DE102011080307A1

DE102011080307A1 - Verfahren und system zur frühzündungssteuerung

Info

Publication number: DE102011080307A1
Application number: DE102011080307A
Authority: DE
Inventors: John Eric Rollinger; Chris Paul Glugla; Robert Roy Jentz; Robert Sarow Baskins; Karen Willard
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2031-08-03
Also published as: CN105736167A; RU2572281C2; RU2011132934A; CN105736167B; US8447502B2; DE102011080307B4; US20120330536A1; US20110144893A1; CN102400806A; US8260530B2; CN102400806B

Abstract

Verfahren und Systeme, um die Motorfrühzündung auf Grundlage einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit der Frühzündung und einer Rückkopplung von einem Frühzündungsereignis zu verringern, werden bereitgestellt. Als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung kann ein Zylinder angefettet werden, während eine Motorlast begrenzt wird. Die Anfettung kann von einer Abmagerung gefolgt werden, um die Sauerstoffniveaus von auspuffendem Katalysatorspeisegas wiederherzustellen. Die Verringerungsschritte können auf Grundlage von Motorbetriebszuständen, einer Frühzündungszahl sowie der Natur der Frühzündung angepasst werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zur Steuerung eines Kraftfahrzeugsmotors als Reaktion auf eine Frühzündungserfassung.
Hintergrund/Zusammenfassung
Unter bestimmten Betriebszuständen können Motoren, die hohe Verdichtungsverhältnisse haben oder hochgetrieben werden, um die spezifische Leistung zu erhöhen, anfällig für Frühzündungsverbrennungsereignisse bei niedriger Geschwindigkeit sein. Die frühe Verbrennung aufgrund von Frühzündung kann sehr hohe Zylinderinnendrücke verursachen und kann zu Verbrennungsdruckwellen führen, die der klopfenden Verbrennung ähneln, aber mit einer höheren Intensität. Es wurden Strategien entwickelt zur Vorhersage und/oder frühen Erfassung der Frühzündung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen. Zusätzlich können auf die Erfassung hin unterschiedliche Frühzündungsverringerungsschritte unternommen werden.
Die Erfinder haben dabei erkannt, dass die Neigung eines Zylinders zur Frühzündung nicht nur von den Motorbetriebszuständen beeinflusst sein kann, sondern auch durch die Frühzündungsgeschichte eines Zylinders. Z. B. wird ein Zylinder, der bereits eine große Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen hatte, wahrscheinlicher früh zünden als ein Zylinder, der eine geringere Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen hatte. Folglich können Frühzündungsverringerungsschritte, die für den Zylinder mit der geringen Anzahl von vorherigen Frühzündungsereignissen effektiv sind, für den Zylinder mit der größeren Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen nicht so effektiv sein. Mit anderen Worten kann eine aggressivere Angehensweise zur Frühzündungsverringerung für einige Zylinder im Vergleich zu weiteren Zylindern erforderlich sein.
In einem Beispiel kann somit die Angelegenheit durch ein Verfahren zum Betreiben eines Motors angegangen werden, welches umfasst, als Reaktion auf einen ersten Zustand mit einer ersten Anzahl von Frühzündungsereignissen, Anpassen des Betriebsablaufs eines ersten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder. Dann als Reaktion auf einen zweiten Zustand mit einer zweiten höheren Anzahl von Frühzündungsereignissen, Anpassen des Betriebsablaufs eines ersten und zweiten Zylinders als Reaktion auf das Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder.
In einem Beispiel kann eine Motorsteuerung eine Frühzündungsgeschichte von jedem Motorzylinder, einschließlich einer Anzahl von Frühzündungsereignissen, in einer Frühzündungsdatenbank speichern. Die Anzahl der Frühzündungsereignisse kann z. B. eine Zylinderfrühzündungszahl, einschließlich einer Anzahl von Zylinderfrühzündungsereignissen, die über die Lebensdauer des Zylinderbetriebsablaufs auftraten (Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl), einer Anzahl von Zylinderfrühzündungsereignissen, die über den gegenwärtigen und/oder unmittelbar vorausgehenden Motorzyklus (Zylinderreisefrühzündungszahl) aufgetreten sind, eine Anzahl von kontinuierlichen Frühzündungsereignissen in dem Zylinder (Zylinderfolgfrühzündungszahl), eine Anzahl von Frühzündungsereignissen, die während der Lebensdauer des Motorbetriebsablaufs (Motorlebensdauerfrühzündungszahl) aufgetreten sind, eine Anzahl von Frühzündungsereignissen, die über den gegenwärtigen und/oder unmittelbar vorausgehenden Motorzyklus (Motorreisefrühzündungszahl) aufgetreten sind, usw. einschließen. Die Frühzündungsgeschichte kann auch Details, die zu den Verringerungsschritten gehören, die vorher als Reaktion auf die vorherigen Frühzündungsereignisse unternommen wurden, sowie ihre Effektivität beim Angehen der Zylinderfrühzündung einschließen. Auf Grundlage der Frühzündungszahl der Zylinder und außerdem auf Grundlage der Motorbetriebszustände kann die Steuerung eine Wahrscheinlichkeit der Frühzündung vorwegnehmen und präventiv eine Motorlast bei dem Beginn des Motorbetriebsablaufs begrenzen. Z. B. kann die Motorlast vermehrt begrenzt werden, wenn eine Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen ansteigt.
Jedoch kann selbst nach dem präventiven Begrenzen der Motorlast die Zylinderfrühzündung auftreten. Somit kann die Motorsteuerung als Reaktion auf ein Auftreten des Zylinderfrühzündens die Frühzündungsgeschichte durch Erhöhen der Frühzündungszahl(en) aktualisieren. Um sofort die Frühzündung anzusprechen, kann dann eine Zylinderanfettung durchgeführt werden. Insbesondere kann die Anfettung auf der aktualisierten Frühzündungszahl beruhen. Z. B. kann die Anfettung einen Grad der Anfettung des Zylinderbetriebsablaufs sowie eine Zeitdauer des fetten Betriebsablaufs einschließen, und wenn die Frühzündungszahl zunimmt (oder einen Schwellwert überschreitet), kann ein Grad der Anfettung und/oder eine Zeitdauer der Anfettung erhöht werden. Gleichzeitig kann die Motorlast auf Grundlage der Frühzündungszahl weiter begrenzt werden. Z. B. kann die Motorlast durch Verringerung des Luftstromes zu dem Zylinder sowie durch Verringern einer Drosselöffnung, was das Motorhochtreiben verringert, und/oder das Anpassen eines Nockenzeitablaufs begrenzt werden. Durch Anfetten des Zylinders als Reaktion auf das Auftreten der Frühzündung kann ein unmittelbarer Zylinderkühlungseffekt aufgrund von Luftzufuhr erreicht werden, der das Auftreten von weiteren abnormalen Verbrennungsereignissen verringern kann. Die gleichzeitige Begrenzung der Maschinenlast z. B. durch Verringerung der Luftzufuhr kann weiter dabei helfen, das Auftreten von zusätzlichen Frühzündungsereignissen zu verringern. Jedoch kann der Effekt der Lastbegrenzung auf die Frühzündung verzögert werden, bis ein stabiler Luftstrom erreicht wird.
In einem Beispiel kann die Lastbegrenzung mit der Anfettung durch Durchführung der Lastbegrenzung mit einer Anstiegsgeschwindigkeit, die mit dem Anfettungsbetriebsablauf koordiniert ist, synchronisiert sein. Z. B. kann die Anstiegsgeschwindigkeit so angepasst werden, dass der Anstieg der begrenzten Leistung gleichzeitig mit der Beendigung der Anfettung vervollständigt ist. In einem weiteren Beispiel kann die Anstiegsgeschwindigkeit auf Grundlage der Frühzündungszahl angepasst werden.
Außerdem kann noch zusätzlich zu der Anfettung und Lastbegrenzung der Zündzeitablauf um einen Betrag vorgestellt werden. Insbesondere kann das Zünden relativ zu dem Zündzeitablauf zur Zeit der Frühzündungserfassung zu MBT vorgestellt werden. Der Betrag der Zündvorstellung kann auf Grundlage der gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit und/oder der Anfettung angepasst werden. Wenn der Grad der Anfettung und/oder die Zeitdauer der Anfettung zunimmt, kann somit der Betrag der Zündvorstellung erhöht werden. Da der Zylinder gegenüber Zündvorstellung aufgrund eines fetteren als stöchiometrischen Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses während der Anfettung toleranter sein kann, kann die Zündvorstellung vorteilhaft im Zusammenhang mit der Anfettung verwendet werden, um IMEP unter den fetten Zuständen des Zylinders beizubehalten.
Nach der Anfettung kann der Zylinder mager betrieben werden, wobei die Abmagerung auf der vorhergehenden Anfettung beruht. Wenn z. B. ein Grad der Anfettung und/oder eine Zeitdauer der vorhergehenden Anfettung zunimmt, können der Grad der Magerkeit und die Zeitdauer der Abmagerung erhöht werden. Insofern kann die vorhergehende Anfettung zur Frühzündungsverringerung zu einem Abfall des Sauerstoffgehaltes im auspuffenden Speisegas führen, was wiederum die katalytische Effektivität eines Katalysators einer Emisionssteuerungseinrichtung verschlechtern kann, wodurch die Auspuffemissionen verschlechtert werden. Durch Abmagern des Zylinders auf Grundlage der Anfettung können die Sauerstoffniveaus des auspuffenden Speisegases innerhalb des Katalysatorbetriebsbereichs zurückgebracht werden und Auspuffemissionen verbessert werden. Nach der Abmagerung kann der Zylinder den stöchiometrischen Betriebsablauf wieder aufnehmen.
Die Frühzündungszahl kann z. B. eine Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl (das ist eine Zahl einer gesamten Anzahl von Frühzündungsereignissen über das Leben von jedem Zylinder des Motors), eine Zylinderreisezahl (das ist eine Zahl der gesamten Anzahl der Frühzündungsereignisse in jedem Zylinder über den gegenwärtigen Motorzyklus), eine Motorfrühzündungszahl (das ist eine Zahl der gesamten Anzahl der Frühzündungsereignisse in dem Motor) sowie eine Folgefrühzündungszahl (das ist eine Zahl der gesamten Anzahl der aufeinanderfolgenden und ununterbrochenen Frühzündungsereignisse über mehrere aufeinanderfolgende Verbrennungsereignisse) einschließen. Die Anfettung und die Lastbegrenzungen können auch auf Grundlage der unterschiedlichen Frühzündungszahlen unterschiedlich angepasst werden. In einem Beispiel kann ein aggressiverer Ansatz als Reaktion auf die Zylinderreisefrühzündungszahl, die einen Schwellwert (wie durch das vermehrte Anfetten und/oder das Anfetten für eine längere Zeitdauer und durch die weitere Begrenzung der Last) überschreitet, im Vergleich mit der Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl, die einen Schwellwert (wie durch die geringere Anfettung und/oder eine kürzere Zeitdauer und durch geringere Begrenzung der Leistung) überschreitet, genommen werden. In einem weiteren Beispiel können die Lastbegrenzung und die Anfettung einen kleineren Betrag, wenn die Zylinderfrühzündungszahl einen Schwellwert überschreitet, und einen größeren Betrag haben, wenn die Motorfrühzündungszahl einen Schwellwert überschreitet. Wenn in noch einem weiteren Beispiel die Folgefrühzündungszahl einen Schwellwert überschreitet, können die Lastbegrenzung sowie ein Grad der Anfettung und die Zeitdauer der Anfettung erhöht werden.
Als Reaktion auf die Frühzündung für einen vorgegebenen Zylinder können außerdem noch die Anfettung der weiteren Zylinder und die Motorlastbegrenzung auf Grundlage der Frühzündungszahl des vorgegebenen Zylinders angepasst werden. Z. B. kann als Reaktion auf einen ersten Zustand mit einer ersten niedrigeren Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen der Betriebsablauf eines ersten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder angepasst werden. Im Vergleich kann als Reaktion auf einen zweiten Zustand mit einer zweiten höheren Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen der Betriebsablauf eines ersten Zylinders und eines zweiten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in den ersten Zylinder angepasst werden.
In einem weiteren Beispiel kann der frühzündende Zylinder ein Zylinder in einer ersten Gruppe (oder Reihe) von Zylindern sein, wobei der Motor außerdem eine zweite Gruppe von Zylindern einschließt. Somit kann als Reaktion auf eine Zylinderfrühzündungszahl (wie eine Zylinderfolgefrühzündungszahl) eines ersten Zylinders in der ersten Gruppe, die einen Schwellwert überschreitet, ein Nockenzeitablauf der ersten Gruppe der Zylinder angepasst werden, um die Motorlast der ersten Gruppe um einen größeren Betrag zu begrenzen, während der Nockenzeitablauf der zweiten Gruppe beibehalten oder angepasst wird, um so die Motorlast um einen geringeren Betrag zu begrenzen. Ähnlich können alle Zylinder der ersten Gruppe, aber nicht der zweiten Gruppe angefettet werden. Alternativ können die Zylinder der ersten Gruppe mehr angefettet werden als die Zylinder der zweiten Gruppe. In noch einem weiteren Beispiel kann die Anfettung und die Lastbegrenzung einer vorgegebenen Gruppe von Zylindern auf Grundlage der Frühzündungszahl eines betroffenen Zylinders der Gruppe angepasst werden. D. h. als Reaktion auf die Frühzündung in einem ersten Zylinder in der ersten Gruppe und einem zweiten Zylinder in der zweiten Gruppe können die Anfettung und die Lastbegrenzung der ersten Gruppe, aber nicht der zweiten Gruppe auf Grundlage der Frühzündungszahl des ersten Zylinders angepasst werden, während die Anfettung und die Lastbegrenzung der zweiten Gruppe, aber nicht der ersten Gruppe auf Grundlage der Frühzündungszahl des zweiten Zylinders angepasst werden können. Es können noch weitere Kombinationen möglich sein.
Weil insofern die Frühzündungszahl mit der Neigung eines Zylinders zur weiteren Frühzündung korreliert, kann durch Anpassen der Anfettungs- und Lastbegrenzungsprofile für den betroffenen Zylinder sowie die weiteren Zylinder des Motors auf Grundlage der Frühzündungszahl die Frühzündung besser vorweggenommen und angegangen werden.
Es sollte verstanden werden, dass die obige Zusammenfassung vorgesehen ist, um in die vereinfachte Form einer Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt grundlegende oder essenzielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, wobei dessen Umfang alleine durch die Ansprüche definiert ist, die der detaillierten Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht durch die Ausführungsformen beschränkt, die irgendwelche der oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Beispiel einer Brennkammer.
2 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Ansprechen der Frühzündung auf Grundlage einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichtkeit der Frühzündung sowie auf Grundlage einer Frühzündungsrückkopplung.
3 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zur Begrenzung einer Motorlast als Reaktion auf eine Vorwärtskopplungswahrscheinlichtkeit einer Motorfrühzündung.
4 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Aktualisieren einer Frühzündungszahl und zur weiteren Begrenzung einer Motorlast als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung.
5 zeigt eine schematische Abbildung einer Frühzündungsverringerungsroutine.
6 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Ausführen eines Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablaufs, um die Frühzündung gemäß der vorliegenden Offenbarung anzugehen.
7 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Anpassen eines Anfettungsprofils und einer Lastbegrenzung in einem Zylinder, einer Reihe oder einem Motor auf Grundlage einer Frühzündungszahl und der Art der Frühzündung.
8–9 zeigen Beispiele von Kraftstoffeinspritzbetriebsabläufen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Verringerung des Risikos abnormaler Verbrennungsereignisse, die sich auf die Frühzündung beziehen, wie in dem Motorsystem aus 1. Wie hier mit Bezug auf die 2–5 ausgearbeitet kann eine Motorsteuerung zuerst die Wahrscheinlichkeit einer Frühzündung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen bestimmen und eine Motorlast auf Grundlage der bestimmten Wahrscheinlichkeit begrenzen. Als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung kann die Steuerung dann eine Frühzündungsgeschichte (einschließlich einer Frühzündungszahl) aktualisieren und kann die Motorlast weiter begrenzen. Die Steuerung kann außerdem eine Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Motorzylinder anpassen, um die Frühzündung anzusprechen, ohne die Abgasemissionen zu verschlechtern. Z. B. kann die Steuerung ausgebildet sein, um eine Steuerroutine wie die Routine aus 6 durchzuführen, um die Zylinder für eine erste Zeitdauer anzufetten, um die Zylinderluftzufuhr zu kühlen und das Risiko weiterer abnormaler Zylinderverbrennungsereignisse zu verringern. Die Anfettung und die Lastbegrenzung können auf Grundlage von Motorbetriebszuständen, der Art der Frühzündung, einer Frühzündungszahl usw. angepasst werden. Z. B. kann die Steuerung eine Routine wie die Routine aus 7 durchführen, um die Anfettung und die Zeitdauer der Anfettung zu erhöhen, und um den Betrag der Lastbegrenzung zu erhöhen, wenn eine Frühzündungszahl zunimmt, und/oder wenn die Frühzündung häufiger wird. Nach der Anfettung können die Zylinder zu einem mageren Kraftstoffeinspritzprofil für eine zweite Zeitdauer übergehen. Die Abmagerung kann auf Grundlage der vorhergehenden Anfettung angepasst werden, um so die Abgassauerstoffniveaus innerhalb eines Bereichs zurückzubringen, in dem die Abgaskatalysatoreffektivität nicht verschlechtert ist. Nach dem Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf zur Frühzündungsverringerung kann die Steuerung die stöchiometrische Kraftstoffeinspritzung wieder aufnehmen. Beispielhafte Kraftstoffeinspritzungsbetriebsabläufe sind hier mit Bezugnahme auf die 8–9 veranschaulicht. Die Steuerung kann Details der Frühzündungsereignisse in der Datenbank speichern, um die Vorwegnahme von zukünftigen Frühzündungsereignissen zu verbessern.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders eines internen Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann Steuerparameter von einem Steuerungssystem, welches die Steuerung 12 einschließt, und Eingaben von einem Kraftfahrzeugführer 130 über eine Eingabeeinrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel schließt die Eingabeeinrichtung 132 ein Beschleunigungspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalpositionssignals PP ein. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer”) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem Kolben 138 einschließen, der darin positioniert ist. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann zumindest mit einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs über ein Transmissionssystem gekoppelt sein. Außerdem kann ein Startermotor mit der Kurbelwelle 140 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um eine Startbetriebsablauf des Motors 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftdurchlässen 142, 144 und 146 empfangen. Der Ansaugluftdurchlass 146 kann mit weiteren Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 in Verbindung stehen. In weiteren Ausführungsformen können eine oder mehrere der Ansaugdurchlässe eine Hochtreibeinrichtung wie einen Turbolader oder einen Kompressor einschließen. Z. B. zeigt 1 den Motor 10, der mit einem Turbolader ausgebildet ist, der einen Kompressor 174, der zwischen den Ansaugdurchlässen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Auspuffturbine 176 einschließt, die entlang eines Auspuffdurchlasses 148 angeordnet ist. Der Kompressor 174 kann zumindest teilweise von der Auspuffturbine 176 über eine Welle 180 angetrieben werden, wobei die Hochtreibeinrichtung als ein Turbolader ausgestaltet ist. Jedoch kann in weiteren Beispielen, in denen der Motor 10 mit einem Kompressor versehen ist, die Auspuffturbine 176 optional weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Antrieb oder dem Motor angetrieben wird. Eine Drossel 20, die eine Drosselplatte 164 einschließt, kann auch entlang eines Ansaugdurchlasses des Motors vorgesehen sein, um die Flussrate und/oder dem Strom der Ansaugluft zu variieren, der zu den Motorzylindern zugeführt wird. Z. B. kann die Drossel 20 flussabwärts von dem Kompressor 174 vorgesehen sein, wie in 1 gezeigt oder kann alternativ stromaufwärts von dem Kompressor 174 vorgesehen sein.
Der Auspuffdurchlass 148 kann Auspuffgase von weiteren Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 empfangen. Es ist gezeigt, wie der Auspuffgassensor 128 mit dem Auspuffdurchlass 148 stromabwärts der Emissionssteuerungseinrichtung 178 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus unterschiedlichen geeigneten Sensoren ausgewählt sein, um ein Anzeichen eines Verhältnisses von Auspuffgasluft/Kraftstoff bereitzustellen, wie ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (universeller Sensor oder Breitbandauspuffgassauerstoffsensor), ein Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO (wie dargestellt), ein HEGO (beheizter EGO) ein NOx-, HC- oder CO-Sensor z. B. sein. Die Emissionssteuerungseinrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, unterschiedliche weitere Emissionssteuerungseinrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Die Abgastemperatur kann von einem oder mehreren Temperatursensoren (nicht gezeigt) geschätzt werden, die sich in den Abgasdurchlass 148 befinden. Alternativ kann die Auspufftemperatur auf Grundlage von Motorbetriebszuständen, wie Geschwindigkeit, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), Zündverzögerung usw. abgeleitet werden. Außerdem kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Auspuffgassensoren 128 berechnet werden. Es könnte hochgeschätzt werden, dass die Auspuffgastemperatur alternativ durch eine Kombination von Temperaturabschätzungsverfahren abgeschätzt werden kann, die hier aufgezählt werden.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann eines oder mehrere Ansaugventile und eines oder mehrere Auspuffventile einschließen. Z. B. ist ein Zylinder 14 gezeigt, der zumindest ein Tellereinsaugventil 150 und zumindest ein Tellerauspuffventil 156 einschließt, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 einschließlich Zylinder 14 zumindest zwei Telleransaugventile und zumindest zwei Tellerauspuffventile einschließen, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
Das Ansaugventil 150 kann von der Steuerung 12 durch eine Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. Ähnlich kann das Auspuffventil 156 durch die Steuerung 12 über ein Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils eine oder mehrere Nocken einschließen und können eine oder mehrere Nockenprofilumschaltungs- (CPS), variable Nockenzeitablauf- (VCT), variable Ventilzeitablauf- (VVT) und/oder variablen Ventilhubsysteme (VVL) einschließen, die von der Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetriebsablauf zu variieren. Die Position des Ansaugventils 150 und Auspuffventils 156 können durch die Ventilpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Ansaug- und/oder Auspuffventil durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Z. B. kann der Zylinder 14 alternativ ein Ansaugventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auspuffventil einschließen, das über eine Nockenbetätigung gesteuert wird, die CPS- und/oder VCT-Systeme einschließt. In weiteren Ausführungsformen können die Ansaug- und Auspuffventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Betätigungssystem oder durch einen Aktuator oder ein Aktuationssystem mit variablem Ventilzeitablauf gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis haben, welches das Verhältnis des Volumens ist, wenn der Kolben 138 von einer untersten Stelle zu einer obersten Stelle geht. Gewöhnlich ist das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht werden. Dies kann z. B. passieren, wenn Kraftstoffe mit hohem Oktan oder Kraftstoffe mit einer oberen latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann auch erhöht werden, wenn die Direkteinspritzung aufgrund ihrer Wirkung auf Motorklopfen verwendet wird.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Initiieren der Verbrennung einschließen. Das Zündsystem 190 kann in der Brennkammer 14 einen Zündfunken über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Zündvorstellsignal SA von einer Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch ausgelassen werden, wie etwa wenn der Motor 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder Einspritzung von Kraftstoff initiieren kann, wie es für einige Dieselmotoren der Fall sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren ausgebildet sein, um Kraftstoff für sie bereitzustellen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel ist ein Zylinder 14 gezeigt, der einen Kraftstoffinjektor 166 einschließt. Der Kraftstoffinjektor 166 ist, wie gezeigt, direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff direkt darin im Verhältnis zu der Pulsweite eines Signals FPW einzuspritzen, welches von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangen wird. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffinjektor 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI” bezeichnet) von Kraftstoff in einen Brennzylinder 14 bekannt ist. Während 1 den Injektor 166 als einen seitlichen Injektor zeigt, kann er sich auch über dem Kolben befinden, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Solch eine Position kann das Mischen und die Verbrennung, wenn der Motor mit einem auf Alkohol basierenden Kraftstoff betrieben wird, aufgrund der niedrigeren Volatilität von einigen auf Alkohol basierenden Kraftstoffen verbessern. Alternativ kann sich der Injektor über und nahe bei dem Ansaugventil befinden, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann zu dem Kraftstoffinjektor 166 über ein Hochdruckkraftstoffsystem 8 zugeführt werden, welches Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoffleitung einschließt. Alternativ kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit niedrigem Druck zugeführt werden, in welchem Fall der Zeitablauf der direkten Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungshubs vermehrter begrenzt werden kann, als wenn ein Hochdruckkraftstoffsystem verwendet wird. Obwohl nicht gezeigt, können die Kraftstofftanks außerdem einen Druckwandler haben, der ein Signal zur Steuerung 12 bereitstellt. Es wird hoch geschätzt werden, dass in einer alternativen Ausführungsform der Injektor 166 ein Anschlussinjektor sein kann, der Kraftstoff in den Ansauganschluss stromaufwärts von dem Zylinder 14 bereitstellt.
Es wird auch hoch geschätzt werden, dass, während die dargestellte Ausführungsform veranschaulicht, wie der Motor durch Einspritzung von Kraftstoff über einen einzelnen direkten Injektor betrieben wird, der Motor in alternativen Ausführungsformen durch Verwendung von zwei Injektoren (z. B. einen direkten Injektor und einen Anschlussinjektor) und durch Variieren eines relativen Betrags der Einspritzung von jedem Injektor betrieben werden kann.
Kraftstoff kann von dem Injektor zu dem Zylinder während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Außerdem können die Verteilung und/oder der relative Betrag des Kraftstoffes, der von dem Injektor zugeführt wird, mit den Betriebszuständen variieren. Für ein einziges Verbrennungsereignis können außerdem mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffes pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungshubs, des Ansaughubs oder irgendeiner geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden. Wie in 6 ausgearbeitet kann Kraftstoff auch während des Zyklus eingespritzt werden, um das Verhältnis von Luft zu eingespritztem Kraftstoff (AFR) der Verbrennung anzupassen. Z. B. kann Kraftstoff eingespritzt werden, um für ein stöchiometrisches AFR zu sorgen. Ein AFR-Sensor kann eingeschlossen sein, um einen Schätzwert des Zylinderinnen-AFR bereitzustellen. In einem Beispiel kann der AFR-Sensor ein Auspuffgassensor wie ein EGO-Sensor 128 sein. Durch Messen eines Betrags des restlichen Sauerstoffs (für magere Mischungen) oder der unverbrannten Kohlenwasserstoffe (für fette Mischungen) in dem Auspuffgas kann der Sensor das AFR bestimmen. Insofern kann das AFR als ein Lambda-Wert (λ) bereitgestellt werden, d. h. als ein Verhältnis des gegenwärtigen AFR zum stöchiometrischen Verhältnis für eine vorgegebene Mischung. Somit zeigt ein Lambda von 1,0 eine stöchiometrische Mischung an, fettere als stöchiometrische Mischungen können einen Lambda-Wert < 1,0 haben, und magere als stöchiometrische Mischungen können einen Lambda-Wert > 1,0 haben.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Motors mit mehreren Zylindern. Insofern kann jeder Zylinder ähnlich seinen eigenen Satz von Ansaug/Auspuffventilen, Kraftstoffinjektor (EM), Zündkerze usw. einschließen.
Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten sowie unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen enthalten. Die Unterschiede können unterschiedlichen Alkoholgehalt, unterschiedliches Oktan, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen daraus usw. umfassen.
Wie mit Bezugnahme auf 2–7 ausgearbeitet kann auf Grundlage von Motorbetriebszuständen und einer Zylinderzündgeschichte eine Motorsteuerung eine Wahrscheinlichkeit der Frühzündung bestimmen und kann eine Motorlast präventiv anpassen. Als Reaktion auf ein darauffolgendes Auftreten der Frühzündung in einem Zylinder kann die Steuerung außerdem die Motorlast begrenzen und eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder für eine definierte Anzahl von folgenden Verbrennungsereignissen anpassen, um den Zylinder anzufetten und die Frühzündung zu verringern. In einem Beispiel kann die Detektion der Frühzündung das Erfassen von abnormalen Verbrennungsereignissen und das Unterscheiden von abnormalen Verbrennungsereignissen aufgrund von Klopfen von denjenigen, die auf Frühzündung hindeuten, einbeziehen. Z. B. kann die Eingabe von einem Zylinderinnenklopfsensor und einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor kombiniert werden, um ein abnormales Verbrennungsereignis in dem Zylinder anzuzeigen. Der Klopfsensor kann ein Akzelerometer an dem Motorblock oder ein Ionisierungssensor sein, der in der Zündkerze von jedem Zylinder ausgebildet ist. Auf Grundlage des Klopfsensorsignals wie eines Signalzeitablaufs, einer Amplitude, einer Intensität, einer Frequenz usw. und/oder auf Grundlage des Kurbelwellenbeschleunigungssignals kann die Steuerung Frühzündungen identifizieren. Z. B. kann die Frühzündung als Reaktion auf ein früheres, größeres und/oder häufigeres Signal von dem Klopfsensor angezeigt werden, während das Klopfen als Reaktion auf ein späteres, kleineres und/oder weniger häufiges Signal von dem Klopfsensor angezeigt wird. Zusätzlich kann die Frühzündung vom Klopfen auf Grundlage der Motorbetriebszustände zum Zeitpunkt der abnormalen Verbrennungsdetektion unterschieden werden. Z. B. kann die abnormale Verbrennung, die bei höheren Motorgeschwindigkeiten und Lasten erfasst wird, auf Klopfen zurückgeführt werden, während diejenigen bei niedrigeren Motorgeschwindigkeiten und Lasten für Frühzündung ein Anzeichen sein können. Insofern können sich Verringerungsmaßnahmen, die unternommen werden, um Klopfen anzusprechen, von denjenigen unterscheiden, die von der Steuerung unternommen werden, um Frühzündung anzusprechen. Z. B. kann das Klopfen unter Verwendung von Zundverzögerung und EGR angesprochen werden. Die Frühzündung ansprechenden Maßnahmen werden hier mit Bezugnahme auf 2–7 weiter ausgearbeitet.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer dargestellt, der die Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das als Nur-Lese-Speicher 110 in diesem besonderen Beispiel dargestellt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen batteriebetriebenen Speicher 114 und einen Datenbus einschließt. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von Sensoren, die mit dem Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu denjenigen Signalen empfangen, die vorher erörtert wurden, einschließlich der Messung von einem angesaugten Luftmassenstrom (MAF) von einem Luftmassenstromsensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 116, der mit der Kühlhülse 118 gekoppelt ist; einem Zündprofilaufnahmesignal (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (DP) von einem Drosselpositionssensor; einem absoluten Verteilerdrucksignal (MAP) von einem Sensor 124, einem Zylinder-AFR vom EGO-Sensor 128, und abnormaler Verbrennung von einem Klopfsensor und einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor. Ein Motorgeschwindigkeitssignal RPM kann von der Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Verteilerdrucksignal MAP von einem Verteilerdrucksensor kann verwendet werden, um ein Anzeichen eines Vakuums oder Drucks in dem Ansaugverteiler bereitzustellen.
Der Speichermedium-Nur-Lese-Speicher 110 kann mit computerlesbaren Daten, die Anweisungen darstellen, die von dem Prozessor 106 zum Durchführen der unten beschriebenen Verfahren ausführbar sind, sowie auch weiteren Abwandlungen davon, die vorweggenommen sind, aber nicht speziell aufgeführt sind, programmiert werden.
Die Motorsteuerung 12 kann so ausgebildet sein, dass sie Frühzündung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen vorwegnimmt und eine Motorlast auf Grundlage einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichtkeit der Frühzündung begrenzt. Wie hier mit Bezugnahme auf 3 ausgearbeitet kann ein stochastisches Modell verwendet werden, um eine Wahrscheinlichkeit der Frühzündung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen wie einem Motorverteilerdruck, Temperatur, Kraftstoffoktan und Lambda und weiter auf Grundlage einer Frühzündungsgeschichte eines Motors zu bestimmen. Die Frühzündungsgeschichte kann verwendet werden, um eine Frühzündungszahl zu bestimmen, welche die Frühzündungsereignisse über die Lebensdauer des Motors, über einen vorgegebenen Motorantriebszyklus sowie eine aufeinanderfolgende Anzahl von Frühzündungsereignissen darstellt. Als Reaktion auf ein Frühzündungsereignis können die Frühzündungsgeschichte und die Frühzündungszahl aktualisiert werden, und die aktualisierte Information kann verwendet werden, um die Frühzündungswahrscheinlichkeit anzupassen, die durch das stochastische Modell in einer Weise mit einem offenen Regelkreis berechnet ist. Das Frühzündungsereignis kann selbst auf Grundlage der Eingabe von mehreren Sensoren angezeigt werden. Gewichtungsfaktoren können verwendet werden, um ein Vertrauen darin zu bestimmen, dass ein Signal ein Frühzündungsverbrennungsereignis anzeigt. Auf Grundlage des Anzeichens eines Frühzündungsereignisses kann ein Zylinderkraftstoffanfettungsbetriebsablauf sofort durchgeführt werden, indem für eine schnelle Reaktion auf die Frühzündung gesorgt wird, während die Motorlast dadurch weiter begrenzt werden kann, dass eine schnelle Reaktion auf die Frühzündung bereitgestellt wird. Durch Verwendung eines schnelleren, auf einer Kraftstoffeinspritzung basierenden Ansatzes und eines langsameren, auf einer Motorlast basierenden Ansatzes, um die Frühzündung anzusprechen, können weitere Ereignisse der Frühzündung verringert werden.
Weiter mit 2 ist nun eine Beispielroutine 200 zum Ansprechen von Zylinderfrühzündung beschrieben, die präventive Schritte auf Grundlage einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit und reaktive Schritte als Reaktion auf ein Auftreten der Frühzündung verwendet.
In 202 können die Motorbetriebszustände bestimmt werden. Diese können z. B. Motorgeschwindigkeit, Drehmoment, Motorlast, Motortemperatur, Motorverteilerdruck, Lufttemperatur usw. einschließen. In 204 und wie weiter mit Bezug auf 3 ausgearbeitet kann eine Vorwärtskopplungsfrühzündungswahrscheinlichkeit auf Grundlage der geschätzten Motorbetriebszustände und außerdem auf Grundlage einer Motorfrühzündungsgeschichte bestimmt werden. In 206 kann die Motorlast auf Grundlage einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit der Frühzündung begrenzt werden. Wie in 3 weiter ausgearbeitet kann dies die Verringerung eines Betrags einer Luftzufuhr, die zu dem Motor zugeführt wird, und auch das Verlangsamen des Anstiegs der begrenzten Motorlast einschließen, um so das Auftreten von plötzlichen abnormalen Verbrennungsereignissen zu verringern. Das Begrenzen der Motorlast kann das Verringern des Luftstroms durch Verkleinern einer Drosselöffnung, Anpassen eines Abblaseventilzeitablaufs, eines Ventilzeitablaufs- und/oder eines Nockenzeitablaufs oder eine Verringerung des Hochtreibens einschließen.
Jedoch kann die Frühzündung selbst nach dem Begrenzen der Motorlast auftreten. In 208 kann ein Auftreten (oder Anzeichen) einer Zylinderfrühzündung bestätigt werden. Das Anzeichen der Frühzündung kann auf einem oder mehr von Zylinderdruck, Klopfintensität, Kurbelwellenbeschleunigung und Zündkerzenionisation beruhen. Wenn keine Zylinderfrühzündung auftritt oder kein Anzeichen der Zylinderfrühzündung bestimmt wird, kann die Routine damit enden, dass der Motor mit begrenzter Last betrieben wird. Wenn jedoch ein Anzeichen der Zylinderfrühzündung bestätigt wird, dann kann in 210 die Motorlast weiter begrenzt werden. Die Begrenzung kann auf der Frühzündungsrückkopplung, einer aktualisierten Frühzündungszahl und der Art der erfassten Frühzündung beruhen. Wie hier mit Bezugnahme auf 4 ausgearbeitet, kann die Frühzündung auf Grundlage zumindest von der Kurbelwellenbeschleunigung und Klopfintensität angezeigt werden, und kann gemäß einer Frühzündungsgeschichte einschließlich einer Frühzündungszahl in der Datenbank aktualisiert werden. Wie weiter in 7 ausgearbeitet können ein Betrag und eine Geschwindigkeit der Lastbegrenzung auf Grundlage davon, ob die Frühzündung von anhaltender Art oder von zeitweiser Art ist, ob ein Schwellwert der Frühzündungsereignisse auftrat, der Frühzündungszahl usw. angepasst werden. Außerdem kann die Begrenzung der Last die weitere Verringerung eines Luftstroms durch Verringern eines Hochtreibens, welches von einer Hochtreibeinrichtung (wie einen Turbolader) bereitgestellt wird, das Verringern einer Drosselöffnung und/oder das Anpassen eines Nockenzeitablaufs eines variablen Nockenzeitablaufmechanismus, um dadurch einen Ventilzeitablauf weiter anzupassen, einschließen. Insofern kann die Lastbegrenzung eine langsame Reaktion auf das Frühzündungsauftreten sein, da sie die Stabilisierung eines Motorluftstroms erfordern kann.
In 212 kann als Reaktion auf das Auftreten der Frühzündung eine Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage eines Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs durchgeführt werden. Insbesondere kann der Zylinder angefettet werden, um für einen im Wesentlichen unmittelbaren Zylinderzufuhrkühleffekt zu sorgen, um die Frühzündung zu verringern. Das Anfettungsprofil der Kraftstoffeinspritzung sowie ein Grad der Anfettung, ein Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis und eine Zeitdauer der Anfettung können auf Grundlage des Anzeichens der Frühzündung, der Frühzündungsrückkopplung, der aktualisierten Frühzündungszahl und der Art der Frühzündung angepasst werden. Wenn z. B. das Anzeichen der Frühzündung zumindest auf einer Klopfintensität beruht, kann die Anfettung auf Grundlage der Klopfintensität angepasst werden. Z. B. können ein Grad der Anfettung und eine Zeitdauer der Anfettung erhöht werden, wenn sich die Klopfintensität (zum Zeitpunkt des Frühzündungsanzeichens) erhöht. Wie in 6 ausgearbeitet kann durch Anpassen der Anfettung als Reaktion auf die Frühzündungsdetails die Frühzündung mehr oder weniger aggressiv angesprochen werden wie erforderlich. Nach der Anfettung, um einen möglichen Abfall der Katalysatoreffektivität aufgrund von unteren Sauerstoffniveaus des auspuffenden Speisegases zu kompensieren, kann der Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf außerdem eine darauffolgende Abmagerung einschließen. Insbesondere kann der Zylinder abgemagert werden, und ein Abmagerungsprofil der Kraftstoffeinspritzung sowie ein Grad der Abmagerung, ein Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis und eine Zeitdauer der Abmagerung können auf Grundlage der vorhergehenden Anfettung angepasst werden.
Zusätzlich oder optional kann die Motorsteuerung so ausgebildet sein, dass sie den Betrag der Frühzündungsvorstellung für den betroffenen Zylinder und/oder die weiteren Zylinder anpasst. Z. B. kann die Zündung um einen Betrag relativ zu dem Zündzeitablauf zur Zeit der Frühzündungserfassung zu MBT vorgestellt werden. Der Betrag der Frühzündungsvorstellung kann auf Grundlage von einem oder mehreren von der Motorgeschwindigkeit und der Anfettung angepasst werden. In einem Beispiel kann, wenn der Grad der Anfettung und/oder die Zeitdauer der Anfettung ansteigt, der Betrag der Frühzündungsvorstellung erhöht werden. Da der Zylinder toleranter gegenüber Zündvorstellung aufgrund eines fetteren als stöchiometrischen Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses während der Anfettung sein kann, kann die Zündvorstellung vorteilhaft in Verbindung mit der Anfettung verwendet werden, um den IMEP unter den fetten Zuständen des Zylinders beizubehalten. In einem Beispiel kann die Zündvorstellung für den gesamten Motor verändert werden. In einem weiteren Beispiel kann die Zündvorstellung für den betroffenen Zylinder verändert werden, während die Zündvorstellung für die verbleibenden Zylinder eingefroren wird. In noch einem weiteren Beispiel kann die Zündvorstellung für den gesamten Motor eingefroren werden.
Während das dargestellte Beispiel zeigt, wie der Zylinder angefettet wird, und eine Motorlast als Reaktion auf ein ähnliches Anzeichen der Frühzündung begrenzt wird, können in einer alternativen Ausführungsform die Anfettung und die Lastbegrenzung als Reaktion auf unterschiedliche Anzeichen der Frühzündung durchgeführt werden, wobei die unterschiedlichen Anzeichen unterschiedliche Schwellwerte haben. In einem Beispiel kann als Reaktion auf ein erstes Anzeichen der Frühzündung in einem Zylinder, wobei das erste Anzeichen höher als ein erster Schwellwert ist, der Zylinder angefettet werden. Im Vergleich kann als Reaktion auch ein zweites Anzeichen der Frühzündung in den Zylinder, wobei das zweite Anzeichen höher als ein zweiter Schwellwert ist, der Zylinder angefettet werden und eine Motorlast des Zylinders begrenzt werden. Dabei kann der zweite Schwellwert höher als der erste Schwellwert sein. In einem Beispiel, in dem das Anzeichen der Frühzündung in einem Zylinder auf einer Klopfintensität des Zylinders beruht, kann die Zylinderfrühzündung nur durch das Anfetten des Zylinders angesprochen werden, wenn die Klopfintensität einen ersten niedrigeren Schwellwert überschreitet. Im Vergleich kann die Zylinderfrühzündung durch Anfettung des Zylinders und Begrenzen einer Motorlast des Zylinders angesprochen werden, wenn die Klopfintensität einen zweiten höheren Schwellwert überschreitet.
In 214 kann die Datenbank mit Details des gegenwärtigen Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs aktualisiert werden. Dies kann das Aktualisieren von einer oder mehreren Frühzündungszahlen, des Teils des Betrags der Lastbegrenzung, die verwendet wird, um die Frühzündung anzusprechen, Details der Anfettung, die verwendet wird, um die Frühzündung anzusprechen, sowie eine Effektivität der Verfahren, die verwendet werden, um die Frühzündung anzusprechen, einschließen. Wenn insofern ein Auftreten der Frühzündung in einem Zylinder zunimmt, kann die Neigung des Zylinders früh zu zünden wieder zunehmen. Somit können durch Aktualisieren der Datenbank mit den Details der Zylinderfrühzündung zukünftige Frühzündungsereignisse besser vorweggenommen und besser angesprochen werden. Wenn z. B. die Frühzündungszahl eines vorgegebenen Zylinders zunimmt, kann der Betrag der Vorwärtskopplungslastbegrenzung des Zylinders (oder der Reihe) erhöht werden (z. B. relativ zu einem vorhergehenden Zyklus). Zusätzlich kann für den Fall eines weiteren Auftretens der Frühzündung in diesem Zylinder trotz der Lastbegrenzung die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder fetter gemacht werden oder kann für eine längere Zeitdauer verlängert werden. Auf diese Weise können Vorwärtskopplungs- und Rückkopplungsverfahren verwendet werden, um die Zylinderfrühzündung besser vorwegzunehmen und besser anzusprechen.
Es wird hoch geschätzt werden, dass zusammen mit den Frühzündungsverringerungsschritten zusätzliche Schritte unternommen werden können, um präventiv den NVH und Vibrationen, die während eines Frühzündungsereignisses auftreten, anzusprechen. Z. B. kann das Eingreifen einer Drehmomentwandlerkupplung und/oder einer Lastschaltkupplung den Motorgeschwindigkeitslastbereichen angepasst werden, in denen es eine höhere Wahrscheinlichkeit der Frühzündung gibt, um die Übertragung von taktilen Antriebsstrangvibrationen zu verringern. In einem Beispiel kann ein Betrag des Drehmomentwandlerschlupfs während Bereichen erhöht werden, während denen die Motorlast nahe der Lastgrenze ist, um den Antriebsstrang-NVH eines Frühzündungsereignisses zu verringern, falls ein solches Ereignis auftreten sollte. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandlerschlupf auf eine Art mit offenem Regelkreis angepasst werden. Insofern kann durch Anpassen des Drehmomentwandlerschlupfes das hydraulische Dämpfen der taktilen Einwirkung eines ersten Frühzündungsereignisses erhöht werden, um dadurch die Antriebsqualität zu verbessern, die von dem Kraftfahrzeugführer gespürt wird.
Nun weiter mit 3 ist eine Beispielroutine 300 zum Abschätzen der Wahrscheinlichkeit der Frühzündung auf Grundlage der Motorbetriebszustände und einer Motorfrühzündungsgeschichte beschrieben. Durch Bestimmen einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit der Frühzündung kann eine Motorlast präventiv auf Grundlage der Neigung eines Zylinders früh zu zünden begrenzt werden, um dadurch ein Auftreten der Frühzündung, die mit abnormalen Verbrennungsereignissen verbunden ist, zu verringern.
In 302 schließt die Routine das Abschätzen, Ableiten und/oder Messen des Verteilerdrucks (MAP), der Verteilerluftzufuhrtemperatur (MCT), des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda), des Kraftstoffoktangehalts, der Motorgeschwindigkeit (und -last) und einer Frühzündungszahl ein. In einem Beispiel kann die Frühzündungszahl zumindest eine Motorreisefrühzündungszahl und eine Motorlebensdauerfrühzündungszahl einschließen. Die Motorreisefrühzündungszahl kann einen Schätzwert einer Gesamtzahl der Frühzündungsereignisse in dem Motor über den vorliegenden Reise- oder Motorzyklus einschließen. Die Motorlebensdauerfrühzündungszahl kann einen Schätzwert der Gesamtzahl der Frühzündungsereignisse in dem Motor über die Lebensdauer der Motorbetriebsablauf einschließen. Insofern können die Motorlebensdauerfrühzündungszahl und die Motorreisefrühzündungszahl auf Grundlage einer individuellen Zylinderlebensdauer- und Reisefrühzündungszahl erhalten werden. Die Frühzündungszahl kann die Frühzündungsgeschichte eines jeden Zylinders anzeigen und kann mit der Neigung eines jeden Zylinders für weitere Frühzündung korrelieren. Somit kann auf Grundlage einer Kombination von jeder Frühzündungszahl eines Zylinders die Neigung des Motors zur Frühzündung eingeschätzt werden. Wie hier weiter ausgearbeitet, können die Frühzündungsgeschichte und/oder -zahl von jedem Zylinder und somit des Motors am Ende von jedem Zyklus aktualisiert werden und können verwendet werden, um zu bestimmen, wie ein Anfettungsprofil und eine Lastbegrenzung für den Fall des Auftretens von Zylinderfrühzündung angepasst werden können.
In 304 kann die Routinebestimmung eines Parameters lambse einschließen. In einem Beispiel kann lambse durch Vergleich des geplanten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem stöchiometrischen Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt werden. In 306 kann eine „prozentuale Effektivität” der Frühzündung (d. h. eine Möglichkeit der Frühzündung) auf Grundlage des berechneten Parameters lambse bestimmt werden. Allgemein kann für Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisse mit fetterem als stöchiometrischem Verhältnis die Neigung zur Frühzündung abnehmen. Ähnlich kann für Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisse mit einem magereren als stöchiometrischen Verhältnis die Neigung zur Frühzündung auch abnehmen. Jedoch kann für Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisse mit leicht magereren als stöchiometrischen Verhältnis die Neigung zur Frühzündung zunehmen.
In 308 können eine obere Lastgrenze und eine untere Lastgrenze für den Motor bestimmt werden. In einem Beispiel kann die obere Lastgrenze aus einer Tabelle für obere Lastgrenzen abgeschätzt werden, die die Verteilerzufuhrtemperatur (MCT) und die Motorgeschwindigkeit (Mb) verwendet und Lastgrenzen für ”ideale” Zustände und/oder mit einem hohen Kraftstoffoktan berechnet. Ähnlich kann die untere Lastgrenze aus einer Tabelle mit unteren Lastgrenzen abgeschätzt werden, die auch Verteilerzufuhrtemperatur (MCT) und Motorgeschwindigkeit (Mb) verwendet und Lastgrenzen für „auf einen Kompromiss beruhende” Zustände und/oder mit einem niedrigen Kraftstoffoktan berechnet. In 310 kann ein Lastclip durch Verwendung der „prozentualen Effektivität” bestimmt werden, um die Ausgaben von den Tabellen mit oberen Lastgrenzen und unteren Lastgrenzen zu vermischen. Z. B. kann die prozentuale Effektivität, die von der Steuerung ausgegeben wird, eine Zahl zwischen 0 und 1 sein und kann als ein Interpolationsmultiplikator zwischen den berechneten oberen und unteren Lastgrenzen verwendet werden. In 312 kann der bestimmte Lastclip oder die Lastgrenze langsam erhöht werden, um Drehmomentstörungen zu verringern. Insbesondere kann der Lastclip (z. B. unter Verwendung eines laufenden Durchschnittsfilters) über die Zeit (z. B. unter Verwendung einer Filterkonstante) gefiltert werden, um den bestimmten Lastclip langsam zu erhöhen. Die Steuerung kann den Lastanstieg mit dem Kraftstoffeinspritzbetriebsablauf des Motors koordinieren, um Drehmomentstörungen zu verringern. Auf diese Weise kann durch Bestimmen einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit der Frühzündung und durch Verringern einer Motorlast und/oder eines Luftstroms auf Grundlage der Wahrscheinlichkeit der Frühzündung das Auftreten der abnormalen Frühzündung, welche sich auf die Verbrennungsereignisse bezieht, verringert werden.
Jedoch besteht selbst nach dem Begrenzen der Last und dem langsamen Erhöhen der Last die Möglichkeit, dass es einige Frühzündungsereignisse auf Grundlage der Echtzeitmotorbetriebszustände gibt. Somit kann als Reaktion auf ein plötzliches Auftreten der Zylinderfrühzündung eine Motorsteuerung so ausgebildet werden, dass sie die Last weiter begrenzt und den Zylinder durch Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage eines Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs anfettet. Aufgrund der Verzögerung des Motorsystems ist die Verringerung der Last und/oder des Luftstroms ein relativ langsam reagierender Steuerungsmechanismus. Die Verzögerungen können auf Effekte, wie Verteilerfülleffekte und eine Zeitkonstante, die erforderlich ist, um einen stabilen Luftstrom zu erreichen, zurückzuführen zu sein. Somit kann die Einwirkung der Lastverringerung auf die Verringerung der Wahrscheinlichkeit der Frühzündung verzögert sein, bis sich der Luftstrom stabilisiert. Im Vergleich können die auf Anfettung basierenden Anpassungen eine schnellere Einwirkung haben, da ein Betrag des Kraftstoffes, der zu dem Zylinder zugeführt wird, von null (bei Zylinderabschaltung) zu einem fetteren als dem Luft-Kraftstoff-Sollwert (d. h. fetter als ein stöchiometrischen Verhältnis) im Wesentlichen unmittelbar variiert wird. Wie mit Bezugnahme auf 6 ausgearbeitet kann durch unmittelbare Kraftstoffanfettung in einem Zylinder, in dem Frühzündung angezeigt wird, die Zylinderluftzufuhrkühlung unmittelbar eingeschaltet werden, um dadurch schnell die Wahrscheinlichkeit von weiteren abnormalen Frühzündungsereignissen, die sich auf Verbrennungsereignisse in dem Zylinder beziehen, zu verringern.
Nun weiter mit 4 ist eine Beispielroutine 400 zum Identifizieren und Anzeigen einer Frühzündung, die sich auf ein abnormales Verbrennungsereignis bezieht, Aktualisieren einer Frühzündungszahl und weiterem Begrenzen einer Motorlast auf Grundlage der Anzeige der Frühzündung beschrieben.
In 402 können Kurbelwellenbeschleunigungsdaten z. B. auf Grundlage der Ausgabe von einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor bestimmt werden. In 404 können die Kurbelwellenbeschleunigungsdaten verarbeitet werden, um ein Kurbelwellenvertrauen zu bestimmen. Insofern kann das Kurbelwellenvertrauen eine Möglichkeit der Frühzündung auf Grundlage der Kurbelwellenbeschleunigungsdaten darstellen. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Funktion verwenden, die Eingaben von einer Motorgeschwindigkeit und Lasttabelle zusammen mit Kurbelwellenbeschleunigungsdaten empfängt, um das Kurbelwellenvertrauen zu bestimmen. Die Funktion kann derart mit Daten gefüllt werden, dass für eine vorgegebene Motorgeschwindigkeit und Lastkombinationen Zellen, für welche die Kurbelwellenbeschleunigungsdaten ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis haben, zu einer höheren Kurbelwellenvertrauenszahl führen werden, während Zellen, für welche die Kurbelwellenbeschleunigungsdaten mehr dem Rauschen (wie etwa für Kurbelwellentorsionsvibration) geneigt sind, zu einer niedrigeren Kurbelwellenvertrauenszahl führen werden.
In 406 kann die Klopfintensität z. B. auf Grundlage der Ausgabe von einem Klopfsensor bestimmt werden. In 408 kann die Klopfintensität verarbeitet werden, um ein Klopfvertrauen zu bestimmen, welches repräsentativ für die Möglichkeit der Frühzündung auf Grundlage der Klopfdaten ist. Insofern kann das Klopfvertrauen auf eine ähnliche Weise wie das Kurbelwellenvertrauen bestimmt werden. Insbesondere kann die Steuerung eine Funktion verwenden, die Eingaben von einer Motorgeschwindigkeit und Lasttabelle zusammen mit den Klopfdaten verwendet, um das Klopfvertrauen zu bestimmen. Die Funktion kann derart mit Daten gefüllt werden, dass für eine vorgegebene Motorgeschwindigkeit und Lastkombination Zellen, für welche die Klopfintensität ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (z. B. höher als ein Schwellwert) hat, zu einer höheren Klopfvertrauenszahl führen werden, während Zellen, für welche die Klopfdaten mehr dem Rauschen geneigt sind (z. B. höheres mechanisches Motorrauschen), zu einer unteren Klopfvertrauenszahl führen werden.
In 410 können die Ausgaben des Klopfvertrauens und Kurbelwellenvertrauens kombiniert werden, und in 412 kann die kombinierte Ausgabe mit einem Schwellwert verglichen werden. In einem Beispiel können das Klopfvertrauen und das Kurbelwellenvertrauen eine gleiche Gewichtung haben. In einem weiteren Beispiel kann ein Gewichtungsfaktor des Klopfvertrauens sich von dem Gewichtungsfaktor des Kurbelwellenvertrauens unterscheiden, wobei die Gewichtungen auf Grundlage der Betriebszustände variieren können. Z. B. kann für höhere Motorgeschwindigkeiten, für welche das Klopfen vorherrschender sein kann, das Klopfvertrauen eine höhere Gewichtung haben. Wenn die kombinierte Ausgabe höher als ein Schwellwert ist, dann kann in 418 bestimmt werden, dass ein Frühzündungsereignis auftrat, und ein Frühzündungsflag (PI_flag) kann auf richtig gesetzt werden. Die Ausgabe des Frühzündungsflags kann dann in zumindest zwei unterschiedlichen Integratoren integriert werden. In 420 kann die Ausgabe in einem Reisefrühzündungszahlintegrator integriert werden (der einen Zylinderreisefrühzündungszahlintegrator und einen Motorreisefrühzündungszahlintegrator einschließt), der die Anzahl der Frühzündungsereignisse in den gegenwärtigen Antriebszyklus (für den Zylinder bzw. den Motor) zählt. Insbesondere kann die Frühzündungszahl (PI) für den Reisefrühzündungszahlintegrator erhöht werden, und die aktualisierte Zahl kann verwendet werden um eine Reiselastmodifiziererausgabe des Integrators (load_modifier_Chip) anzupassen. In 422 kann die Ausgabe von einem Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator (der einen Zylinderlebensdauerfrühzündungszahlintegrator und einen Motorlebensdauerfrühzündungszahlintegrator einschließt) integriert werden, der die Anzahl der Frühzündungsereignisse während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugmotors zählt. Insbesondere kann die Frühzündungszahl (PI) für den Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator erhöht werden, und kann die aktualisierte Zahl verwendet werden, um eine Lebensdauerlastmodifiziererausgabe des Integrators (load_modifier_life) anzupassen.
Wenn die kombinierte Ausgabe in 412 nicht größer als der Schwellwert ist, dann kann in 414 im Vergleich bestimmt werden, dass ein Frühzündungsereignis nicht auftrat, und der Frühzündungsflag (PI_flag) kann auf falsch gesetzt werden. Die Ausgabe des Frühzündungsflags kann dann in dem Reisefrühzündungszahlintegrator integriert werden. Insbesondere kann die Frühzündungszahl für den Reisefrühzündungszahlintegrator erniedrigt werden oder kann unverändert bleiben, und die aktualisierte Zahl kann verwendet werden, um die Reiselastmodifiziererausgabe des Integrators anzupassen.
In 424 können die aktualisierten Lastmodifiziererausgaben von dem Reisefrühzündungszahlintegrator und dem Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator verwendet werden, um die prozentuale Effektivität des Motors zu aktualisieren. In 426 kann der Lastclip auf Grundlage der aktualisierten prozentualen Effektivität angepasst werden. Wenn z. B. die Frühzündungszahl ansteigt, kann die Motorlast weiter begrenzt werden und kann der weiter begrenzte Lastclip langsam erhöht werden. Z. B. kann der aktualisierte Lastclip mit einem Filter mit einem aktualisierten laufenden Durchschnitt und einer aktualisierten Filterzeitkonstante gefiltert werden, um Drehmomentstörungen und ein harsches Gefühl zu verringern. Insofern kann das weitere Begrenzen der Motorlast zusammen mit der Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs durchgeführt werden. Somit kann in einem Beispiel eine Motorsteuerung ausgebildet sein, um den Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf mit der Erhöhung der begrenzten Motorlast zu koordinieren. Z. B. kann die Erhöhung der begrenzten Motorlast auf Grundlage der Zeitdauer der Kraftstoffeinspritzungsanfettung erhöht werden, und ein Flag kann gesetzt werden, wenn der Anstieg der begrenzten Motorlast beendet ist. Die Motorsteuerung kann das Flag verwenden, um einen Kraftstoffanfettungsbetriebsablauf zur Frühzündungsverringerung zu stoppen. Mit anderen Worten kann der Betrag des Kraftstoffs, welcher während der Kraftstoffeinspritzungsfrühzündungsverringerung mit schneller Reaktion eingespritzt wird, allmählich zusammen mit der Lastverringerung mit langsamer Reaktion eingeführt werden.
Wie mit Bezug auf 7 weiter ausgearbeitet kann in 424 der Lastclip auch auf Grundlage der Art der Frühzündung angepasst werden. Z. B. auf Grundlage davon, ob die Frühzündung von der Art her zeitweise oder anhaltend ist. Die Art der Frühzündung kann aus der Frühzündungszahl abgeleitet werden. Z. B. kann auf Grundlage einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignissen über mehrere aufeinanderfolgende Zylinderverbrennungsereignisse, die zeitweise oder anhaltender Art der Frühzündung erkannt werden, und ein Lastbegrenzungs- und Anfettungsbetriebsablauf können dementsprechend angepasst werden. Z. B. kann, wenn eine Anzahl der aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignisse einen Schwellwert überschreitet, die anhaltende Frühzündung bestimmt werden, und die Last kann relativ zur zeitweisen Frühzündungen vermehrt beschränkt werden.
Es wird hoch geschätzt werden, dass während das veranschaulichte Beispiel die Frühzündungszahl und folglich die Frühzündungsverringerungsbetriebsabläufe auf Grundlage einer Anzahl der Frühzündungsereignisse über einen Antriebszyklus anpasst, in alternativen Ausführungsformen die Frühzündungszahl auf Grundlage einer Anzahl der Frühzündungsereignisse über einen Schlüsselzyklus, einen vorbestimmten Zeitbetrag oder eine Fahrstrecke bestimmt werden kann. In einem Beispiel kann die verwendete Fahrstrecke die Gesamtfahrstrecke des Kraftfahrzeugs während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs oder während der gegenwärtigen Reise sein. In einem weiteren Beispiel kann die Frühzündungszahl auf Grundlage einer Fahrstrecke seit einem vorhergehenden Frühzündungsereignis bestimmt werden. Z. B. kann eine Frühzündungszahl verkleinert werden, wenn ein einziges Frühzündungsereignis bestimmt wird, das nach einer Schwellwertfahrstrecke seit einem vorhergehenden Frühzündungsereignis auftritt. In einem weiteren Beispiel, wenn mehrere Frühzündungsereignisse erfasst werden (wie etwa während andauernder oder zeitweiser Frühzündung) können die Zahl und die Frühzündungsverringerung (Anfettung, Lastbegrenzung, usw.), die mit dem erfassten Frühzündungsereignis verbunden sind, verringert werden, wenn die Fahrstrecke zwischen aufeinanderfolgenden mehreren Frühzündungsereignissen einen Schwellwert überschreitet.
Auf diese Weise kann durch Aktualisieren einer Frühzündungszahl als Reaktion auf ein Auftreten der Frühzündung und Begrenzen einer Motorlast auf Grundlage einer Frühzündungsrückkopplung die Frühzündung besser angesprochen werden.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Vorwärtskopplungs- und Rückkopplungsbegrenzung einer Motorlast als Reaktion auf Frühzündung. Insofern ist die Figur eine alternative Ansicht der Routinen aus 2–4. Das Verfahren 500 umfasst bei der Subroutine 510 (und wie vorher in 4 ausgearbeitet) das Bestimmen einer Vorwärtskopplungswahrscheinlichtkeit der Frühzündung und Begrenzen einer Motorlast auf Grundlage der Vorwärtskopplungswahrscheinlichkeit, um dadurch ein Auftreten eines Zylinderfrühzündungsereignisses zu verringern. Das Verfahren 500 umfasst bei der Subroutine 580 das Bestimmen und Anzeigen des Auftretens eines Zylinderfrühzündungsereignisses und weiter das Begrenzen der Motorlast auf Grundlage von Rückkopplung von dem Auftreten. Insofern kann die Subroutine 510 unter Zuständen durchgeführt werden, wenn die Frühzündung nicht erfasst wurde, d. h. in Vorwegnahme der Frühzündung. Im Vergleich kann die Subroutine 580 zusätzlich als Reaktion auf ein Anzeichen eines Frühzündungsereignisses durchgeführt werden.
Die Subroutine 510 schließt das Vergleichen eines geplanten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses 501 (Fntqe_High_vol) mit einem Luft-zu-Kraftstoff-Sollverhältnis Lambda 502 (wie ein stöchiometrisches Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis) ein, um einen Parameter lambse 504 zu bestimmen. Der Parameter lambse kann dann durch den Multiplizierer 506 verarbeitet werden, um die prozentuale Effektivität 508 zu bestimmen. Insofern kann die prozentuale Effektivität 508 repräsentativ für eine Neigung zur Frühzündung sein und kann als eine Zahl zwischen 0 (keine Wahrscheinlichkeit der Frühzündung) und 1 (hohes Risiko der Frühzündung) ausgegeben werden. Die prozentuale Effektivität 508 kann als ein Interpolationsmultiplizierer zwischen einer oberen Lastgrenze 514 und einer unteren Lastgrenze 516 verwendet werden, um einen Lastclip 518 zu bestimmen. Die obere Lastgrenze 514 (Fntqe_high_ld_eff) kann unter Verwendung einer Tabelle mit Motorlasten als Funktion der Motorgeschwindigkeit unter „idealen Zuständen” (mit hohem Kraftstoffoktan) berechnet werden. Die untere Lastgrenze 516 (Fntqe_low_ld_eff) kann unter Verwendung einer ähnlichen Tabelle für die Motorlast als Funktion der Motorgeschwindigkeit unter „auf Kompromissen beruhenden Zuständen” (mit niedrigem Kraftstoffoktan) berechnet werden. Die Steuerung 512 kann die obere Geschwindigkeitsgrenze 514 und die untere Geschwindigkeitsgrenze 516 unter Verwendung der prozentualen Effektivität 508 mischen. In einem Beispiel kann die Steuerung 512 die Grenzen unter Verwendung einer Gleichung wie folgt vermischen
Tqe_ld_limit_tmp = (tqe_pct_eff_tmp·tq_ld_low_eff) + ((1 – tqe_pct_eff_tmp)·tq_ld_high_eff),
wobei Tqe_ld_limit_tmp der Lastclip in Vorwegnahme der Frühzündung ist, tqe_pct_eff_tmp die prozentuale Effektivität in Abwesenheit eines Frühzündungsereignisses ist, tq_ld_low_eff die untere Lastgrenze ist, und tq_ld_high_eff die obere Lastgrenze ist.
Der Lastclip 518 kann durch den Filter 520 weiterverarbeitet werden, um den gefilterten Lastclip 522 zu erzeugen. Der gefilterte Lastclip 522 kann eine Anstiegsgeschwindigkeit für die Last einschließen, um so die Drehmomentstörungen zu verringern. In einem Beispiel kann der Lastclip 518 mit laufendem Durchschnitt und einer Zeitkonstante gefiltert werden, um den gefilterten Lastclip 522 zu erhalten.
Im Falle eines Frühzündungsereignisses kann die Subroutine 580 durchgeführt werden, um die prozentuale Effektivität mit den Lastmultiplizierern zu aktualisieren, wodurch der Lastclip der Subroutine 510 weiter begrenzt wird. Die Subroutine 580 kann das Identifizieren der Frühzündung auf Grundlage der Ausgabe von einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor 530 und einem Klopfsensor 540 einschließen. Jedoch kann in alternativen Ausführungsformen die Frühzündung auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren weiteren Sensoren identifiziert werden. Die Ausgabe des Kurbelwellenbeschleunigungssensors 530 kann mit einem Schwellwert verglichen werden, um einen Kurbelwellenfrühzündungsaufruf (PI_CKP_call) 532 zu bestimmen. Insofern kann PI_CKP_call 532 entweder einen Wert 0, wenn die Ausgabe unter einem Schwellwert ist (d. h. keine auf Kurbelwellendaten basierende Frühzündung aufgerufen wurde), oder einen Wert 1 haben, wenn die Ausgabe über dem Schwellwert ist (d. h. auf Kurbelwellendaten basierende Frühzündung aufgerufen wurde). Ähnlich kann die Ausgabe des Klopfsensors 540 mit einem Schwellwert verglichen werden, um einen Klopffrühzündungsaufruf (PI_KNK_call) 542 zu bestimmen. Insofern kann PI_KNK_call einen Wert von entweder 0, wenn die Ausgabe unter dem Schwellwert ist (d. h. keine auf Klopfdaten basierende Frühzündung wurde aufgerufen), oder einen Wert 1 haben, wenn die Ausgabe über dem Schwellwert ist (d. h. auf Klopfdaten basierende Frühzündung wurde aufgerufen).
Der Kurbelwellenfrühzündungsaufruf 532 kann vom Multiplizierer 536 auf Grundlage einer Motorgeschwindigkeit und Lasttabelle 534 verarbeitet werden, um ein Kurbelwellenvertrauen (CKP_confidence) 538 zu bestimmen. Der Multiplizierer 536 kann derart mit Daten gefüllt werden, dass Zellen, für welche die Kurbelwellenbeschleunigungssensorausgabe ein höheres Signal-zu-Rauschen-Verhältnis hat, zu einer Kurbelwellenvertrauenszahl näher bei 1 führen werden (d. h. ein höheres Vertrauen der Frühzündung), während Zellen, die mehr dem Rauschen zugeneigt sind (wie von Kurbelwellentorsionsvibrationen) zu einer Kurbelwellenvertrauenszahl näher bei 0 führen werden (d. h. ein niedrigeres Vertrauen der Frühzündung). Ähnlich kann der Klopffrühzündungsaufruf 542 durch den Multiplizierer 546 auf Grundlage einer Motorgeschwindigkeit und Lasttabelle 544 verarbeitet werden, um ein Klopfvertrauen (KNK_Confidence) 548 zu bestimmen. Der Multiplizierer 546 kann derart mit Daten gefüllt werden, dass die Zellen, für welche die Klopfsensorausgabe ein hohes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis hat, zu einer Klopfvertrauenszahl näher bei 1 führen werden (d. h. ein höheres Vertrauen der Frühzündung), während Zellen, die mehr dem Rauschen zugeneigt sind (wie aufgrund von mechanischem Motorrauschen) zu einer Kurbelwellenklopfzahl näher bei 0 führen werden (d. h. ein niedrigeres Vertrauen der Frühzündung). Die Vertrauenszahlen von den Kurbelwellenbeschleunigungsverfahren und den Klopfverfahren können durch den Addierer 550 addiert werden und mit einem Schwellwert von der Steuerung 552 verglichen werden, um zu bestimmen, ob es ein Frühzündungsereignis gibt. Wenn die kombinierte Ausgabe, die von der Steuerung 552 analysiert wurde, größer als der Schwellwert ist, dann kann ein Frühzündungsereignis bestätigt werden, und die Daten, die sich auf das Frühzündungsereignis beziehen, können verwendet werden, um Frühzündung anzusprechen. Insbesondere kann ein auf Kraftstoffeinspritzung basierender Verringerungsbetriebsablauf durchgeführt werden, wobei das allernächste Verbrennungsereignis und eine definierte Anzahl Verbrennungsereignisse danach angefettet werden, um die Neigung der Frühzündung zu verringern. Außerdem können die Frühzündungsrückkopplungsdaten zur Subroutine 510 geleitet werden, wobei sie verwendet werden kann, um den gefilterten Lastclip der Subroutine 510 anzupassen. Wenn die kombinierte Ausgabe nicht größer als der Schwellwert ist, kann ein Frühzündungsereignis nicht bestätigt werden, und eine Motorsteuerung kann fortfahren, den Motor mit dem (unangepassten) gefilterten Lastclip der Subroutine 510 zu betreiben.
Auf diese Weise kann die Sensorinformation von unterschiedlichen Sensoren kombiniert werden, um eine robustere Detektion der Frühzündung zu ermöglichen, und um eine robustere Unterscheidung der sich auf Frühzündung beziehenden, abnormalen Verbrennungsereignissen von sich nicht auf Frühzündung beziehenden abnormalen Verbrennungsereignissen wie Fehlzündung und Klopfen zu ermöglichen. Außerdem können durch Verwendung der Ausgabe von mehreren Sensoren Versäumnisse für einen vorgegebenen Sensor unter bestimmten Motorbetriebszuständen durch das Vorhandensein weiterer Sensoren beseitigt werden, und die Frühzündung kann selbst beim Vorhandensein der Verschlechterung von einem der unterschiedlichen Sensoren erfasst werden.
Auf das Bestätigen eines Frühzündungsereignisses hin kann die Steuerung 552 einen Frühzündungsflag setzen und kann die Flagdaten durch zumindest zwei unterschiedliche Integratoren einschließlich eines Reisefrühzündungszahlintegrators 558 und eines Lebensdauerfrühzündungszahlintegrators 560 verarbeiten. Insofern kann der Reisefrühzündungszahlintegrator die Anzahl der Frühzündungereignisse in dem gegenwärtigen Antriebszyklus zählen (d. h. vom Motorstart durch Schlüsseleinstecken bis zum Schlüsselabziehen) und kann bei jedem Schlüsselabziehen zurückgesetzt werden. Somit kann als Reaktion auf ein Frühzündungsereignis in dem Antriebszyklus ein Reisefrühzündungszähler 554 (PI_count_trip) von dem Reisefrühzündungszahlintegrator 558 erhöht werden. In einem Beispiel kann die Reisefrühzündungszahl 554 zumindest eine Zylinderreisefrühzündungszahl für jeden Zylinder (für jede Gruppe von Zylindern) sowie eine gesamte Motorreisefrühzündungszahl auf Grundlage der individuellen Zylinderreisefrühzündungszahlen einschließen. Wenn kein Frühzündungsereignis zumindest über eine Dauer des Antriebszyklus auftritt, kann die Reisefrühzündungszahl erniedrigt werden. Alternativ kann, wenn kein Frühzündungsereignis auftritt, die Frühzündungszahl unverändert beibehalten werden. Im Vergleich kann der Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator 560 die Anzahl der Frühzündungsereignisse während des Lebens des Kraftfahrzeugs zählen. Somit kann als Reaktion auf ein Frühzündungsereignis in dem Antriebszyklus eine Lebensdauerfrühzündungszahl 556 (PI_count_life) von dem Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator 560 erhöht werden. In einem Beispiel kann die Lebensdauerfrühzündungszahl 556 zumindest eine Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl für jeden Zylinder (oder für jede Gruppe von Zylindern) sowie eine gesamte Motorlebensdauerfrühzündungszahl auf Grundlage der individuellen Zylinderlebensdauerfrühzündungszahlen einschließen.
Der Reisefrühzündungszahlintegrator 558 kann einen Reiselastmodifizierer 562 (load_modifier_trip) auf Grundlage der Reisefrühzündungszahl 554 erzeugen, während der Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator 560 einen Lebensdauerlastmodifizierer 564 (load_modifier_life) auf Grundlage der Lebensdauerfrühzündungszahl 556 erzeugen kann. Insofern kann der Reisefrühzündungszahlintegrator 558 ausgebildet sein, um einen Lastmodifizierer zu erzeugen, um die Wahrscheinlichkeit von weiteren Frühzündungsereignissen in dem gleichen Antriebszyklus zu verringern, während der Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator 560 ausgebildet sein kann, um einen Lastmodifizierer zu erzeugen, um den Änderungen des Kraftfahrzeugs über die Zeit entgegenzuwirken. Folglich kann der Reiselastmodifizierer, der von dem Reisefrühzündungszahlintegrator erzeugt wurde, eine aggressivere Funktion als der Lebensdauerlastmodifizierer sein, der von dem Lebensdauerfrühzündungszahlintegrator erzeugt wurde. In einem Beispiel können die Lastmodifizierer 562 und 564 Werte zwischen 0 (weniger aggressiv) und 1 (aggressiver) haben. Die Lastmodifizierer können dann verwendet werden, um die prozentuale Effektivität 508 weiter anzupassen, und dadurch einen angepassten Lastclip 518 und einen angepassten gefilterten Lastclip 522 zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Motorlast weiter auf Grundlage einer Frühzündungsrückkopplung von einem erfassten Frühzündungsereignis verringert werden.
Nun weiter mit 6 wird eine Routine 600 zum Anpassen von Kraftstoff, der in einem Zylinder als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung eingespritzt wird, beschrieben. Durch Anfetten eines Zylinders als Reaktion auf ein Auftreten eines Zylinderfrühzündungsereignisses kann ein Zylinderkühlungseffekt sofort erreicht werden, um das Risiko einer weiteren abnormalen Verbrennung und eine Motorverschlechterung zu verringern.
In 602 kann eine Motorsteuerung ein erstes Anfettungsprofil auf Grundlage von Motorbetriebszuständen und dem Anzeichen der Frühzündung bestimmen. Wie vorher mit Bezugnahme auf 2–4 ausgearbeitet kann das Anzeichen der Frühzündung eine Vorwärtskopplungsfrühzündungswahrscheinlichkeit einschließen, die auf Grundlage von Motorbetriebszuständen sowie von einem auf einen Sensor basierenden (wie auf einen Klopfsensor und Kurbelwellenbeschleunigungssensor basierenden) Frühzündungsanzeichen bestimmt wurde. Wie weiter unten mit Bezugnahme auf 7 ausgearbeitet kann das Anfettungsprofil weiter auf Grundlage der Frühzündungszahl des Zylinders sowie die Art der Frühzündung (wie darauf basierend, ob die Frühzündung zeitweiser Art oder andauernder Art ist) basieren.
Das erste Anfettungsprofil kann z. B. ein erstes Verhältnis von Luft zu eingespritztem Kraftstoff (AFR), welches fetter als das stöchiometrische Verhältnis ist, einen Grad der Anfettung des AFR und eine erste Zeitdauer für die fette Kraftstoffeinspritzung einschließen, die auf Grundlage der Motorbetriebszustände angepasst wurde. Die erste Zeitdauer kann z. B. eine erste Anzahl von Verbrennungsereignissen sein. Zusätzlich oder optional kann das Anfettungsprofil eine Anfettungsgeschwindigkeit (d. h. eine Geschwindigkeit der Änderung des fetten AFR) für die erste Zeitdauer einschließen.
In einem Beispiel kann das erste Anfettungsprofil eine längere erste Zeitdauer und/oder einen höheren Grad der Anfettung des ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses einschließen, wenn ein Anzeichen der Frühzündung zunimmt. Wenn z. B. das Anzeichen der Frühzündung zumindest auf einen Zylinderinnendruck oder einer Klopfintensität beruht, kann die Anpassung des Profils das Erhöhen der ersten Zeitdauer und/oder Erhöhen des Grads der Anfettung des Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses einschließen, wenn ein Zylinderdruck oder Klopfintensität zum Zeitpunkt der Frühzündungserfassung einen Schwellwert überschreitet. In einem weiteren Beispiel können der Grad der Anfettung und/oder die Zeitdauer der Anfettung erhöht werden, wenn eine Zylinderfrühzündungszahl zunimmt (z. B. einen Schwellwert überschreitet). In noch einem weiteren Beispiel können der Grad der Anfettung und die Zeitdauer als Reaktion auf eine andauernde Frühzündung vermehrt erhöht werden und können als Reaktion auf eine zeitweise Frühzündung weniger erhöht werden.
In einem Beispiel kann die Anfettung auch mit dem Lastbegrenzungsbetriebsablauf (aus 4) koordiniert werden. Z. B. kann eine Anstiegsgeschwindigkeit für die begrenzte Last auf Grundlage der ersten Zeitdauer der Anfettung und/oder der Geschwindigkeit der Anfettung über die erste Zeitdauer erhöht werden, sodass der Anfettungsbetriebsablauf und der Lastanstieg im Wesentlichen gleichzeitig beendet werden. In einem Beispiel kann ein Flag gesetzt werden, wenn der Anstieg der begrenzten Motorlast vollendet ist. Die Motorsteuerung kann das Flag verwenden, um den Anfettungsbetriebsablauf dementsprechend zu stoppen, dass der Betrag des Kraftstoffs, welcher während des Frühzündungsverringerungsanfettungsbetriebsablauf mit schneller Reaktion eingespritzt wird, zusammen mit der Lastverringerung mit langsamerer Reaktion allmählich eingeführt werden kann.
In 604 kann die Steuerung den Zylinder gemäß einem ersten Anfettungsprofil beschicken und betreiben. Z. B. kann der Zylinder mit dem ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Verhältnis ist, für die erste Zeitdauer betrieben werden. In einem weiteren Beispiel kann der Zylinder mit einer ersten Anfettungsgeschwindigkeit angefettet werden, und kann der Zylinder mit einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis betätigt werden, das fetter als das stöchiometrischen Verhältnis ist, wobei sich das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Zeitdauer ändert. Durch Einspritzen von überschüssigem Kraftstoff in den Zylinder kann hierbei ein Zufuhrkühlungseffekt erreicht werden, und die Zylinderspitzendrücke können verringert werden, um das Risiko der weiteren Frühzündung, die sich auf die abnormalen Verbrennungsereignisse bezieht, zu verringern.
Jedoch kann der überschüssige Kraftstoff, der sofort eingespritzt wird, um das Frühzündungsrisiko zu verringern, auch den Sauerstoff des auspuffenden Speisegases vermindern und dadurch die katalytische Effektivität der Emissionssteuerungseinrichtungskatalysatoren verringern. Der überschüssige Kraftstoff kann auch einen negativen Einfluss auf die Auspuffemissionen haben. Um somit die katalytische Effektivität der Katalysatoren in 606 wiederherzustellen, kann die Steuerung ein zweites Abmagerungsprofil auf Grundlage des ersten Anfettungsprofils der vorhergehenden Anfettung bestimmen. Das zweite Anfettungsprofil kann z. B. ein zweites Verhältnis von Luft zu eingespritztem Kraftstoff (AFR), welches magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist, einen Grad der Abmagerung des AFR, eine zweite Zeitdauer für die Abmagerung und eine Geschwindigkeit der Abmagerung einschießen, die jeweils auf Grundlage von einem oder mehreren von dem ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis und der ersten Zeitdauer des ersten fetten Kraftstoffeinspritzungsprofils angepasst sind. Die zweite Zeitdauer kann z. B. eine zweite Anzahl von Verbrennungsereignissen sein. Die Anpassung kann z. B. die Erhöhung der zweiten Zeitdauer und/oder das Erhöhen des Grads der Abmagerung des Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses einschließen, wenn eines oder mehrere von der ersten Zeitdauer, einen Grad der Anfettung des ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses zunehmen.
In 608, nachdem die erste Zeitdauer verstrichen ist, kann die Steuerung den Zylinder beschicken und gemäß dem zweiten Abmagerungsprofil betreiben. Z. B. kann der Zylinder mit dem zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist, für die zweite Zeitdauer betrieben werden. In einem weiteren Beispiel kann der Zylinder mit einer zweiten Geschwindigkeit der Abmagerung abgemagert werden, und der Zylinder kann mit einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, das magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist, wobei sich das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis mit einer zweiten Geschwindigkeit über die zweite Zeitdauer ändert. Hierbei kann durch Einspritzen von relativ weniger Kraftstoff und relativ mehr Luft in den Zylinder der Sauerstoffverringerungseffekt der vorangehenden Anfettung kompensiert werden, und die katalytische Effektivität des Katalysators kann wiederhergestellt werden.
In 610 kann der Sauerstoffgehalt des Auspuffgases geschätzt werden und/oder (z. B. unter Verwendung eines Auspuffgassauerstoffsensors) abgeleitet werden, und es kann bestimmt werden, ob der Sauerstoffgehalt des Auspuffgases oberhalb eines Schwellwerts ist. Der Schwellwert kann ein Sauerstoffniveau sein, über dem ein Emissionssteuerungseinrichtungskatalysator mit im Wesentlichen katalytischer Effektivität betrieben werden kann. Wenn der Sauerstoffgehalt auf ein Schwellniveau wiederhergestellt wurde, dann kann in 614 auf die Abmagerung hin die Steuerung den Betriebsablauf des Zylinders mit einem dritten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis wieder aufnehmen, das im Wesentlichen stöchiometrisch ist. Wenn der Sauerstoffgehalt die Schwelle bei 610 nicht erreicht hat, dann kann in 612 die Steuerung fortfahren den (die) Zylinder mit dem zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben, bis ein erwünschtes Sauerstoffniveau und eine erwünschte katalytische Effektivität wiederhergestellt sind. Sobald die katalytische Effektivität wiederhergestellt ist, können die stöchiometrischen Zylinderkraftstoffeinspritzungen wieder aufgenommen werden.
In einem Beispiel können die zweite Zeitdauer und der Grad der Abmagerung des zweiten Abmagerungsprofils so angepasst werden, dass ein Schwellniveau des auspuffenden Sauerstoffs bis zum Ende der zweiten Zeitdauer wiederhergestellt wird. Z. B. kann die Anpassung das Erhöhen der zweiten Zeitdauer und/oder das Erhöhen des Grads der Abmagerung des zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses einschließen, wenn ein Gesamtbetrag des auspuffenden Sauerstoffs, der während der ersten Zeitdauer verbraucht wird, zunimmt. In einem weiteren Beispiel, in dem der Sauerstoffverbrauch während der ersten Zeitdauer aus dem Betrag der unverbrannten Wasserkohlenstoffe (HCs) und des erzeugten Kohlenmonoxids abgeleitet wird, kann die Anpassung das Erhöhen der zweiten Zeitdauer und/oder das Erhöhen des Grads der Abmagerung des zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnisses einschließen, wenn ein Gesamtbetrag der auspuffenden unverbrannten HCs, die während der ersten Zeitdauer erzeugt wurden, zunimmt. In jeden Fall, nachdem die zweite Zeitdauer verstrichen ist, kann die Steuerung das Betreiben des Zylinders mit dem dritten im Wesentlichen stöchiometrischen Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis wieder aufnehmen.
Auf diese Weise kann durch Anfettung eines Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung der Zufuhrkühleffekt des eingespritzten Kraftstoffes verwendet werden, um sofort und schnell die Frühzündung anzusprechen. Durch gleichzeitige Begrenzung einer Motorlast auf Grundlage des Anzeichens der Frühzündung können weitere Ereignisse der Frühzündung wesentlich verringert werden.
Nun weiter mit 7 wird eine Beispielroutine 700 zum Anpassen der Kraftstoffeinspritzungsprofile für die Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage von Frühzündungsverringerungsbetriebsabläufen, die auf der Art der Frühzündung und/oder der Frühzündungszahl beruhen, beschrieben. Insbesondere auf Grundlage einer Frühzündungszahl und einer Art der Frühzündung kann eine Aggressivität, mit welcher die Anfettung durchgeführt werden kann, angepasst werden. Zum Beispiel kann für einige Frühzündungszustände die Anfettung weniger aggressiv in den vorgegebenen betroffenen Zylinder nur durchgeführt werden, während für andere Frühzündungszustände die Anfettung aggressiver durchgeführt werden kann und auf weitere Zylinder der Reihe oder des Motors erweitert werden kann.
In 702 kann bestätigt werden, dass ein Zylinderfrühzündungsereignis erfasst ist. Wenn nicht, kann die Routine enden. Auf die Bestätigung hin können in 704 eine Frühzündungszahl (wie ein Zylinder und/oder Motorfrühzündungszahl) und eine Frühzündungsdatenbank (einschließlich Details der vorhergehenden Frühzündungsereignisse und der Frühzündungsverringerungsbetriebsabläufe) aktualisiert werden. Wie vorher ausgearbeitet kann dies das Erhöhen einer Frühzündungszahl zum Beispiel auf einem Reisefrühzündungszähler sowie auf einem Lebensdauerfrühzündungszähler einschließen. Der Frühzündungszähler kann eine oder mehrere von einer Zylinderreisefrühzündungszahl, einer Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl, einer Motorreisefrühzündungszahl, einer Motorlebensdauerfrühzündungszahl, einer Zylinderfolgefrühzündungszahl und einer Motorfolgefrühzündungszahl einschließen. Die Reisefrühzündungszahlen können für vorhergehende Frühzündungsereignisse während des gleichen Motorzyklus/Betriebsablaufs repräsentativ sein, während die Lebensdauerfrühzündungszahl für alle vorhergehenden Frühzündungsereignisse über die gesamte Zeitdauer des Fahrzeugbetriebsablaufs repräsentativ sein kann.
Es wird hoch geschätzt werden, dass während das dargestellte Beispiel die Frühzündungszahl als Reaktion auf ein Auftreten der Frühzündung (über einen Antriebszyklus, einen Schlüsselzyklus, vorbestimmten Zeitbetrag usw.) erhöht, in alternativen Ausführungsformen das Erhöhen der Frühzündungszahl das Erhöhen der Frühzündungszahl auf Grundlage einer Fahrtstrecke des Motors einschließen kann. In einem Beispiel kann die verwendete Fahrstrecke die gesamte Fahrstrecke des Motors oder Kraftfahrzeugs (während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs oder während der gegenwärtigen Reise) sein. In einem weiteren Beispiel kann die Fahrstrecke eine Fahrstrecke seit einem vorhergehenden Auftreten der Frühzündung in einem Motorzylinder einschließen. Z. B. kann die Motorfrühzündungszahl als Reaktion auf eine Fahrstrecke des Motors seit einem vorhergehenden Auftreten der Motorfrühzündung, die einen Schwellwert überschreitet, erhöht werden. In einem weiteren Beispiel kann eine Frühzündungszahl erhöht werden, wenn bestimmt wurde, dass ein einzelnes Frühzündungsereignis nach einem Fahrstreckenschwellwert seit einem vorhergehenden Frühzündungsereignis auftrat. In einem weiteren Beispiel, wenn mehrere Frühzündungsereignisse erfasst werden (wie während andauernder oder zeitweiser Frühzündung), können die Zahl und die Frühzündungsverringerung (Anfettung, Lastbegrenzung, usw.), die mit dem erfassten Frühzündungsereignis verbunden sind, erhöht werden, wenn die Fahrstrecke zwischen aufeinanderfolgenden mehreren Frühzündungsereignissen einen Schwellwert überschreitet.
In 706 kann eine Gesamtanzahl der Zylinderfrühzündungsereignisse wie auf Grundlage der aktualisierten Frühzündungszahlen bestimmt werden. In 708 kann eine Gesamtanzahl der aufeinanderfolgenden Zylinderfrühzündungsereignisse bestimmt werden (wie aus einer Zylinderfrühzündungsfolgezahl). Dabei kann bestimmt werden, wie viele von allen Frühzündungsereignisse, die in dem Zylinder auftraten, aufeinanderfolgen, d. h. die Häufigkeit des Frühzündungsauftretens für unterschiedliche Zylinder. In 710 kann bestimmt werden, ob die gesamte Anzahl der Zylinderfrühzündungsereignisse größer als ein Schwellwert ist. D. h., es kann bestimmt werden, ob eine Frühzündungszahl größer als ein Schwellwert ist. Wenn die gesamte Anzahl der Zylinderfrühzündungsereignisse nicht größer als ein Schwellwert ist, dann kann in 712 der vorgegebene betroffene Zylinder gemäß einem Anfettungsprofil auf Grundlage der Motorbetriebszustände und auf Grundlage der Frühzündungszahl, wie in 6 erörtert, angefettet werden. Wenn im Vergleich eine Schwellzahl der Frühzündungsereignisse überschritten wurde, dann kann in 714 bestimmt werden, ob eine Anzahl der aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignisse (d. h. die Frühzündungsfolgezahl) auch größer als ein Schwellwert ist.
Auf Grundlage der Häufigkeit des Frühzündungsauftretens kann die Art der Frühzündung bestimmt werden. In einem Beispiel kann, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignisse in 714 größer als ein Schwellwert ist, eine andauernde Frühzündung in 716 bestimmt werden. D. h., auf eine andauernde Frühzündung kann als Reaktion auf mehrere ununterbrochene Frühzündungsereignisse während mehrerer aufeinanderfolgender Zylinderverbrennungsereignisse geschlossen werden. Wenn im Vergleich die Anzahl der aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignisse in 714 geringer als der Schwellwert ist, während die Gesamtzahl der Frühzündungsereignisse in 710 größer als ein Schwellwert ist, kann eine zeitweilige Frühzündung in 722 bestimmt werden. D. h., auf eine zeitweilige Frühzündung kann als Reaktion auf mehrere diskrete unterbrochene Frühzündungsereignisse während mehrerer aufeinanderfolgender Zylinderverbrennungsereignisse geschlossen werden.
In einem alternativen Beispiel kann die andauernde Frühzündung als Reaktion auf eine kontinuierliche und stetige Erhöhung der Reise- und Lebensdauerfrühzündungszahl eines Zylinders bestimmt werden, während die zeitweilige Frühzündung als Reaktion auf eine kleinere Erhöhung der Reisefrühzündungszahl für eine vorgegebene Erhöhung der Lebensdauerfrühzündungszahl bestimmt werden kann. In noch einem weiteren Beispiel kann die andauernde Frühzündung als Reaktion auf ein Frühzündungsverbrennungsereignis für jeden Verbrennungszyklus bestimmt werden, während die zeitweilige Frühzündung als Reaktion auf ein Frühzündungsverbrennungsereignis für jeden weiteren (oder mehrere) Verbrennungszyklus bestimmt wird.
In 724 kann als Reaktion auf zeitweise Frühzündung in den Zylinder die Motorlast um einen ersten kleineren Betrag begrenzt werden, während in 718 als Reaktion auf eine andauernde Frühzündung in den Zylinder die Motorlast um einen zweiten größeren Betrag begrenzt werden kann. Zum Beispiel kann als Reaktion auf zeitweise Frühzündung das Hochtreiben um einen (ersten) kleineren Betrag verringert werden, kann die Drosselöffnung um einen (ersten) kleineren Betrag verringert werden, oder kann der Nockenwellenzeitablauf um einen (ersten) kleineren Betrag angepasst werden. Im Vergleich kann als Reaktion auf andauernde Frühzündung das Hochtreiben um einen (zweiten) größeren Betrag verringert werden, die Drosselöffnung um einen (zweiten) größeren Betrag verringert werden, oder der Nockenzeitablauf um einen (zweiten) größeren Betrag angepasst werden.
Ähnlich können die Anfettungsprofile unterschiedlich angepasst werden. Zum Beispiel kann in 726 die Anfettung als Reaktion auf zeitweilige Frühzündung weniger fett und/oder für eine kürzere Zeitdauer gemacht werden, während in 720 die Anfettung als Reaktion auf eine andauernde Frühzündung fetter und/oder für eine längere Zeitdauer gemacht werden kann. Der Grad der Anfettung und/oder die Zeitdauer der Anfettung, sowie der Betrag der Lastbegrenzung können auch erhöht werden, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Frühzündungsereignisse in dem Zylinder sich erhöht (z. B. den Schwellwert überschreitet). D. h., andauernde Frühzündung kann aggressiver als zeitweilige Frühzündung angesprochen werden.
Auf Grundlage der Art der Frühzündung und der Frühzündungszahl können die Anfettung und die Lastbegrenzung außerdem auf weitere Zylinder des Motors ausgedehnt werden. In einem Beispiel kann sich der frühzündende Zylinder bei einer ersten Zylindergruppe (oder Reihe) des Motors befinden. Dabei kann als Reaktion auf andauernde Frühzündung in den Zylindern die vermehrte Begrenzung einer Motorlast aller Zylinder der ersten Gruppe gegenüber der Zylinder der zweiten Gruppe anschließen. In einem Beispiel kann dies durch vermehrtes Anpassen eines Nockenzeitablaufs der ersten Gruppe gegenüber der zweiten Gruppe erreicht werden. Im Vergleich kann als Reaktion auf zeitweilige Frühzündung in dem Zylinder nur die Motorlast der ersten Gruppe und nicht der zweiten Gruppe zum Beispiel durch Beibehalten des Nockenzeitablaufs der zweiten Gruppe begrenzt werden, während der Nockenzeitablauf der ersten Gruppe angepasst wird. In einem weiteren Beispiel können als Reaktion auf andauernde Frühzündung alle Motorzylinder um einen größeren Betrag begrenzt werden, während nur Zylinder der ersten Gruppe um einen kleineren Betrag als Reaktion auf zeitweilige Frühzündung begrenzt werden.
Ähnlich können als Reaktion auf andauernde Frühzündung in einem Zylinder der ersten Gruppe die Zylinder der ersten Gruppe aber nicht der zweiten Gruppe angefettet werden, wobei die Zylinder der ersten Gruppe vermehrt angefettet werden können (z. B. fetter und/oder für eine längere Zeitdauer) als die Zylinder der zweiten Gruppe, oder alle Motorzylinder können gleich angefettet werden (mit einem höheren Betrag). In einem weiteren Beispiel können als Reaktion auf andauernde Frühzündung in einem Zylinder alle Motorzylinder angefettet werden, wobei der frühzündende Zylinder mehr angefettet wird (fetter und/oder für eine längere Zeitdauer), und eine Anfettung von allen weiteren Zylinder auf Grundlage einer Zündfolge angepasst wird (z. B. wird die Anfettung eines Zylinders, der unmittelbar nach dem betroffenen Zylinder gezündet wird, so angepasst, dass sie fetter als für einen Zylinder ist, der später gezündet wird).
Wie vorher ausgearbeitet, kann zusätzlich zu der Anfettung und Lastbegrenzung der Zylinderzündzeitablauf um einen Betrag relativ zu dem Zündzeitablauf zu der Zeit der Frühzündungserfassung zu MBT vorgestellt werden. Zusätzlich zur Motorgeschwindigkeit und Anfettung kann auch der Betrag der Zündvorstellung auf Grundlage der Art der Frühzündung angepasst werden. Z. B. kann der Zündzeitablauf um einen größeren Betrag als Reaktion auf andauernde Frühzündung vorgestellt werden, während der Zündzeitablauf um einen kleineren Betrag als Reaktion auf zeitweise Frühzündung vorgestellt werden kann.
Auf diese Weise kann andauernde Frühzündung aggressiver angesprochen werden als zeitweise Frühzündung. Während das veranschaulichte Beispiel das Anpassen der Anfettung und unterschiedliches Lastbegrenzen auf Grundlage der zeitweiligen oder andauernden Art der Frühzündung veranschaulicht, können auch dazwischen liegende Zustände möglich sein, die auf der Geschwindigkeit der Änderung der Frühzündungszahl beruhen. Z. B. kann ein aggressiverer Ansatz als Reaktion auf eine schnellere Zunahme der Frühzündungszahl verwendet werden, während ein weniger aggressiver Ansatz als Reaktion auf eine langsamere Erhöhung der Frühzündungszahl verwendet werden kann.
Noch weitere Anpassungen der Anfettung und des Lastbegrenzungsprofils können auf Grundlage der Frühzündungszahl möglich sein. Wie vorher mit Bezugnahme auf 6 erörtert, kann die Anfettung eines Zylinders erhöht werden, wenn die Frühzündungszahl zunimmt und einen Schwellwert überschreitet. In einem Beispiel kann während eines ersten Zustandes mit einer ersten niedrigeren Anzahl von (vorhergehenden) Frühzündungsereignissen der Betriebsablauf eines ersten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder angepasst werden (z. B. angefettet). Im Vergleich kann während eines zweiten Zustandes mit einer zweiten höheren Anzahl von (vorhergehenden) Frühzündungsereignissen der Betriebsablauf eines ersten und eines zweiten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder angepasst werden (z. B. angefettet werden). In einigen Beispielen kann die Anfettung des ersten Zylinders in den ersten Zustand weniger fett und/oder für eine kürzere Zeitdauer als die Anfettung des zweiten Zylinders in dem zweiten Zustand sein. Ähnlich kann während des ersten Zustands eine Last des ersten Zylinders um einen kleineren Betrag begrenzt werden, während die Last des ersten und zweiten Zylinders um einen zweiten höheren Betrag für den zweiten Zustand begrenzt werden kann.
Die Anpassung kann auch unterschiedlich auf Grundlage von unterschiedlichen Frühzündungszahlen verändert werden. Z. B. kann eine Motorlastbegrenzung und Anfettung als Reaktion auf die Zylinderreisefrühzündungszahl vermehrter als die Lastbegrenzung als Reaktion auf eine Zylinderlebensdauerfrühzündungszahl sein. D. h., Frühzündungsangelegenheiten für einen Motorzyklus können aggressiver angesprochen werden als gesamte Motorfrühzündungsangelegenheiten, um die Frühzündungsereignisse über den gesamten Motorzyklus weiter zu hemmen. In einem weiteren Beispiel kann die Motorlastbegrenzung und Anfettung als Reaktion auf die Motorreisefrühzündungszahl vermehrter als die Lastbegrenzung als Reaktion auf die Zylinderreisefrühzündungszahl sein.
In noch einem weiteren Beispiel, wenn der betroffene Zylinder in einer ersten Gruppe von Zylindern des Motors ist, können alle Motorzylinder angefettet werden, wenn die Frühzündungsfolgezahl größer als ein erster höherer Schwellwert ist, während Motorzylinder der ersten Gruppe aber nicht der zweiten Gruppe angefettet werden können, wenn die Frühzündungsfolgezahl größer als ein zweiter niedrigerer Schwellwert ist. Ähnlich kann eine Motorlast von allen Motorzylindern begrenzt werden, wenn eine Frühzündungsfolgezahl größer als der erste höhere Schwellwert ist, während eine Motorlast der ersten Gruppe von Zylindern vermehrter als für die zweite Gruppe begrenzt werden kann, wenn die Frühzündungsfolgezahl größer als der zweite niedrigere Schwellwert ist. Noch weitere Kombinationen können möglich sein.
Auf diese Weise kann die Anfettung und Lastbegrenzung in einem Motor als Reaktion auf ein Zylinderfrühzündungsereignis nicht nur auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, sondern auch auf Grundlage einer Zylinderfrühzündungsgeschichte, einer Frühzündungszahl und einer Art der Frühzündung angepasst werden. Auf diese Weise kann die Neigung für weitere Frühzündung in den betroffenen Motorzylinder sowie weiteren Motorzylindern besser vorweggenommen werden und kann die Frühzündung besser angesprochen werden. Beispielhafte Anfettungs- und Abmagerungsprofile werden nun in den beispielhaften Kraftstoffeinspritzbetriebsabläufen aus 8–9 erörtert.
Weiter mit 8 veranschaulicht die Abbildung 800 ein erstes Beispiel eines Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ein Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) der eingespritzten Kraftstoffmischung ist entlang der y-Achse gezeigt, während die Zeit über die x-Achse veranschaulicht ist. Wie gezeigt kann vor t1 die Kraftstoffmischung, die in einen Zylinder eingespritzt wird, im Wesentlichen stöchiometrisch sein. Zu t1 kann als Reaktion auf das Frühzündungsanzeichen 801 der betroffene Zylinder mit einem ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR1, welches fetter als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, für eine erste Zeitdauer 804 betrieben werden. Der Grad der Anfettung 806 der Einspritzung und die erste Zeitdauer 804 können auf Grundlage von Motorbetriebszuständen zur Zeit des Frühzündungsanzeichens 801 angepasst werden. Nachdem die erste Zeitdauer verstrichen ist, kann zu t2 eine Steuerung so angepasst werden, dass sie einen Betrag des überschüssigen Kraftstoffs bestimmt, der während des ersten Anfettungsbetriebsablaufes eingespritzt wird. Insofern kann der Betrag des überschüssigen Kraftstoffes als eine Fläche 808 unter der Kurve des ersten Anfettungsbetriebsablaufs berechnet werden. D. h., die Fläche 808 kann ein Integral von überschüssigem Kraftstoff und unverbrannten HC aus der Anfettung darstellen.
Zu t2 kann der Zylinder von dem ersten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR1 zu einem zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR2, das magerer als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, für eine zweite Zeitdauer 810 übergehen. Eine oder mehrerer von dem Grad der Magerkeit 812 der mageren Kraftstoffeinspritzung und der zweiten Zeitdauer 810 können auf Grundlage von einem oder mehr von der ersten Zeitdauer 804 und dem Grad der Anfettung 806 angepasst werden. Z. B. können der Grad der Abmagerung 812 und/oder die zweite Zeitdauer 810 des zweiten Abmagerungsbetriebsablaufs erhöht werden, wenn die erste Zeitdauer 804 und der Grad der Anfettung 806 des ersten Anfettungsbetriebsablaufs zunehmen. Der Grad der Abmagerung 812 und die zweite Zeitdauer 810 können derart ausgewählt werden, dass ein Betrag des überschüssigen Auspuffsauerstoffs, der während des mageren Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablaufs erzeugt wird, den überschüssigen Kraftstoff kompensieren kann, der während des fetten Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablaufs eingespritzt wird. Insofern kann der Betrag des überschüssigen Sauerstoffs als eine Fläche 814 unter der Kurve der zweiten mageren Kraftstoffeinspritzung berechnet werden. D. h., die Fläche 814 kann ein Integral des überschüssigen Sauerstoffs aus dem Abmagerungsbetriebsablauf sein. Somit kann die zweite Zeitdauer 810 auf Grundlage des Auspuffgasgehalts angepasst werden, sodass der Zylinder fortwährend mit dem zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR2 betrieben wird, bis der Auspuffgassauerstoffgehalt wieder über einen Schwellwert ist.
Zu t3, nachdem die zweite Zeitdauer 810 verstrichen ist, und der Sauerstoffgehalt des Auspuffgases wieder über dem Schwellwert ist, kann der Zylinder wieder von dem zweiten Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR2 zu einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis übergehen, das im Wesentlichen stöchiometrisch ist.
Nun weiter mit 9 veranschaulicht die Abbildung 900 ein zweites Beispiel eines Frühzündungsverringerungsbetriebsablaufs gemäß der vorliegenden Offenbarung. Hierbei kann vor t1 die Kraftstoffmischung, die in den Zylinder eingespritzt wird, im Wesentlichen stöchiometrisch sein. Zu t1 kann als Reaktion auf das Frühzündungsanzeichen 901 der betroffene Zylinder für eine erste Zeitdauer 904 mit einer ersten Geschwindigkeit der Anfettung 905 über die erste Zeitdauer angefettet werden. Insbesondere kann der Zylinder mit einem Verhältnis von Luft zu eingespritztem Kraftstoff betrieben werden, das fetter als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, und der Grad der Anfettung 906 des Verhältnisses von Luft zu eingespritztem Kraftstoff kann über die erste Zeitdauer 904 variiert werden, sodass das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR1, welches fetter als stöchiometrisch ist, vor dem Ende der ersten Zeitdauer 904 erreicht wird. In einem Beispiel kann, wie dargestellt, die Geschwindigkeit der Anfettung 905 derart angepasst werden, dass ein Grad der Anfettung zunehmen kann, wenn eine Anzahl der Verbrennungsereignisse seit der Frühzündung zunimmt. In einem alternativen Beispiel kann die Geschwindigkeit der Anfettung 905 derart angepasst werden, dass ein Grad der Anfettung abnimmt, wenn eine Anzahl der Verbrennungsereignisse seit der Frühzündung zunimmt. Nachdem die erste Zeitdauer verstrichen ist, kann zu t2 der Zylinder ausgebildet werden, um einen Betrag des überschüssigen Kraftstoffs zu bestimmen, der während des ersten Anfettungsbetriebsablaufs eingespritzt wird. Insofern kann der Betrag des überschüssigen Kraftstoffes, der während der Anfettung erzeugt wird, als eine Fläche 908 unter der Kurve des Anfettungsbetriebsablaufs berechnet werden. D. h., die Fläche 908 kann ein Integral von überschüssigem Kraftstoff und unverbranntem HC von der Anfettung darstellen.
Zu t2 kann der Zylinder von einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis, welches fetter als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, zu einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis, welches magerer als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, für eine zweite Zeitdauer 910 übergehen. Die zweite Zeitdauer 910 der Abmagerung kann auf der ersten Zeitdauer 904 der vorhergehenden Anfettung beruhen. Insbesondere kann der betroffene Zylinder mit einer zweiten Geschwindigkeit der Abmagerung 915 über die zweite Zeitdauer 910 abgemagert werden. Hierbei kann der Zylinder mit einem Verhältnis von Luft zu eingespritztem Kraftstoff betrieben werden, welches magerer als ein stöchiometrisches Verhältnis ist. Und der Grad der Anfettung 912 des Verhältnisses von Luft zu eingespritztem Kraftstoff kann über die zweite Zeitdauer 910 derart verändert werden, dass das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis AFR2, welches magerer als ein stöchiometrisches Verhältnis ist, vor dem Ende der zweiten Zeitdauer 910 erreicht wird. Eines oder mehr von dem Grad der Abmagerung 912, der Geschwindigkeit der Abmagerung 915 und der zweiten Zeitdauer 910 können auf Grundlage von einem oder mehreren von dem ersten Grad der Anfettung 906, der Geschwindigkeit der Anfettung 905 und der ersten Zeitdauer 904 der vorangehenden Anfettung angepasst werden. Z. B. können der Grad der Abmagerung 912 und/oder die zweite Zeitdauer 910 des Abmagerungsbetriebsablaufs erhöht werden, wenn die erste Zeitdauer 904 und der Grad der Anfettung 906 der vorangehenden Anfettung zunehmen. In einem Beispiel kann, wie dargestellt, die Geschwindigkeit der Abmagerung 915 derart angepasst werden, dass ein Grad der Abmagerung zunehmen kann, wenn eine Anzahl der Verbrennungsereignisse seit der Frühzündung zunimmt. In einem alternativen Beispiel kann die Geschwindigkeit der Abmagerung 915 derart angepasst werden, dass ein Grad der Abmagerung abnehmen kann, wenn eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit der Frühzündung zunimmt. Der Grad der Abmagerung 912 und die zweite Zeitdauer 910 können so ausgewählt sein, dass ein Betrag des überschüssigen Auspuffsauerstoffs, welches während der Abmagerung erzeugt wird, durch den überschüssigen Kraftstoff kompensiert wird, der während der vorangehenden Anfettung eingespritzt wird. Insofern kann der Betrag des überschüssigen Sauerstoffs als eine Fläche 914 unter der Kurve der Abmagerung berechnet werden. D. h., eine Fläche 914 kann ein Integral des überschüssigen Sauerstoffs von einem Abmagerungsbetriebsablauf sein. Somit kann die zweite Zeitdauer 910 auf Grundlage des Auspuffgasgehalts derart verlängert werden, dass der Zylinder weiter abgemagert wird, bis der Sauerstoffgehalt des Auspuffgases über einen Schwellwert zurückkehrt.
Zu t3, nachdem die zweite Zeitdauer 910 verstrichen ist, und der Sauerstoffgehalt des Auspuffgases über den Schwellwert wiederhergestellt ist, kann der Zylinder zu einem Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis, das im Wesentlichen stöchiometrisch ist, zurückkehren.
Während das veranschaulichte Beispiel das Verändern des Betrags des eingespritzten Kraftstoffes in den betroffenen Zylinder anzeigt, wird es in alternativen Beispielen hochgeschätzt werden, dass der Betrag des in alle Zylinder des Motors eingespritzten Kraftstoffs als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in einem der Zylinder angepasst werden kann. Wie vorher ausgearbeitet, kann die Anfettung von jedem Zylinder auf Grundlage eines individuellen Zylinders, oder Gruppe von Zylindern angepasst werden.
Auf diese Weise kann ein fetter Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf verwendet werden, um schnell die Frühzündung anzusprechen, während ein darauffolgender magerer Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf verwendet wird, um die potenzielle Verschlechterung der Katalysatoreffektivität, die auf der fetten Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf beruht, anzusprechen. Insbesondere können durch Ausgleichen des überschüssigen Kraftstoffs von dem fetten Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf durch überschüssigen Sauerstoff von dem mageren Kraftstoffeinspritzungsbetriebsablauf die Sauerstoffniveaus des auspuffenden Speisegases innerhalb eines erwünschten Bereichs zurückgeführt werden, wodurch auch die katalytische Effektivität der Emissionskatalysatoren wiederhergestellt wird. Durch Begrenzen einer Motorlast während der Anfettung des Zylinders können Zylinderkühlungsvorteile zusätzlich zu der Frühzündungsverringerung erreicht werden. Außerdem können durch Anpassen der Anfettung und der Motorlastbegrenzung auf Grundlage einer Wahrscheinlichkeit der Frühzündung, einer Frühzündungsrückkopplung und einer Frühzündungsgeschichte eine Frühzündung besser vorweggenommen werden und angesprochen werden, wodurch die Motorverschlechterung verringert wird.
Anzumerken ist, dass die beispielhaften Steuerungs- und Abschätzroutinen die hierin eingeschlossen sind, für unterschiedliche Systemkonfigurationen verwendet werden können. Die speziellen Routinen, die hier beschrieben sind, können eine oder mehrere von irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa eine ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking-, Multithreading- und dergleichen darstellen. Insofern können unterschiedliche Handlungen, Betriebsabläufe oder veranschaulichte Funktionen in den veranschaulichten Sequenzen parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern ist zur Einfachheit der Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Funktionen und Betriebsabläufe können wiederholt abhängig von der besonderen verwendeten Strategie durchgeführt werden. Außerdem können die beschriebenen Betriebsabläufe, Funktionen und/oder Handlungen grafisch Code darstellen, der in dem computerlesbaren Speichermedium in dem Steuerungssystem programmiert werden soll.
Es wird hoch geschätzt werden, dass die Ausbildung und Routinen, die hier offenbart sind, von der Art beispielhaft sind, und dass diese speziellen Ausführungsformen nicht in einem begrenzenden Sinn betrachtet werden müssen, da unterschiedliche Variationen möglich sind. Z. B. kann die obige Technologie für V6-, Reihenvierzylinder-, Reihensechszylinder-, V12-Vierzylinderboxer- und weitere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Anordnungen und weitere Merkmale, Funktionen, und/oder hier offenbarte Eigenschaften ein.
Die folgenden Ansprüche betonen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein” Element oder „ein erstes” Element oder ein Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung von einem oder mehreren solchen Elementen einschließen, wobei sie weder zwei oder mehr solche Elemente erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombination der offenbarten Merkmale, Funktionen und Elemente und/oder Eigenschaften können durch Nachbesserung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung von neuen Ansprüchen in dieser oder einer bezogenen Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob breiter, enger oder gleich oder unterschiedlich im Umfang relativ zu den ursprünglichen Ansprüchen werden auch als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Erfindung eingeschlossen angesehen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Motors, das umfasst als Reaktion auf einen ersten Zustand mit einer ersten Anzahl von Frühzündungsereignissen Anpassen des Betriebsablaufs eines ersten Zylinders als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in dem ersten Zylinder; und als Reaktion auf einen zweiten Zustand mit einer zweiten höheren Anzahl von Frühzündungsereignissen Anpassen des Betriebsablaufs eines ersten und eines zweiten Zylinders als Reaktion auf das Anzeichen der Frühzündung in den ersten Zylinder.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen während des ersten Zustandes das Anfetten des ersten Zylinders und während des zweiten Zustandes das Anfetten des ersten und des zweiten Zylinders einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen außerdem während des ersten Zustandes das Begrenzen einer Last des ersten Zylinders um einen ersten kleineren Betrag und während des zweiten Zustands das Begrenzen einer Last des ersten und des zweiten Zylinders um einen zweiten höheren Betrag einschließt.
Verfahren zum Betreiben eines Motors, das umfasst, Anfetten der Zylinderkraftstoffeinspritzung als Reaktion auf ein Anzeichen der Frühzündung in einem Zylinder; und Anpassen einer Lastgrenze des Motors als Reaktion auf eine Anzahl von vorhergehenden Frühzündungsereignissen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Anpassen das vermehrte Begrenzen der Motorlast einschließt, wenn die Anzahl der vorhergehenden Frühzündungsereignisse zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der vorhergehenden Frühzündungsereignisse eine Zylinderfrühzündungszahl und eine Motorfrühzündungszahl einschließt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Anpassung das Begrenzen der Motorlast um einen ersten kleineren Betrag, wenn die Zylinderfrühzündungszahl einen Schwellwert überschreitet, und das Begrenzen der Motorlast um einen zweiten größeren Betrag einschließt, wenn die Motorfrühzündungszahl einen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anfettung das Erhöhen eines Grades der Anfettung und einer Zeitdauer der Anfettung einschließt, wenn die Anzahl der vorangehenden Frühzündungsereignisse zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Anfetten außerdem das Anfetten des Zylinders um einen ersten kleineren Betrag, wenn die Anzahl der vorangehenden Frühzündungsereignisse in dem Zylinder kleiner als ein Schwellwert ist, und das Anfetten aller Motorzylinder einschließt, wenn die Anzahl der vorhergehenden Frühzündungsereignisse in dem Zylinder höher als der Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Lastgrenze des Motors als Reaktion auf das Anzeichen der Frühzündung weiter begrenzt wird.