ein bandpassgefiltertes HRR-Signal (106) erzeugt, indem ein Bandpassfilter auf das HRR-Signal (100) angewendet wird oder indem ein Hochpassfilter auf das tiefpassgefilterte HRR-Signal (108) angewendet wird, und wobei die Selbstzündungsenergie basierend auf dem tiefpassgefilterten und dem bandpassgefilterten HRR-Signal (108, 106) ermittelt wird; und ein Fensterermittlungsmodul (128, 130), das ein Suchfenster für ein Selbstzündungsereignis basierend auf dem tiefpassgefilterten HRR-Signal (108) ermittelt und das ein Selbstzündungsereignisfenster für das Selbstzündungsereignis basierend auf dem bandpassgefilterten HRR-Signal (106) und dem Suchfenster ermittelt, wobei das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132) die Selbstzündungsenergie basierend auf einer Fläche (110) ermittelt, die durch ein Segment des bandpassgefilterten HRR-Signals (106) definiert wird, das dem Selbstzündungsereignisfenster entspricht.
  2. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Fensterermittlungsmodul (128, 130) das Suchfenster derart festlegt, dass es bei einer ersten Kurbelwellenposition bei einer maximalen Spitze in dem tiefpassgefilterten HRR-Signal (108) oder bei einer zweiten Kurbelwellenposition bei einem Wendepunkt in dem tiefpassgefilterten HRR-Signal (108) beginnt, und wobei das Suchfenster eine vorbestimmte Dauer aufweist, die eine Funktion einer Drehzahl, einer Last oder einer Temperatur des Motors (12) ist.
  3. Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmte Dauer ferner auf einem vorbestimmten Prozentanteil einer während eines Verbrennungsereignisses freigegebenen Gesamtwärme basiert.
  4. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Fensterermittlungsmodul (128, 130) eine maximale Spitze in dem bandpassgefilterten HRR-Signal (106) innerhalb des Suchfensters lokalisiert, eine erste Kurbelwellenposition ermittelt, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal (106) vor der Spitze über ein erstes Niveau ansteigt, eine zweite Kurbelwellenposition ermittelt, bei der das bandpassgefilterte HRR-Signal (106) nach der Spitze unter ein zweites Niveau abfällt, und das Selbstzündungsereignisfenster derart festlegt, dass es bei der ersten Kurbelwellenposition beginnt und bei der zweiten Kurbelwellenposition endet.
  5. Steuersystem nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Kurbelwellenposition positiven Spitzen in einer zweiten Ableitung (118) des bandpassgefilterten HRR-Signals (106) entsprechen, die der maximalen Spitze am nächsten liegen, wo die ersten Ableitungen (116) des band passgefilterten HRR-Signals (106) ungefähr gleich Null sind.
  6. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132) die Selbstzündungsenergie des Zylinders (30a, 30b, 30c, 30d) ermittelt, indem das bandpassgefilterte HRR-Signal (106) über das Selbstzündungsereignisfenster integriert wird.
  7. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Selbstzündungsenergie-Ermittlungsmodul (132) einen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Verbrennungszyklen des Motors (12) ermittelt und wobei das Korrekturmaßnahmenmodul (138) die Selbstzündung basierend auf einem Vergleich des gleitenden Mittelwerts der Selbstzündungsenergie und einer Schwellenwertenergie selektiv einstellt.
  8. Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Metrikermittlungsmodul (134) umfasst, das eine Selbstzündungsenergiemetrik für den Motor (12) basierend auf einem Maximum der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) des Motors (12) oder einem maximalen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie für mehrere Zylinder (30a, 30b, 30c, 30d) des Motors (12) ermittelt, und wobei das Korrekturmaßnahmenmodul (138) die Selbstzündung basierend auf einem Vergleich einer Schwellenwertenergie und dem Maximum der Selbstzündungsenergie oder dem maximalen gleitenden Mittelwert der Selbstzündungsenergie selektiv einstellt.
DE102010046303.5A 2009-09-25 2010-09-22 System zum Schätzen und Verringern einer Selbstzündung und eines Klopfens eines Motors Expired - Fee Related DE102010046303B4 (de)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046961A1 (de) * 2009-11-23 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von unkontrollierten Verbrennungen in einem Verbrennungsmotor
US8494757B2 (en) * 2010-08-17 2013-07-23 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating and controlling accoustic noise during combustion
KR101189486B1 (ko) * 2010-09-30 2012-10-12 한양대학교 산학협력단 엔진의 연소 위상 검출 방법
KR101189493B1 (ko) 2010-09-30 2012-10-11 한양대학교 산학협력단 엔진의 연소 위상 검출 방법
US9010303B2 (en) * 2011-01-28 2015-04-21 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of detecting hydraulic start-of-injection
DE102011089370A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Kaltstart-Emissions-Steuerung einer Brennkraftmaschine
KR20150002058A (ko) * 2013-06-28 2015-01-07 현대자동차주식회사 디젤 차량의 연료 품질별 분사 제어장치 및 방법
JP5892144B2 (ja) * 2013-11-13 2016-03-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10196974B2 (en) * 2014-04-22 2019-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Heat generation rate waveform calculation device of internal combustion engine and method for calculating heat generation rate waveform
EP3135888B1 (de) * 2014-04-22 2019-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Wellenformberechnungsvorrichtung für wärmeerzeugungsrate einer brennkraftmaschine wellenformberechnungsverfahren für wärmeerzeugungsrate
US9915217B2 (en) * 2015-03-05 2018-03-13 General Electric Company Methods and systems to derive health of mating cylinder using knock sensors
US10385799B2 (en) 2015-12-30 2019-08-20 International Business Machines Corporation Waveform analytics for optimizing performance of a machine
US10677143B2 (en) * 2016-11-22 2020-06-09 Mazda Motor Corporation Control device for compression self-ignition engine
WO2018096652A1 (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの制御装置
CN110678638A (zh) * 2017-10-27 2020-01-10 三菱重工发动机和增压器株式会社 爆震检测方法以及爆震检测装置
DE102017220801B4 (de) * 2017-11-21 2019-11-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Brennraum und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens
FR3118102B1 (fr) 2020-12-21 2023-05-05 Ifp Energies Now Procédé de détermination d’un indicateur de cliquetis de la combustion à partir de mesures d'accélération
CN114962114B (zh) * 2022-06-28 2023-08-11 东风汽车集团股份有限公司 一种车辆的发动机的点火能量的控制方法及控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010101A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-16 Zur Loye Axel O. Apparatus and methods for determining start of combustion for an internal combustion engine
US6820592B2 (en) * 2001-12-01 2004-11-23 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for controlling an internal combustion engine
DE102010011672A1 (de) * 2009-03-27 2010-11-25 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren und System zum Detektieren und Verringern einer Motor-Selbstzündung
DE112009000896T5 (de) * 2008-04-14 2011-03-31 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Kraftstoffsystemdiagnose durch Analysieren von Zylinderdrucksignalen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5896842A (en) * 1997-06-05 1999-04-27 General Motors Corporation Closed-loop ignition timing control
US6609497B2 (en) * 2001-12-28 2003-08-26 Visteon Global Technologies, Inc. Method for determining MBT timing in an internal combustion engine
US7290442B2 (en) * 2004-08-25 2007-11-06 Visteon Global Technologies, Inc. Method and system of estimating MBT timing using in-cylinder ionization signal
US7318411B1 (en) * 2007-01-26 2008-01-15 Visteon Global Technologies, Inc. Adaptive ignition dwell based on ionization feedback

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010101A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-16 Zur Loye Axel O. Apparatus and methods for determining start of combustion for an internal combustion engine
US6820592B2 (en) * 2001-12-01 2004-11-23 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for controlling an internal combustion engine
DE112009000896T5 (de) * 2008-04-14 2011-03-31 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Kraftstoffsystemdiagnose durch Analysieren von Zylinderdrucksignalen
DE102010011672A1 (de) * 2009-03-27 2010-11-25 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren und System zum Detektieren und Verringern einer Motor-Selbstzündung

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