DE102012211841A1

DE102012211841A1 - Verfahren und System zur Vorzündungssteuerung

Info

Publication number: DE102012211841A1
Application number: DE102012211841A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Michael Mancini
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2013-02-07
Also published as: RU2012133091A; US20130035841A1; US20140188374A1; US8666637B2; CN102913362B; US9476375B2; CN102913362A; RU2608787C2

Abstract

Es wird in Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine als Reaktion auf ein Vorzündungsereignis bereitgestellt. Ein Vorzündungsschwellenwert und eine Vorzündungsvermeidungshandlung werden auf der Basis einer Änderungsrate einer Zylinderluftladung eingestellt. Folglich werden Vorzündungsereignisse, die während vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen auftreten, detektiert und unterschiedlich zu Vorzündungsereignissen, die während stationärer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen auftreten, angegangen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Steuern einer Fahrzeugkraftmaschine, um das Auftreten einer Vorzündung zu verringern.
Hintergrund/Zusammenfassung
Unter bestimmten Betriebsbedingungen können Kraftmaschinen, die hohe Kompressionsverhältnisse aufweisen oder aufgeladen sind, um die spezifische Ausgangsleistung zu erhöhen, für Vorzündungsverbrennungsereignisse bei niedriger Drehzahl anfällig sein. Die frühe Verbrennung aufgrund der Vorzündung kann sehr hohe Drücke in den Zylindern verursachen und kann zu Verbrennungsdruckwellen ähnlich zum Verbrennungsklopfen, jedoch mit größerer Intensität, führen. Es wurden Strategien für die Vorhersage und/oder frühe Detektion der Vorzündung auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entwickelt. Außerdem können nach der Detektion verschiedene Vorzündungsvermeidungsschritte unternommen werden.
Eine Beispielstrategie zur Vorzündungsdetektion und -vermeidung ist von Rollinger u. a. in US 2011/0139120 gezeigt. Darin wird eine Vorzündung auf der Basis einer Klopfintensität und eines Klopfzeitpunkts angegeben und als Reaktion auf die Angabe der Vorzündung wird eine Zylinderanfettung durchgeführt. Als Reaktion auf ein häufiges Vorzündungsauftreten wird ferner eine dauerhafte Vorzündung gefolgert und mit einer aggressiveren Anfettungsstrategie im Vergleich zur intermittierenden Vorzündung vermieden.
Die Erfinder haben hier jedoch ein potentielles Problem bei einer solchen Vorgehensweise erkannt. Während vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen wie z. B. während einer starken Beschleunigung, wenn eine Aufladung allmählich eingeführt wird, können schnelle Änderungen der Zylinderluftladung zu starken Klopfereignissen führen. Das heißt, die Intensität und Häufigkeit des Klopfens können für einen gegebenen Zylinder während vorübergehender Bedingungen im Vergleich zu stationären Bedingungen höher sein. Das starke Klopfen kann fälschlich als dauerhafte Vorzündung wahrgenommen werden und mit zu viel (oder zu häufiger) Anfettung vermieden werden. An sich kann dies zu einer unabsichtlichen Erhöhung von Abgasemissionen führen. Außerdem kann die Kraftstoffsparsamkeit verschlechtert werden.
Folglich kann in einem Beispiel das obige Problem zumindest teilweise durch ein Verfahren für eine Kraftmaschine angegangen werden, das das Einstellen einer Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung auf der Basis einer Änderungsrate eines Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, umfasst. Zusätzlich zur Vermeidungshandlung kann ein Zylindervorzündungsschwellenwert auch auf der Basis der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, eingestellt werden. In dieser Weise kann häufiges Klopfen während vorübergehender Bedingungen besser von einem Vorzündungsereignis unterschieden werden.
In einem Beispiel kann während des Kraftmaschinenbetriebs eine Kraftmaschinensteuereinheit eine Änderung der Luftmasse (oder Luftladung) über die Zeit abschätzen. Ein Vorzündungsschwellenwert, der während stationärer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen verwendet wird, kann unter Verwendung eines Multiplikators, der eine Funktion der abgeschätzten Änderung der Zylinderluftladung über die Zeit ist, auf einen Vorzündungsschwellenwert eingestellt werden, der während vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen verwendet wird. In Reaktion darauf, dass eine Angabe einer Vorzündung (z. B. eine Zylinderklopfintensität) höher ist als der eingestellte Schwellenwert, kann eine vorübergehende Vorzündung gefolgert werden. Wenn die Angabe der Vorzündung niedriger ist als der eingestellte Schwellenwert, kann demgegenüber starkes Klopfen aufgrund der schnellen Änderung der Zylinderluftladung während der vorübergehenden Bedingungen gefolgert werden. Ebenso können Vorzündungsvermeidungshandlungen (z. B. Anfettung und/oder Lastbegrenzung) auf der Basis der Anwesenheit von vorübergehenden Betriebsbedingungen eingestellt werden. Insbesondere können Vermeidungshandlungen als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung nur auf den betroffenen Zylinder begrenzt werden und können nicht auf andere Zylinder oder Zylindergruppen erweitert werden, wie es als Reaktion auf eine (intermittierende oder dauerhafte) stationäre Vorzündung durchgeführt werden kann. Wahlweise können Kraftmaschinenübergänge verringert werden, um die vorübergehende Vorzündung weiter zu vermeiden.
In dieser Weise können große Klopfereignisse, die aufgrund einer vorübergehenden oder Beschleunigungsverpuffung verursacht werden, besser von jenen unterschieden werden, die aufgrund einer vorübergehenden Vorzündung verursacht werden. Durch Verringern der Fehldetektion einer Vorzündung während vorübergehender Bedingungen kann eine unnötige Zylinderanfettung verringert werden. Folglich können die Kraftstoffsparsamkeit und die Kraftmaschinenabgasemissionen verbessert werden, ohne die Genauigkeit der Vorzündungsdetektion zu verschlechtern.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Beispielkraftmaschinensystem.
2 zeigt eine Beispielbrennkammer.
3 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene zum Einstellen einer Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung und eines Vorzündungsschwellenwerts auf der Basis von vorübergehenden oder stationären Kraftmaschinenbetriebsbedingungen.
4 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene zum Einstellen einer Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung, eine intermittierende Vorzündung oder eine dauerhafte Vorzündung.
5 zeigt Beispiel-Zylindervorzündungsereignisse während stationärer und vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene zum Einstellen einer Zylindervorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung, eine intermittierende Vorzündung oder eine dauerhafte Vorzündung.
7–8 zeigen Beispiel-Zylindervorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Einstellen der Detektion und Vermeidung einer Vorzündung in einer Kraftmaschine wie z. B. dem Kraftmaschinensystem von 1–2 auf der Basis einer Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt. In dieser Weise kann starkes Klopfen während vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen besser von tatsächlichen Vorzündungsereignissen unterschieden werden. Eine Kraftmaschinensteuereinheit kann dazu konfiguriert sein, Steuerroutinen wie z. B. die Beispielroutinen von 3–4 durchzuführen, um einen Zylindervorzündungsschwellenwert sowie eine Vorzündungsvermeidungshandlung (wie z. B. eine Anfettung und/oder eine Lastbegrenzung) auf der Basis der abgeschätzten Änderungsrate der Zylinderluftladung einzustellen. Ein Beispielzylinderbetrieb wird hier mit Bezug auf 5 dargestellt. Die Kraftmaschinensteuereinheit kann ferner dazu konfiguriert sein, die Einspritzung (z. B. Zeitpunkt, Anzahl von Einspritzungen, Teilungsverhältnis usw.) eines Vorzündungsunterdrückungsfluids als Reaktion auf eine Angabe einer Vorzündung auf der Basis dessen, ob die Vorzündung vorübergehender, intermittierender oder dauerhafter Art ist, einzustellen. Beispielzylindereinspritzungen werden hier mit Bezug auf 7–8 dargestellt. Durch Verbessern der Detektion einer vorübergehenden Vorzündung kann eine verschwenderische Kraftstoffanfettung aufgrund von starkem Klopfen während vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen verringert werden. Durch Einstellen der Vorzündungsvermeidungshandlung wie z. B. einer Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung auf der Basis dessen, ob die Vorzündung während vorübergehender oder stationärer Bedingungen stattfindet, kann die Vorzündungsunterdrückungswirkung des eingespritzten Fluids verbessert werden und eine weitere Vorzündung kann verringert werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 6 mit einem Kraftmaschinensystem 8. Das Kraftmaschinensystem 8 kann eine Kraftmaschine 10 mit mehreren Zylindern 30 umfassen. Die Kraftmaschine 10 umfasst einen Kraftmaschineneinlass 23 und einen Kraftmaschinenauslass 25. Der Kraftmaschineneinlass 23 umfasst eine Drosselklappe 62, die mit dem Kraftmaschineneinlasskrümmer 44 über einen Einlassdurchgang 42 fluidtechnisch gekoppelt ist. Der Kraftmaschinenauslass 25 umfasst einen Auslasskrümmer 48, der schließlich zu einem Auslassdurchgang 35 führt, der Abgas zur Atmosphäre lenkt. Die Drosselklappe 62 kann sich im Einlassdurchgang 42 stromabwärts einer Aufladungsvorrichtung wie z. B. eines Turboladers 50 oder eines Laders und stromaufwärts eines Nachkühlers (nicht dargestellt) befinden. An sich kann der Nachkühler dazu konfiguriert sein, die Temperatur der Einlassluft, die durch die Aufladungsvorrichtung komprimiert wird, zu verringern. Der Turbolader 50 kann einen Kompressor 52 umfassen, der zwischen dem Einlassdurchgang 42 und dem Einlasskrümmer 44 angeordnet ist. Der Kompressor 52 kann zumindest teilweise durch eine Auslassturbine 54, die zwischen dem Auslasskrümmer 48 und dem Auslassdurchgang 35 angeordnet ist, über eine Turbinenwelle 56 angetrieben werden.
Der Kraftmaschinenauslass 25 kann eine oder mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen 70 umfassen, die in einer eng gekoppelten Position im Auslass angebracht sein können. Eine oder mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, einen Mager-NOx-Filter, einen SCR-Katalysator, einen PM-Filter usw. umfassen.
Das Kraftmaschinensystem 8 kann ferner einen (wie dargestellt) oder mehrere Klopfsensoren 90, die entlang des Kraftmaschinenblocks 11 verteilt sind, umfassen. Wenn sie enthalten sind, können die mehreren Klopfsensoren symmetrisch oder asymmetrisch entlang des Kraftmaschinenblocks verteilt sein. Der Klopfsensor 90 kann ein Beschleunigungsmesser oder ein Ionisationssensor sein.
In einem Beispiel kann eine Kraftmaschinensteuereinheit dazu konfiguriert sein, auf der Basis der Ausgabe (z. B. Signalzeitsteuerung, Signalamplitude, Signalintensität, Signalfrequenz usw.) des einen oder der mehreren Klopfsensoren 90 anomale Verbrennungsereignisse aufgrund von Zylinderklopfen zu detektieren und von jenen zu unterscheiden, die eine Zylindervorzündung angeben. In einem Beispiel kann ein Zylindervorzündungsereignis auf der Basis eines Zylinderklopfsignals bestimmt werden, das in einem ersten, früheren Fenster abgeschätzt wird und das größer ist als ein erster, höherer Schwellenwert, während ein Zylinderklopfereignis auf der Basis eines Zylinderklopfsignals bestimmt werden kann, das in einem zweiten, späteren Fenster abgeschätzt wird und das größer ist als ein zweiter, niedrigerer Schwellenwert. In einem Beispiel können die Fenster, in denen die Klopfsignale abgeschätzt werden, Kurbelwinkelfenster sein.
In einem anderen Beispiel, wie in 3 ausgearbeitet, kann die Kraftmaschinensteuereinheit dazu konfiguriert sein, auf der Basis der Ausgabe (z. B. Signalzeitsteuerung, Signalamplitude, Signalintensität, Signalfrequenz usw.) des einen oder der mehreren Klopfsensoren sowie der Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt, anomale Verbrennungsereignisse aufgrund von Zylinderklopfen zu detektieren und von jenen zu unterscheiden, die eine Zylindervorzündung während vorübergehender oder stationärer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen angeben. Die Steuereinheit kann beispielsweise vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen auf der Basis der Änderungsrate eines Krümmerdrucks (MAP), einer Krümmerluftströmung (MAF), einer Drosselklappenstellung oder eines Drosselklappenwinkels, einer Fahrpedal- oder Bremspedalposition usw., die höher ist als eine Schwellenrate, folgern. In Erwartung von stärkeren und/oder häufigeren Klopfereignissen anstatt Vorzündungsereignissen während der vorübergehenden Betriebsbedingungen (zumindest aufgrund einer schnellen Änderung der Luftmasse) kann die Steuereinheit eingestellte Klopf- und Vorzündungsschwellenwerte verwenden, die höher sind als die nicht eingestellten Klopf- und Vorzündungsschwellenwerte, die zum Detektieren eines Klopfens und einer Vorzündung während stationärer Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (wenn die Änderungsrate der Luftmasse wesentlich niedriger ist) verwendet werden.
Die Vorzündung kann auf der Basis noch weiterer Angaben der Vorzündung bestimmt werden. Die Vorzündung kann beispielsweise auf der Basis eines Drucks im Zylinder (wie durch einen mit dem Zylinder gekoppelten Drucksensor abgeschätzt), der Ausgabe von einem oder mehreren Ionisationssensoren und/oder einer Kurbelwellenbeschleunigung bestimmt werden. Auf der Basis der Änderungsrate des Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Angabe einer Vorzündung empfangen wird, kann eine vorübergehende Vorzündung oder stationäre Vorzündung bestimmt werden. Auf der Basis zumindest eines Zylindervorzündungszählwerts (oder einer Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen über ein festgelegtes Zeitintervall) kann ebenso eine intermittierende oder dauerhafte stationäre Vorzündung bestimmt und unterschieden werden.
Vermeidungshandlungen, die von der Kraftmaschinensteuereinheit unternommen werden, um das Klopfen anzugehen, können sich auch von jenen unterscheiden, die von der Steuereinheit unternommen werden, um die Vorzündung anzugehen. Klopfen kann beispielsweise unter Verwendung von Zündfunkenzeitpunkteinstellungen (z. B. Spätzündung) und AGR angegangen werden, während die Vorzündung unter Verwendung von Lastbegrenzung, Kraftstoffanfettung, Kraftstoffabmagerung, Direkteinspritzung eines Klopfunterdrückungsfluids (wie z. B. Wasser) oder Kombinationen davon angegangen werden kann. In derselben Weise können sich Vermeidungshandlungen, die von der Steuereinheit unternommen werden, um die Vorzündung während der vorübergehenden Bedingungen anzugehen, von jenen unterscheiden, die während der stationären Bedingungen unternommen werden. Eine vorübergehende Vorzündung kann beispielsweise durch Anfetten nur des betroffenen Zylinders angegangen werden, während einer oder mehrere andere Zylinder während einer stationären Vorzündung auch zusätzlich zum betroffenen Zylinder angefettet werden können, wie in 4 ausgearbeitet. Noch ferner kann die Anfettung auf der Basis dessen eingestellt werden, ob die stationäre Vorzündung intermittierend oder dauerhaft ist. Eine aggressivere Vermeidungsmethode kann beispielsweise als Reaktion auf eine dauerhafte Vorzündung mit der Anfettung eines von Vorzündung betroffenen Zylinders und einer von Vorzündung betroffenen Zylindergruppe sowie der nicht betroffenen Zylindergruppe verwendet werden. Ebenso kann eine Kraftmaschinenlast des betroffenen Zylinders und der betroffenen Zylindergruppe während der intermittierenden Vorzündung begrenzt werden, während die Kraftmaschinenlast aller Zylindergruppen (von Vorzündung betroffen und nicht betroffen) während der dauerhaften Vorzündung begrenzt werden kann. Demgegenüber kann die Kraftmaschinenlast während der vorübergehenden Vorzündung aufrechterhalten werden und keine Lastbegrenzung kann verwendet werden.
In noch weiteren Ausführungsformen, wie in 6 ausgearbeitet, können das Klopfunterdrückungsfluid, das als Reaktion auf die Vorzündung eingespritzt wird, sowie die Einspritzung des Fluids (z. B. der Zeitpunkt der Einspritzung, die Anzahl von Einspritzungen in einem gegebenen Kraftmaschinenzyklus, die Menge/der Anteil des während eines Einlasshubs eingespritzten Fluids relativ zu einem Kompressionshub, die Menge/der Anteil von direkt in den Zylinder eingespritztem Fluid relativ zu einer in den Zylinder kanaleingespritzten Menge usw.) auf der Basis der Art der Vorzündung eingestellt werden. Wie mit Bezug auf 7–8 dargestellt, kann beispielsweise eine größere Anzahl von Einspritzungen mit einer kürzeren Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen verwendet werden, um eine dauerhafte Vorzündung zu vermeiden, während eine kleinere Anzahl von Einspritzungen mit einer längeren Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen verwendet werden kann, um eine vorübergehende Vorzündung zu vermeiden. Ebenso kann ein größerer Anteil des eingespritzten Fluids früher in einem Kraftmaschinenzyklus (z. B. in einem Einlasshub) eingespritzt werden, um eine vorübergehende Vorzündung zu vermeidn, während ein größerer Anteil des eingespritzten Fluids später in einem Kraftmaschinenzyklus (z. B. in einem Kompressionshub) eingespritzt werden kann, um eine dauerhafte Vorzündung zu vermeiden.
Das Fahrzeugsystem 6 kann ferner ein Steuersystem 14 umfassen. Das Steuersystem 14 ist Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben werden) empfangend und Steuersignale zu mehreren Aktoren 81 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben werden) sendend gezeigt. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen Abgassensor 126 (der im Auslasskrümmer 48 angeordnet ist), (einen) Klopfsensor(en) 90, einen Temperatursensor 127 und einen Drucksensor 129 (der stromabwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 70 angeordnet ist) umfassen. Andere Sensoren wie z. B. Druck-, Temperatur-, Luft/Kraftstoff-Verhältnis-, Zusammensetzungs-, Ionisationssensoren usw. können mit verschiedenen Stellen im Fahrzeugsystem 6 gekoppelt sein, wie hier genauer erörtert. Als weiteres Beispiel können die Aktoren Kraftstoffeinspritzdüsen 66 und eine Drosselklappe 62 umfassen. Das Steuersystem 14 kann eine Steuereinheit 12 umfassen. Die Steuereinheit kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf der Basis eines darin programmierten Befehls oder Codes entsprechend einer oder mehreren Routinen auslösen. Beispielsteuerroutinen werden hier mit Bezug auf 3–4 und 6 beschrieben.
2 stellt eine Beispielausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders der Brennkraftmaschine 10 (von 1) dar. Die Kraftmaschine 10 kann Steuerparameter von einem Steuersystem mit einer Steuereinheit 12 und eine Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch "Brennkammer") 30 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 136 umfassen, wobei ein Kolben 138 darin angeordnet ist. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann mit mindestens einem Antriebsrad des Personenkraftwagens über ein Getriebesystem gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor mit der Kurbelwelle 140 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startvorgang der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 30 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftdurchgängen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftdurchgang 146 kann mit anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zum Zylinder 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Einlassdurchgänge eine Aufladungsvorrichtung wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader umfassen. 2 zeigt beispielsweise die Kraftmaschine 10 mit einem Turbolader mit einem Kompressor 174, der zwischen den Einlassdurchgängen 142 und 144 angeordnet ist, und einer Auslassturbine 176, die entlang des Auslassdurchgangs 148 angeordnet ist, konfiguriert. Der Kompressor 174 kann zumindest teilweise durch die Auslassturbine 176 über eine Welle 180 angetrieben werden, wenn die Aufladungsvorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Lader versehen ist, kann die Auslassturbine 176 jedoch wahlweise weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben werden kann. Eine Drosselklappe 20 mit einer Drosselplatte 164 kann entlang eines Einlassdurchgangs der Kraftmaschine zum Verändern der Durchflussrate und/oder des Drucks der Einlassluft, die zu den Kraftmaschinenzylindern zugeführt wird, vorgesehen sein. Die Drosselklappe 20 kann beispielsweise stromabwärts des Kompressors 174 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 vorgesehen sein.
Der Auslassdurchgang 148 kann Abgase von anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zum Zylinder 30 empfangen. Ein Abgassensor 128 ist mit dem Auslassdurchgang 148 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Schaffen einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ausgewählt sein, wie beispielsweise einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO (universeller oder Breitband-Abgassauerstoffsensor), einem Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO (wie dargestellt), einem HEGO- (erhitzter EGO), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht dargestellt), die im Auslassdurchgang 148 angeordnet sind, abgeschätzt werden. Alternativ kann die Abgastemperatur auf der Basis von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen wie z. B. Drehzahl, Last, Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AFR), Spätzündung usw. abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es kann erkannt werden, dass die Abgastemperatur alternativ durch eine beliebige Kombination von hier aufgelisteten Temperaturabschätzverfahren abgeschätzt werden kann.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile umfassen. Der Zylinder 30 ist beispielsweise mit mindestens einem Einlasstellerventil 150 und mindestens einem Auslasstellerventil 156 gezeigt, die in einem oberen Bereich des Zylinders 30 angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10, einschließlich des Zylinders 30, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile umfassen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
Das Einlassventil 150 kann durch die Steuereinheit 12 durch Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuereinheit 12 über ein Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils einen oder mehrere Nocken umfassen und können ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilschaltung (CPS), zur variablen Nockenzeitsteuerung (VCT), zur variablen Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL) verwenden, die durch die Steuereinheit 12 betrieben werden können, um die Ventilbetätigung zu verändern. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch Ventilpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlass- und/oder Auslassventil durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Der Zylinder 30 kann beispielsweise alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, umfassen. In noch anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem mit variabler Ventilzeitsteuerung gesteuert werden.
Der Zylinder 30 kann ein Kompressionsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis der Volumina, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt befindet, zum oberen Totpunkt ist. Herkömmlich liegt das Kompressionsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann jedoch das Kompressionsverhältnis erhöht werden. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn höheroktanige Kraftstoffe oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann auch erhöht werden, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihres Effekts auf das Kraftmaschinenklopfen.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung umfassen. Das Zündsystem 190 kann einen Zündfunken zur Brennkammer 30 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Frühzündsignal SA von der Steuereinheit 12 unter ausgewählten Betriebsmodi liefern. In einigen Ausführungsformen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen werden, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselkraftmaschinen der Fall sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Einspritzdüsen zum Zuführen eines Klopf- oder Vorzündungsunterdrückungsfluids zu diesem konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Fluid ein Kraftstoff sein, wobei die Einspritzdüse auch als Kraftstoffeinspritzdüse bezeichnet wird. Als nicht begrenzendes Beispiel ist der Zylinder 30 mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 ist direkt mit dem Zylinder 30 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in diesen im Verhältnis zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuereinheit 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, gekoppelt gezeigt. In dieser Weise schafft die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das, was als Direkteinspritzung (nachstehend auch als "DI" bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist. Obwohl 2 die Einspritzdüse 166 als Seiteneinspritzdüse zeigt, kann sie auch über dem Kolben angeordnet sein, wie z. B. nahe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und die Verbrennung verbessern, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der niedrigeren Flüchtigkeit von einigen Kraftstoffen auf Alkoholbasis. Alternativ kann die Einspritzdüse oben und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern.
Kraftstoff kann zur Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Hochdruck-Kraftstoffsystem 80 mit Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und einer Kraftstoffverteilerleitung zugeführt werden. Alternativ kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit einem niedrigeren Druck zugeführt werden, in welchem Fall der Zeitpunkt der Direktkraftstoffeinspritzung während des Kompressionshubs stärker begrenzt sein kann, als wenn ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet wird. Obwohl nicht gezeigt, können die Kraftstofftanks ferner einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal zur Steuereinheit 12 liefert. Es ist zu erkennen, dass in einer alternativen Ausführungsform die Einspritzdüse 166 eine Kanaleinspritzdüse sein kann, die Kraftstoff in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 30 zuführt.
Es ist auch zu erkennen, dass, obwohl in einer Ausführungsform die Kraftmaschine durch Einspritzen eines variablen Kraftstoffgemisches oder von Klopf-/Vorzündungsunterdrückungsfluid über eine einzelne Direkteinspritzdüse betrieben werden kann; in alternativen Ausführungsformen die Kraftmaschine unter Verwendung von zwei Einspritzdüsen (einer Direkteinspritzdüse 166 und einer Kanaleinspritzdüse) und Verändern einer relativen Menge an Einspritzung von jeder Einspritzdüse betrieben werden kann.
Kraftstoff kann durch die Einspritzdüse zum Zylinder während eines einzelnen Kraftmaschinenzyklus des Zylinders zugeführt werden. Ferner können die Verteilung und/oder relative Menge an Kraftstoff oder Klopf-/Vorzündungsunterdrückungsfluid, das von der Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen (insbesondere der Änderungsrate einer Zylinderluftladung) sowie einer Art der Vorzündung (wie z. B. vorübergehende oder intermittierende oder dauerhafte Vorzündung) variieren. Für ein einzelnes Verbrennungsereignis können ferner mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Kompressionshubs, des Einlasshubs oder irgendeiner geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. An sich kann jeder Zylinder ebenso seinen eigenen Satz von Einlass/Auslass-Ventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. umfassen.
Kraftstofftanks im Kraftstoffsystem 80 können Kraftstoff oder Klopf-/Vorzündungsunterdrückungsfluide mit verschiedenen Beschaffenheiten wie z. B. verschiedenen Zusammensetzungen halten. Diese Unterschiede können einen unterschiedlichen Alkoholgehalt, einen unterschiedlichen Wassergehalt, eine unterschiedliche Oktanzahl, eine unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. In einem Beispiel könnten Kraftstoffe oder Klopf-/Vorzündungsunterdrückungsfluide mit verschiedenen Alkoholgehalten einen Kraftstoff, der Benzin ist, und den anderen, der Ethanol oder Methanol ist, umfassen. In einem anderen Beispiel kann die Kraftmaschine Benzin als erste Substanz und einen Alkohol, der ein Kraftstoffgemisch enthält, wie z. B. E85 (das ungefähr 85 % Ethanol und 15 % Benzin ist), oder M85 (das ungefähr 85 % Methanol und 15 % Benzin ist), als zweite Substanz verwenden. Andere Alkohol enthaltende Kraftstoffe könnten ein Gemisch von Alkohol und Wasser, ein Gemisch von Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. In noch einem weiteren Beispiel können beide Kraftstoffe Alkoholgemische sein, wobei der erste Kraftstoff ein Benzin/Alkohol-Gemisch mit einem niedrigeren Verhältnis von Alkohol als ein Benzin/Alkohol-Gemisch eines zweiten Kraftstoffs mit einem größeren Verhältnis von Alkohol sein kann, wie z. B. E10 (das ungefähr 10 % Ethanol ist) als erster Kraftstoff und E85 (das ungefähr 85 % Ethanol ist) als zweiter Kraftstoff. In noch einem weiteren Beispiel kann eines der Fluide Wasser umfassen, während das andere Fluid Benzin oder ein Alkoholgemisch ist. Außerdem können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in anderen Kraftstoffbeschaffenheiten wie z. B. einer Differenz in der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl, latenten Verdampfungsenthalpie usw. unterscheiden. Noch weitere Vorzündungsunterdrückungsfluide können Wasser, Methanol, Waschfluid (das ein Gemisch von ungefähr 60 % Wasser und 40 % Methanol ist) usw. umfassen.
Überdies können die Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffs oder Vorzündungsunterdrückungsfluids, das im Kraftstofftank gelagert ist, häufig variieren. In einem Beispiel kann ein Fahrer den Kraftstofftank mit E85 an einem Tag und E10 am nächsten und E50 am nächsten nachfüllen. Die Variationen in der Tanknachfüllung von Tag zu Tag können folglich zu häufig variierenden Kraftstoffzusammensetzungen führen, wodurch die durch die Einspritzdüse 166 zugeführte Kraftstoffzusammensetzung beeinflusst wird.
Die Steuereinheit 12 ist in 2 als Mikrocomputer mit einer Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe/Ausgabe-Ports 108, einem elektronischen Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das als Festwertspeicherchip 110 in diesem speziellen Beispiel gezeigt ist, einem Direktzugriffsspeicher 112, einem Haltespeicher 114 und einem Datenbus gezeigt. Die Steuereinheit 12 kann verschiedene Signale von Sensoren empfangen, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen, einschließlich der Messung der angesaugten Luftmassenströmung (MAF) vom Luftmassensensor 122; der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 116, der mit einer Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündaufnahmesignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; eines Absolutkrümmerdrucksignals (MAP) vom Sensor 124, des Zylinder-AFR vom EGO-Sensor 128 und einer anomalen Verbrennung von einem Klopfsensor und einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor. Ein Kraftmaschinendrehzahlsignal RPM kann durch die Steuereinheit 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe eines Unterdrucks oder Drucks im Einlasskrümmer zu liefern.
Der Speichermedium-Festwertspeicher 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Befehle darstellen, die durch den Prozessor 106 ausführbar sind, um die nachstehend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten durchzuführen, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind.
Wenn man sich nun 3 zuwendet, ist eine Beispielroutine 300 zum Detektieren einer stationären oder vorübergehenden Vorzündung und zum Einstellen von Kraftmaschinenoperationen auf der Basis der Detektion der Vorzündung gezeigt.
Bei 302 können Kraftmaschinenbetriebsbedingungen abgeschätzt und/oder gemessen werden. Diese können beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl, die Fahrerdrehmomentanforderung, die Aufladung, die Abgastemperatur usw. umfassen. Bei 304 kann eine Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt, bestimmt werden. Das heißt, eine Ableitung der Luftladung in Bezug auf die Zeit kann bestimmt werden. In einem Beispiel kann der Parameter, der eine Zylinderluftladung angibt einen oder mehrere Messwerte eines Krümmerluftdrucks (MAP), einer Krümmerluftströmung (MAF), einer aktuellen Zylinderluftladung, einer Drosselklappenstellung, einer Pedalposition (z. B. Fahrpedalposition) usw. umfassen. Bei 306 kann auf der Basis der bestimmten Änderungsrate des Parameters der Zylinderluftladung festgestellt werden, ob vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen vorherrschen. Insbesondere wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung größer ist als eine Schwellenrate können vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt werden. Wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist als die Schwellenrate, können demgegenüber stationäre Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt werden.
Auf der Basis dessen, ob die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen vorübergehend oder stationär sind, können ein Schwellenwert zum Detektieren einer Vorzündung sowie ein Schwellenwert zum Detektieren von Klopfen adaptiert werden. Insbesondere können die nicht adaptierten (stationären)Schwellenwerte (welche für den stationären Zustand gelten) zum Detektieren und Unterscheiden von Klopfen und Vorzündung unter stationären Bedingungen verwendet werden, während die adaptierten Schwellenwerte zum Detektieren und Unterscheiden von Klopfen und Vorzündung unter vorübergehenden Bedingungen verwendet werden können. An sich kann ein Zylinder während vorübergehender Betriebsbedingungen (wie z. B. während einer Beschleunigung) im Vergleich zu stationären Betriebsbedingungen aufgrund der schnellen Änderung der Luftmasse und Luftströmung, die im Zylinder während der vorübergehenden Bedingungen erfahren wird, für starkes und häufiges Klopfen anfälliger sein. Dieses starke Klopfen kann im Vergleich in Bezug auf die stationären Schwellenwerte irrtümlich als Vorzündungsereignis gefolgert werden und mit Zylinderanfettung angegangen werden. Um starkes Klopfen besser von einem tatsächlichen Vorzündungsereignis während vorübergehender Bedingungen zu unterscheiden, können folglich adaptierten Schwellenwerte, die höher sind als die stationären Schwellenwerte, verwendet werden.
Insbesondere wenn vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestätigt werden, umfasst die Routine bei 308 das Einstellen eines Zylindervorzündungsschwellenwerts auf der Basis der abgeschätzten Änderungsrate der Zylinderluftladung. Die Einstellung kann beispielsweise das Erhöhen des Vorzündungsschwellenwerts umfassen, wenn die abgeschätzte Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, über die Schwellenrate zunimmt. Der adaptierten Schwellenwert kann ein absoluter Schwellenwert sein, der in der Steuereinheit in einer Nachschlagetabelle gespeichert ist und auf den auf der Basis der Änderungsrate der Zylinderluftladung zugegriffen wird. Alternativ kann der Schwellenwert ein relativer Schwellenwert auf der Basis des stationären Schwellenwerts beispielsweise als Funktion des nicht eingestellten Schwellenwerts und der Änderungsrate der Zylinderluftladung sein. Die Steuereinheit kann beispielsweise ein Kennfeld verwenden, welches eine Änderungsrate der Zylinderluftladung in Bezug auf die Zeit als Eingabe aufweist. Die Eingabe kann durch eine 2-D-Funktion bestimmt werden, die ein Schwellenwertmultiplikator für den stationären Schwellenwert ist, um einen adaptierten Schwellenwert als Ausgabe zu liefern. Wenn beispielsweise die Änderungsrate über die Zeit 0 ist (das heißt bei stationären Kraftmaschinenbetriebsbedingungen), wäre der Multiplikator 1,0, und bei höheren Änderungsraten (das heißt bei vorübergehenden Bedingungen) wäre der Multiplikator größer als 1,0. Der Klopfschwellenwert kann auch ähnlich eingestellt werden. Durch Erhöhen des Schwellenwerts zum Vergleichen des Klopfens und der Vorzündung auf der Basis des vorübergehenden Luftladungswerts während einer vorübergehenden Änderung der Luftmasse kann folglich starkes Klopfen, das während vorübergehender Bedingungen erfahren wird, besser von einer vorübergehenden Vorzündung unterschieden werden und geeignet angegangen werden.
Bei 310 kann festgestellt werden, ob die Angabe der Vorzündung im Zylinder höher ist als der stationäre Schwellenwert (Vorzündungsschwellenwert). In einem Beispiel kann die Angabe der Vorzündung auf einer Klopfintensität basieren, wie durch einen Klopfsensor wie z. B. den Klopfsensor 90 von 1 abgeschätzt, wie bei einem vorbestimmten Kurbelwinkelgrad/Zeitpunkt oder in einem vorbestimmten Kurbelwinkelgrad/Zeit-Fenster abgeschätzt. In einem anderen Beispiel kann die Angabe der Vorzündung auf einer Kurbelwellenbeschleunigung (z. B. in Grad/s²) basieren. Noch weitere Parameter können verwendet werden, wie z. B. Ionisationswerte und Drücke im Zylinder. Wenn die Angabe nicht höher ist als der stationäre Schwellenwert, dann kann die Routine enden, da kein anomales Verbrennungsereignis gefolgert wird. Wenn ja, dann kann ferner festgestellt werden, ob die Angabe der Vorzündung im Zylinder höher ist als der adaptierte Schwellenwert (Vorzündungsschwellenwert). Wenn die Angabe der Vorzündung höher ist als der staionäre Schwellenwert, aber niedriger als der adaptierte Schwellenwert, dann kann festgestellt werden, dass das anomale Verbrennungsereignis ein Zylinderklopfereignis ist, und keine vorübergehende Vorzündung kann festgestellt werden. Folglich kann keine Vorzündungsvermeidungshandlung durchgeführt werden. Vielmehr kann eine Klopfvermeidungshandlung durchgeführt werden. Klopfen kann beispielsweise unter Verwendung eines Ausmaßes an Spätzündung und/oder einer Menge an AGR angegangen werden. Es ist zu erkennen, dass in einer alternativen Ausführungsform das Zylinderklopfen auf der Basis dessen, dass die Klopfintensität höher ist als ein adaptierter Klopfschwellenwert, gefolgert werden kann. Wenn die Angabe der Vorzündung höher ist als der stationäre Vorzündungsschwellenwert und der adaptierte Vorzündungsschwellenwert, dann kann bei 316 ein vorübergehendes Vorzündungsereignis gefolgert und angegeben werden. Als Reaktion auf das Zylindervorzündungsereignis und die Feststellung einer vorübergehenden Vorzündung kann eine Vermeidungshandlung für die vorübergehende Vorzündung bei 318 durchgeführt werden.
Wenn vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bei 306 nicht bestätigt werden, dann können bei 320 stationäre Bedingungen bestätigt werden. Insbesondere wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist als die Schwellenrate, können stationäre Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt werden. In einem Beispiel kann eine stationäre Betriebsbedingung bestimmt werden, wenn keine Änderung der Rate besteht (das heißt, wenn die Ableitung der Zylinderluftladung über die Zeit ~ 1,0 ist). Wenn stationäre Bedingungen bestätigt werden, dann können bei 322 Vorzündungs- und Klopfschwellenwerte unverändert gelassen werden, und bei 324 kann festgestellt werden, ob die Angabe der Vorzündung im Zylinder höher ist als der stationäre Schwellenwert (Vorzündungsschwellenwert). In einem Beispiel kann festgestellt werden, ob eine Klopfintensität im Zylinder höher ist als der stationäre Schwellenwert. Wenn die Angabe der Vorzündung nicht höher ist als der stationäre Vorzündungsschwellenwert, dann kann kein Vorzündungsverbrennungsereignis gefolgert werden. In einem Beispiel kann ein Zylinderklopfereignis ferner festgestellt werden, wenn die Klopfintensität während stationärer Bedingungen niedriger ist als der stationäre Vorzündungsschwellenwert. In einem alternativen Beispiel kann ein Zylinderklopfereignis festgestellt werden, wenn die Klopfintensität während stationärer Bedingungen höher ist als statinärer Klopfschwellenwert (aber niedriger als der stationäre Vorzündungsschwellenwert).
Wenn die Angabe der Vorzündung im Zylinder höher ist als der nicht eingestellte Schwellenwert, dann kann bei 326 festgestellt werden, dass das anomale Verbrennungsereignis an einem stationären Vorzündungsereignis liegt. Bei 328 kann die Art der stationären Vorzündung ferner beispielsweise auf der Basis eines Zylindervorzündungszählwerts, einer Zylindervorzündungsgeschichte, einer Vorzündungshäufigkeit usw. bestimmt werden. Beispielsweise kann auf der Basis einer Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen festgestellt werden, ob die stationäre Vorzündung intermittierend oder dauerhaft ist. Während sich die Kraftmaschine im stationären Zustand befindet, kann folglich die intermittierende Vorzündung gefolgert werden, wenn die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im Zylinder niedriger ist als eine Schwellenanzahl, während die dauerhafte Vorzündung gefolgert werden kann, wenn die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im Zylinder höher ist als eine Schwellenanzahl. In alternativen Ausführungsformen kann ein Zylindervorzündungszählwert nach jedem Vorzündungsereignis aktualisiert (z. B. erhöht) werden und eine intermittierende gegenüber einer dauerhaften Vorzündung kann auf der Basis des aktualisierten Vorzündungszählwerts bestimmt werden. Als Reaktion auf das Zylindervorzündungsereignis und die Bestimmung einer stationären (intermittierenden oder dauerhaften) Vorzündung kann eine Vermeidungshandlung für die stationäre Vorzündung bei 330 durchgeführt werden.
Wie in 4 weiter ausgearbeitet, kann die durchgeführte Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung auch auf der Basis der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, eingestellt werden. Insbesondere kann die Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung auf der Basis dessen eingestellt werden, ob die Vorzündung eine vorübergehende Vorzündung oder eine stationäre Vorzündung ist, und ferner auf der Basis dessen, ob die stationäre Vorzündung eine intermittierende Vorzündung oder dauerhafte Vorzündung ist. Bei 318 kann beispielsweise, wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung höher ist als die Schwellenrate (das heißt als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung), die Vorzündungsvermeidungshandlung das Anfetten nur des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders umfassen. Bei 330 kann demgegenüber, wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist als die Schwellenrate (das heißt als Reaktion auf eine stationäre Vorzündung), die Vorzündungsvermeidungshandlung das Anfetten von einem oder mehreren anderen Zylindern als des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders umfassen. Wenn die Kraftmaschine mehrere Zylinder umfasst, die in verschiedenen Zylindergruppen angeordnet sind, können ferner als Reaktion auf eine intermittierende Vorzündung der betroffene Zylinder und einer oder mehrere Zylinder in der von der Vorzündung betroffenen Zylindergruppe angefettet werde. Demgegenüber kann als Reaktion auf eine dauerhafte Vorzündung der betroffene Zylinder und die betroffene Zylindergruppe sowie eine von der Vorzündung nicht betroffene Zylindergruppe angefettet werden. In dieser Weise kann durch Einstellen eines Zylindervorzündungsschwellenwerts sowie einer Vorzündungsvermeidungshandlung auf der Basis der Anwesenheit von vorübergehenden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eine irrtümliche Vorzündungsdetektion und unnötige Zylinderanfettung verringert werden.
Wenn man sich nun 4 zuwendet, wird eine Beispielroutine 400 zum Einstellen einer Vorzündungsvermeidungshandlung auf der Basis einer Änderungsrate einer Zylinderluftladung beschrieben. Insbesondere können verschiedene Vorzündungsvermeidungshandlungen als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung im Vergleich zu einer (intermittierenden oder dauerhaften) stationären Vorzündung in einer Kraftmaschine mit mehreren Zylindern, die in einer ersten und einer zweiten Zylindergruppe angeordnet sind, durchgeführt werden.
Bei 402 kann festgestellt werden, ob eine vorübergehende Vorzündung in einem ersten Zylinder, der in der ersten Zylindergruppe enthalten ist, vorliegt. In einem Beispiel umfasst die vorübergehende Vorzündung, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder höher ist als ein Schwellenwert, während die Kraftmaschine sich in einem Übergangszustand befindet (wobei die Änderungsrate der Zylinderluftladung höher ist). Bei der Bestätigung der vorübergehenden Vorzündung im ersten Zylinder umfasst die Routine bei 404 das Einstellen des Anfettungsprofils nur des ersten Zylinders, so dass nur der erste Zylinder angefettet wird. An sich kann die Anfettung als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung eine kürzere Dauer (z. B. eine erste kürzere Dauer) aufweisen, während der Anfettungsgrad als Reaktion auf das vorübergehende Vorzündungsereignis des Zylinders auf der Basis der Angabe der vorübergehenden Vorzündung (wie z. B. einer Klopfintensität oder einer Klopf/Vorzündungs-Sensorausgabe) eingestellt werden kann. Die Dauer (z. B. die erste kürzere Dauer) kann auf der Änderungsrate der Zylinderluftladung während der vorübergehenden Bedingung basieren. Wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung beispielsweise über die Schwellenrate zunimmt, kann die Dauer der Anfettung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung verlängert werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Grad der Anfettung auch erhöht werden, wenn die Änderungsrate der Zylinderluftladung über den Schwellenwert zunimmt.
Bei 406 kann, während der von der Vorzündung betroffene Zylinder angefettet wird, eine Kraftmaschinenlast als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung aufrechterhalten werden. Das heißt, keine Lastbegrenzung kann im ersten Zylinder durchgeführt werden. Wahlweise können bei 408 ein oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter eingestellt werden, um vorübergehende Luftladungsbedingungen zu verringern. Wenn beispielsweise die Kraftmaschine eine aufgeladene Kraftmaschine ist, kann als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung eine Erhöhungsrate der Aufladung verringert werden, wobei die Verringerung auf der Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert. In einem anderen Beispiel kann als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung eine Einlassdrosselklappen-Ansprechempfindlichkeit verringert werden, wobei die Verringerung auf der Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert. In einem Beispiel kann die Drosselklappe mit einem Verstärkungsfaktor oder adaptiven Term, der auf (z. B. eine Funktion) der Änderungsrate der Zylinderluftladung, der Vorzündungsrate (z. B. vorübergehende Vorzündungsrate, stationäre Vorzündungsrate) oder Kombinationen davon basiert, bewegt werden. Durch Einstellen der Drosselklappen-Ansprechempfindlichkeit als Funktion der Rate kann die Ansprechempfindlichkeit der Drosselklappe verringert werden, um zu ermöglichen, dass eine Vorzündung induzierende Übergänge gedämpft werden, ohne zu veranlassen, dass die Drosselklappe auf den Fahrer nicht anspricht. In dieser Weise kann durch Verringern des Auftretens von Luftladungsübergängen die Wahrscheinlichkeit einer weiteren vorübergehenden Vorzündung verringert werden.
Wenn bei 402 die vorübergehende Vorzündung nicht bestätigt wird, dann kann bei 410 eine intermittierende Vorzündung bestätigt werden. In einem Beispiel kann die intermittierende Vorzündung umfassen, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen in einem ersten Zylinder niedriger ist als ein Schwellenwert, während sich die Kraftmaschine in einem stationären Zustand befindet (wobei die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist). Wenn sie bestätigt wird, dann umfasst die Routine bei 412 als Reaktion auf eine intermittierende Vorzündung im ersten Zylinder der ersten Zylindergruppe das Anfetten von einem oder mehreren Zylindern der ersten Zylindergruppe. In einem Beispiel kann nur der betroffene Zylinder angefettet werden, während in einem alternativen Beispiel alle Zylinder der ersten Zylindergruppe angefettet werden können. Als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung im ersten Zylinder der ersten Zylindergruppe kann jedoch die zweite Zylindergruppe nicht angefettet werden. Das heißt, nur der betroffene Zylinder und einer oder mehrere weitere Zylinder in der betroffenen Zylindergruppe können angefettet werden, aber die nicht betroffene Zylindergruppe kann nicht angefettet werden. An sich kann die Anfettung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung eine längere Dauer aufweisen (z. B. eine zweite, längere Dauer) als die Anfettung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung, während der Grad der Anfettung als Reaktion auf das intermittierende Zylindervorzündungsereignis auf der Basis der Angabe der intermittierenden Vorzündung (wie z. B. Klopfintensität oder Klopf/Vorzündungs-Sensorausgabe) eingestellt werden kann. In einem alternativen Beispiel kann der Grad der Anfettung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung auch höher sein als der Grad der Anfettung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung. Ferner kann die Anfettung des einen oder der mehreren Zylinder der ersten Zylindergruppe dieselbe wie beim ersten Zylinder sein. Alternativ kann der erste betroffene Zylinder mehr angefettet werden als die anderen Zylinder der betroffenen Zylindergruppe.
Bei 414 kann als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung im ersten Zylinder zusätzlich zur Anfettung eine Kraftmaschinenlast der ersten Zylindergruppe begrenzt werden, während die Kraftmaschinenlast der zweiten Zylindergruppe aufrechterhalten wird. Das heißt, eine Lastbegrenzung kann nur in der ersten Zylindergruppe, die von der Vorzündung betroffen ist, durchgeführt werden, und keine Lastbegrenzung kann in der zweiten Zylindergruppe durchgeführt werden, die nicht von der Vorzündung betroffen ist.
Wenn eine intermittierende Vorzündung bei 410 nicht bestätigt wird, dann kann bei 416 eine dauerhafte Vorzündung bestätigt werden. In einem Beispiel kann die dauerhafte Vorzündung umfassen, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder höher ist als der Schwellenwert, während sich die Kraftmaschine im stationären Zustand befindet. Wenn sie bestätigt wird, dann umfasst die Routine bei 418 als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder der ersten Zylindergruppe das Anfetten von einem oder mehreren Zylindern von jeder der ersten und der zweiten Zylindergruppe. Insbesondere kann als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder der ersten Zylindergruppe die zweite Zylindergruppe auch angefettet werden. Durch Anfetten des betroffenen Zylinders, von einem oder mehreren anderen Zylindern in der betroffenen Zylindergruppe sowie von einem oder mehreren Zylindern in der nicht betroffenen Zylindergruppe kann die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Vorzündung verringert werden. An sich kann die Anfettung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung eine längere Dauer aufweisen als die Anfettung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung oder intermittierende Vorzündung (z. B. eine dritte Dauer, die länger ist als jede der ersten und der zweiten Dauer), während der Grad der Anfettung als Reaktion auf das dauerhafte Zylindervorzündungsereignis auf der Basis der Angabe der dauerhaften Vorzündung (wie z. B. eine Klopfintensität oder eine Klopf/Vorzündungs-Sensorausgabe) eingestellt werden kann. In einem alternativen Beispiel kann der Grad der Anfettung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung auch höher sein als der Grad der Anfettung als Reaktion auf sowohl die vorübergehende als auch intermittierende Vorzündung. Ferner kann die Anfettung des einen oder der mehreren Zylinder der zweiten Zylindergruppe dieselbe wie beim ersten Zylinder und bei der ersten Zylindergruppe sein.
Alternativ können der erste betroffene Zylinder und die erste Zylindergruppe mehr angefettet werden als die Zylinder der nicht betroffenen zweiten Zylindergruppe.
Als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder kann bei 420 zusätzlich zur Anfettung eine Kraftmaschinenlast von jeder der ersten und der zweiten Zylindergruppe begrenzt werden. Das heißt, eine Lastbegrenzung kann auf die nicht von der Vorzündung betroffene zweite Zylindergruppe als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung im betroffenen Zylinder der ersten Zylindergruppe erweitert werden. Wie hier verwendet, kann die Lastbegrenzung das Verringern einer Menge an Aufladung, das Einstellen einer Drosselklappenstellung, um eine Menge an Einlassluft zu verringern, und/oder das Einstellen einer Nockenzeitsteuerung der Zylindergruppe, um eine Menge an Luftladung, die zu den Zylindern dieser Zylindergruppe zugeführt wird, einzustellen, umfassen.
Es ist zu erkennen, dass, obwohl die Routinen von 3–4 das Anfetten eines Zylinders/(einer) Zylindergruppe(n) unmittelbar als Reaktion auf ein (vorübergehendes, stationäres intermittierendes oder dauerhaftes) Vorzündungsverbrennungsereignis vorschlagen, in alternativen Ausführungsformen der Vorzündungszählwert oder die Vorzündungsangabe (z. B. Klopfintensität) über einige Zyklen integriert werden kann, und wenn der integrierte Zählwert oder die integrierte Intensität höher ist als ein Schwellenwert, die geeignete Anfettung eingeleitet werden kann. Die Anfettung kann so eingestellt werden, dass sie eine Funktion des integrierten Zählwerts oder der integrierten Intensität ist, zumindest bis zu einem vorbestimmten Sättigungspunkt, nach dem die Anfettung begrenzt werden kann. Durch Einstellen der Anfettung auf der Basis der integrierten Intensität kann die Menge an Anfettung und des erforderlichen Kraftstoffs verringert werden, was weitere Kraftstoffsparsamkeitsvorteile schafft.
Wenn man sich nun 5 zuwendet, stellt eine Abbildung 500 ein Beispiel einer Vorzündungsdetektion und -vermeidung während stationärer und vorübergehender Kraftmaschinenbetriebsbedingungen dar. Auf der Basis einer Änderungsrate der Zylinderluftladung können ein Vorzündungsschwellenwert und eine Vorzündungsvermeidungshandlung so eingestellt werden, dass starkes Klopfen während vorübergehender Bedingungen von einer vorübergehenden Vorzündung unterschieden werden kann, während auch die Vorzündung während vorübergehender Bedingungen von einer (intermittierenden oder dauerhaften) Vorzündung während stationärer Bedingungen unterschieden werden kann.
Der Graph 502 stellt die Ausgabe eines Sensors dar, der eine Angabe einer Zylindervorzündung liefert. In einem Beispiel ist der Sensor ein Klopfsensor und die Angabe der Zylindervorzündung umfasst eine Klopfintensität. Der Graph 504 stellt eine Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung darstellt (dLuft/dt), dar. Wie gezeigt, ist zwischen t0 und t1 eine erste stationäre Kraftmaschinenbetriebsbedingung gezeigt, wobei die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist als ein Schwellenwert. Zwischen t1 und t2 ist eine zweite, vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingung gezeigt, wobei die Änderungsrate der Zylinderluftladung höher ist als der Schwellenwert. An sich kann die vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingung eine vorübergehende Bedingung zwischen der ersten stationären Kraftmaschinenbetriebsbedingung (bei t0 bis t1) und einer zweiten stationären Betriebsbedingung (nach t2) sein.
Während der ersten stationären Kraftmaschinenbetriebsbedingung (zwischen t0 und t1) kann eine Zylinderklopfintensitätsausgabe von einem Klopfsensor mit einem Satz von nicht eingestellten Schwellenwerten 506, 508 verglichen werden, wobei 506 einen stationären Klopfschwellenwert darstellt und 508 einen stationären Vorzündungsschwellenwert darstellt. An sich kann der Klopfschwellenwert niedriger sein als der Vorzündungsschwellenwert. Während der ersten stationären Bedingung kann, wenn die Sensorausgabe über dem stationären Klopfschwellenwert 506, aber unter dem stationären Vorzündungsschwellenwert liegt, ein stationäres Klopfereignis (K) angegeben werden. Demgegenüber kann, wenn die Sensorausgabe über dem ersten stationären Vorzündungsschwellenwert 508 liegt, ein stationäres Zylindervorzündungsereignis (P) angegeben werden. In dem dargestellten Beispiel kann die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen während der stationären Betriebsbedingung niedriger sein als eine Schwellenanzahl und das Vorzündungsereignis (P) kann als intermittierende stationäre Vorzündung bestimmt werden. In einem alternativen Beispiel kann die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen während der stationären Betriebsbedingung höher sein als die Schwellenanzahl, wobei das Vorzündungsereignis (P) als dauerhafte stationäre Vorzündung bestimmt werden kann.
Während der zweiten vorübergehenden Kraftmaschinenbetriebsbedingung (zwischen t1 und t2) kann in Reaktion darauf, dass die Änderungsrate der Zylinderluftladung höher ist als ein Schwellenwert, zumindest der Vorzündungsschwellenwert auf einen zweiten Schwellenwert 510 eingestellt werden. An sich kann der adaptierte Vorzündungsschwellenwert 510 höher sein als der erste stationäre Vorzündungsschwellenwert 508 und kann beispielsweise auf dem ersten Vorzündungsschwellenwert 508 und einer Änderungsrate der Zylinderluftladung (z. B. der Steigung des Graphen 504 zwischen t1 und t2) basieren. In einigen Ausführungsformen kann zusätzlich zum Vorzündungsschwellenwert der Klopfschwellenwert auch eingestellt werden. Der adaptierte Klopfschwellenwert 509 kann beispielsweise höher sein als der erste stationäre Klopfschwellenwert 506 und kann beispielsweise auf dem ersten Klopfschwellenwert 506 und einer Änderungsrate der Zylinderluftladung basieren. Obwohl das dargestellte Beispiel den eingestellten Klopfschwellenwert 509 als niedriger als der stationäre Vorzündungsschwellenwert 508 darstellt, kann der adaptierte Klopfschwellenwert 509 in alternativen Ausführungsformen höher sein als der stationäre Vorzündungsschwellenwert 508. Der eingestellte Klopfschwellenwert 509 ist jedoch niedriger als der adaptierte Vorzündungsschwellenwert 510.
Wie dargestellt, wird während der zweiten vorübergehenden Betriebsbedingung eine Zylinderklopfintensitätsausgabe durch den Klopfsensor mit dem Satz von adaptierten Schwellenwerten 509, 510 verglichen, um eine Angabe von Klopfen oder Vorzündung zu liefern. Während der zweiten vorübergehenden Bedingung kann hier, wenn die Sensorausgabe über dem eingestellten Klopfschwellenwert 509, aber unter dem adaptierten Vorzündungsschwellenwert 510 liegt, ein vorübergehendes Klopfereignis (K) angegeben werden. Das heißt, während vorübergehender Bedingungen wird kein Zylindervorzündungsereignis angegeben, selbst wenn die Sensorausgabe über dem ersten stationären Vorzündungsschwellenwert 508 liegt. Wenn die Sensorausgabe über dem zweiten, höheren adaptierten Vorzündungsschwellenwert 510 liegt, wird vielmehr ein vorübergehendes Zylindervorzündungsereignis (P) angegeben. In dieser Weise kann durch Einstellen eines Vorzündungsschwellenwerts für einen Zylinder auf der Basis einer Änderungsrate der Luftladung des Zylinders und durch weiteres Angeben einer vorübergehenden Vorzündung im Zylinder in Reaktion darauf, dass eine Angabe der Vorzündung im Zylinder höher ist als der eingestellte Schwellenwert, die Detektion der vorübergehenden Vorzündung verbessert werden.
Die Vermeidungshandlungen können auch auf der Basis der Art des detektierten anomalen Verbrennungsereignisses geeignet eingestellt werden. Klopfen kann beispielsweise unter Verwendung von Spätzündung und/oder AGR vermieden werden. Demgegenüber kann die Vorzündung auf der Basis der Art der Vorzündung vermieden werden. In einem Beispiel kann als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung in einem ersten Zylinder, die Vorzündung durch Anfetten nur des ersten Zylinders, während eine Kraftmaschinenlast aufrechterhalten wird, vermieden werden. Wenn die Kraftmaschine eine aufgeladene Kraftmaschine ist, kann die Vorzündung ferner durch Verringern einer Erhöhungsrate der Kraftmaschinenaufladung und/oder der Drosselklappen-Ansprechempfindlichkeit vermieden werden. In einem weiteren Beispiel, in dem die Kraftmaschine eine erste und eine zweite Zylindergruppe umfasst, wobei der erste Zylinder in der ersten Zylindergruppe enthalten ist, kann als Reaktion auf eine stationäre Vorzündung im ersten Zylinder die Vorzündung durch Anfetten und Lastbegrenzung der ersten Zylindergruppe und nicht der zweiten Zylindergruppe vermieden werden, wenn die Vorzündung intermittierend ist. In einem anderen Beispiel kann als Reaktion auf eine stationäre Vorzündung im ersten Zylinder die Vorzündung durch Anfetten und Lastbegrenzung von jeder der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe vermieden werden, wenn die Vorzündung dauerhaft ist. Folglich kann eine aggressivere Methode verwendet werden, um die dauerhafte Vorzündung zu vermeiden, im Vergleich zur intermittierenden Vorzündung, und eine aggressivere Methode kann verwendet werden, um die intermittierende Vorzündung zu vermeiden, im Vergleich zur vorübergehenden Vorzündung.
In dieser Weise kann dieselbe Angabe der Vorzündung (z. B. dieselbe Klopfintensität) als Vorzündungsereignis während einer Bedingung (z. B. einer stationären Betriebsbedingung) gefolgert werden, aber kann als Klopfereignis während einer anderen Bedingung (z. B. einer vorübergehenden Betriebsbedingung) gefolgert werden. Durch Einstellen der Schwellenwerte für die Klopf- und/oder Vorzündungsdetektion auf der Basis der Änderungsrate einer Zylinderluftladung kann starkes Klopfen während vorübergehender Bedingungen besser von einem tatsächlichen Vorzündungsereignis unterschieden werden. Die verbesserte Detektion kann ermöglichen, dass die Vermeidung auch verbessert wird.
Wenn man sich nun 6 zuwendet, ist eine Beispielroutine 600 zum Einstellen einer Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung als Reaktion auf eine Angabe einer Vorzündung auf der Basis dessen, ob die Vorzündung während vorübergehender oder stationärer Bedingungen aufgetreten ist, gezeigt. Durch Verändern der Einstellung auf der Basis der Art der Vorzündung kann der Vorzündungsvermeidungseffekt des eingespritzten Fluids verbessert werden.
Bei 602 können Kraftmaschinenbetriebsbedingungen abgeschätzt und/oder gemessen werden. Diese können beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl, die Fahrerdrehmomentanforderung, die Aufladung, die Abgastemperatur usw. umfassen. Ferner kann ein Füllstand von Kraftstoff, der in den Kraftstofftanks zur Verfügung steht, sowie eine Zusammensetzung (z. B. Alkoholgehalt) der verfügbaren Kraftstoffe (oder Fluide) bestimmt werden. Bei 604 kann eine Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt, bestimmt werden (dLuft/dt). Wie vorher mit Bezug auf 4 ausgearbeitet, kann auf der Basis dessen, dass die Änderungsrate höher ist als ein Schwellenwert, eine vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingung festgestellt werden und ein Vorzündungsschwellenwert kann eingestellt werden. Alternativ kann auf der Basis dessen, dass die Änderungsrate niedriger ist als der Schwellenwert, eine stationäre Kraftmaschinenbetriebsbedingung festgestellt werden und ein Vorzündungsschwellenwert kann uneingestellt bleiben.
Bei 606 kann festgestellt werden, ob eine Vorzündung aufgetreten ist. Wie mit Bezug auf 4 ausgearbeitet, kann die Vorzündung festgestellt werden, wenn eine Angabe der Vorzündung (z. B. eine Zylinderklopfintensität, eine Ionisation, ein Druck im Zylinder usw.) höher ist als ein Schwellenwert. Der Schwellenwert kann der eingestellte oder stationäre Vorzündungsschwellenwert auf der Basis dessen sein, ob die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen vorübergehend bzw. stationär sind. Wenn die Vorzündung bestätigt wird, dann kann bei 608 ein Zylinder- (und/oder Kraftmaschinen-) Vorzündungszählwert (PI-Zählwert) bestimmt und/oder aktualisiert werden. Der Zylindervorzündungszählwert kann einen Fahrt-PI-Zählwert, der eine Abschätzung einer Gesamtzahl von Vorzündungsereignissen im Zylinder über die gegenwärtige Fahrt oder einen Kraftmaschinenzyklus liefert, und einen Lebensdauer-PI-Zählwert, der eine Abschätzung einer Gesamtzahl von Vorzündungsereignissen im Zylinder über die Lebensdauer des Zylinderbetriebs liefert, umfassen. In derselben Weise können ein Kraftmaschinenlebensdauer-PI-Zählwert und ein Kraftmaschinenfahrt-PI-Zählwert auch erhalten werden. Der PI-Zählwert kann auch eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im Zylinder über eine festgelegte Dauer (z. B. über eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen, eine Anzahl von Fahrten usw.) widerspiegeln. An sich kann der Vorzündungszählwert die Vorzündungsgeschichte des Zylinders widerspiegeln und kann mit der Neigung jedes Zylinders für eine weitere Vorzündung korrelieren. Auf der Basis des PI-Zählwerts eines Zylinders sowie der vorherrschenden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (z. B. Änderungsrate der Zylinderluftladung) kann folglich die Neigung eines Zylinders für eine weitere Vorzündung abgeschätzt werden und verwendet werden, um festzustellen, wie das Einspritzprofil eines Vorzündungsunterdrückungsfluids in die Kraftmaschine eingestellt werden soll.
Bei 610 kann auf der Basis der bestimmten Änderungsrate der Zylinderluftladung, der Angabe der Vorzündung und/oder des Zylinder-PI-Zählwerts die Art des Vorzündungsereignisses bestimmt werden. Als Reaktion auf eine Angabe, dass die Zylindervorzündung höher ist als ein Schwellenwert (z. B. ein eingestellter Schwellenwert) und/oder eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen in einem Zylinder (oder ein Zylinder-PI-Zählwert) höher ist als ein Schwellenwert, während die Änderungsrate der Zylinderluftladung höher ist als ein Schwellenwert, kann beispielsweise eine vorübergehende Vorzündungsbedingung bestimmt werden. In einem anderen Beispiel kann in Reaktion darauf, dass eine Angabe einer Zylindervorzündung höher ist als ein Schwellenwert (z. B. ein nicht eingestellter Schwellenwert) und/oder eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen in einem Zylinder (oder ein Zylinder-PI-Zählwert) höher ist als ein Schwellenwert, während die Änderungsrate der Zylinderluftladung niedriger ist als der Schwellenwert, eine dauerhafte stationäre Vorzündung bestimmt werden. Demgegenüber kann eine intermittierende stationäre Vorzündungsbedingung während stationärer Bedingungen bestimmt werden, wenn die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im Zylinder (oder der Zylinder-PI-Zählwert) niedriger ist als der Schwellenwert.
Bei 612 kann eine Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzmenge, die in den von Vorzündung betroffenen Zylinder eingespritzt werden soll, bestimmt werden. Die Steuereinheit kann zuerst auf der Basis der Kraftstoffe (oder Fluide), die in den Kraftstofftanks verfügbar sind, ihrer Kraftstoffzusammensetzung und ihrer Kraftstofffüllstände bestimmen, welches Fluid eingespritzt werden soll, um die Vorzündung zu unterdrücken. An sich kann die Steuereinheit aufgrund des Verdünnungs- und Oktaneffekts von Wasser und/oder Benzin, die einen höheren Vorzündungsvermeidungseffekt ermöglichen, es bevorzugen, ein Fluid mit einem höheren Wassergehalt oder einem höheren Benzingehalt (im Vergleich zu einem höheren Alkoholgehalt) einzuspritzen. In einem Beispiel kann folglich, wenn eine höhere Menge an Wasser verfügbar ist, die Steuereinheit direkt Wasser einspritzen, um die Vorzündung zu unterdrücken. In einem anderen Beispiel kann, wenn eine höhere Menge an Benzin verfügbar ist, die Steuereinheit Benzin direkt einspritzen, um die Vorzündung zu unterdrücken. Noch ferner kann die Steuereinheit einiges Wasser und einiges Benzin direkt einspritzen. In noch einem weiteren Beispiel kann auf der Basis des Alkoholgehalts der verfügbaren Kraftstoffe die Steuereinheit den Kraftstoff mit der niedrigeren Alkoholkonzentration einspritzen, um die Vorzündung zu unterdrücken. Da jedes Fluid einen unterschiedlichen Verdünnungseffekt und Oktaneffekt aufweist, der zur Vorzündungsvermeidung beiträgt, kann an sich auf der Basis der verfügbaren Fluide und ihrer jeweiligen Vorzündungsvermeidungseigenschaften eine einzuspritzende Menge an Fluid bestimmt werden.
Bei 614 kann das Profil für die Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung auf der Basis der Art der Vorzündung, das heißt, ob die Angabe der Vorzündung im Zylinder vorübergehend, intermittierend oder dauerhaft ist, bestimmt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit einen Zeitpunkt und eine Anzahl von Einspritzungen in einem gegebenen Kraftmaschinenzyklus der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung in den von Vorzündung betroffenen Zylinder auf der Basis der Art der Vorzündung einstellen. Ebenso kann ein Teilungsverhältnis der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung auch eingestellt werden. Hier bezieht sich das Teilungsverhältnis auf eine Menge an Fluid, die früher in einem Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (z. B. während eines Einlasshubs), relativ zu einer Menge, die später im gleichen Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (z. B. während eines Kompressionshubs).
Bei 616 kann ein Verhältnis von Fluid (oder Kraftstoff), das direkt in den Zylinder über eine Direkteinspritzdüse eingespritzt wird, relativ zu Fluid, das in den Zylinder über eine Kanaleinspritzdüse kanaleingespritzt wird, auf der Basis der Art der Vorzündung bestimmt werden. In einem Beispiel kann ein Anteil der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung, der direkt eingespritzt werden soll, bestimmt werden und der restliche Anteil kann kanaleingespritzt werden.
In einem Beispiel kann auf der Basis einer Angabe einer vorübergehenden Vorzündung die Anzahl von Einspritzungen im gegebenen Kraftmaschinenzyklus erhöht werden, wenn die Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, über den Schwellenwert ansteigt. Eine Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen im gegebenen Kraftmaschinenzyklus kann auch auf der Änderungsrate der Zylinderluftladung basieren. Als weiteres Beispiel kann der Einspritzzeitpunkt auf einen die vorübergehende Vorzündung verringernden Einspritzzeitpunkt eingestellt (z. B. nach früh verstellt oder nach spät verstellt) werden, wobei der die vorübergehende Vorzündung verringernde Einspritzzeitpunkt auf der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, und/oder dem PI-Zählwert basiert. Als noch weiteres Beispiel kann, wenn die Anzahl von Einspritzungen mindestens eine Einspritzung während eines Kompressionshubs der Kraftmaschine und mindestens eine Einspritzung während eines Einlasshubs der Kraftmaschine umfasst, das Einstellen des Teilungsverhältnisses der Einspritzung als Reaktion auf die Angabe einer vorübergehenden Vorzündung das Verringern einer Einlasshubeinspritzmenge relativ zu einer Kompressionshubeinspritzmenge umfassen, wobei das Teilungsverhältnis auf der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, basiert. Wenn ein Teil der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung direkt in den Zylinder eingespritzt wird und ein restlicher Teil in den Zylinder kanaleingespritzt wird, kann ebenso ein Verhältnis des direkt eingespritzten Kraftstoffs relativ zum kanaleingespritzten Kraftstoff auf der Basis der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, als Reaktion auf die Angabe einer vorübergehenden Vorzündung eingestellt (z. B. erhöht) werden.
Als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung kann das eingespritzte Vorzündungsunterdrückungsfluid an sich nur in den von Vorzündung betroffenen Zylinder eingespritzt werden. Das heißt, die Einspritzung kann nicht auf andere Zylinder in der Kraftmaschine erweitert werden. Ferner kann die Einstellung für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit der Angabe der vorübergehenden Vorzündung durchgeführt werden, wobei die Anzahl von Verbrennungsereignissen auf der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, basiert. Wenn die Intensität oder Dauer oder Häufigkeit der vorübergehenden Vorzündung zunimmt, kann folglich die geteilte, mehrfache Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung für eine größere Anzahl von Verbrennungsereignissen fortgesetzt werden. In einem Beispiel, in dem das eingespritzte Fluid ein Kraftstoff ist, kann die Einspritzung eine fette Einspritzung sein, wobei ein Grad der Anfettung auf der Änderungsrate des Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, basiert (wie vorher in 3–4 ausgearbeitet).
Demgegenüber kann die Steuereinheit als Reaktion auf eine Angabe einer stationären Vorzündung im Zylinder einen oder mehrere des Zeitpunkts, der Anzahl von Einspritzungen und des Teilungsverhältnisses der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung auf der Basis zumindest des Zylindervorzündungszählwerts einstellen. Die Steuereinheit kann beispielsweise eine Anzahl von Einspritzungen erhöhen, während eine Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen im Zylinder verringert wird, wenn der Vorzündungszählwert des Zylinders über einen Schwellenzählwert zunimmt. Folglich kann das Einspritzprofil eingestellt werden, um eine aggressivere Verwendung der Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung während der dauerhaften Vorzündung im Vergleich zur intermittierenden Vorzündung und ebenso während der intermittierenden Vorzündung im Vergleich zur vorübergehenden Vorzündung zu ermöglichen.
Als Beispiel kann die Steuereinheit als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung eine erste Menge an Kraftstoff über eine erste Anzahl von Einspritzungen einspritzen, wobei die erste Anzahl und eine Dauer zwischen den Einspritzungen auf der Änderungsrate der Zylinderluftladung während der vorübergehenden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen basiert. In einem anderen Beispiel kann die Steuereinheit als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung eine zweite, größere Menge an Kraftstoff über eine zweite Anzahl von Einspritzungen einspritzen, wobei die zweite Anzahl und eine Dauer zwischen den Einspritzungen auf einem Zylindervorzündungszählwert basieren. Demgegenüber kann die Steuereinheit als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung eine dritte Menge an Kraftstoff über eine dritte Anzahl von Einspritzungen einspritzen, wobei die dritte Menge größer ist als jede der ersten und der zweiten Menge, wobei die dritte Anzahl und eine Dauer zwischen den Einspritzungen auf dem Zylindervorzündungszählwert basieren.
Hier kann die Einspritzung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung für eine erste, kleinere Anzahl von Verbrennungsereignissen fortgesetzt werden, seitdem die Angabe der vorübergehenden Vorzündung empfangen wurde, während die Einspritzung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung für eine zweite, größere Anzahl von Verbrennungsereignissen fortgesetzt wird, seitdem die Angabe der intermittierenden Vorzündung empfangen wurde, und die Einspritzung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung wird für eine dritte Anzahl von Verbrennungsereignissen fortgesetzt, seitdem die Angabe der dauerhaften Vorzündung empfangen wurde.
In derselben Weise und wie mit Bezug auf 4 ausgearbeitet, kann die Steuereinheit als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung in einem ersten Zylinder (wobei der erste Zylinder in einer ersten Zylindergruppe der Kraftmaschine enthalten ist und wobei die Kraftmaschine ferner eine zweite Zylindergruppe umfasst) nur den ersten Zylinder anfetten, während sie eine Kraftmaschinenlast aufrechterhält. Demgegenüber kann die Steuereinheit als Reaktion auf eine intermittierende Vorzündung im ersten Zylinder die erste Zylindergruppe anfetten und eine Kraftmaschinenlast derselben begrenzen, während die Steuereinheit als Reaktion auf eine dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder jede der ersten und der zweiten Zylindergruppe anfetten und eine Kraftmaschinenlast davon begrenzen kann. An sich kann der Grad der Anfettung und/oder der Lastbegrenzung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung höher sein als der Grad der Anfettung und/oder Lastbegrenzung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung, der wiederum höher sein kann als der Grad der Anfettung und/oder Lastbegrenzung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung.
In dieser Weise kann als Reaktion auf eine Angabe einer vorübergehenden Vorzündung in einem Zylinder durch Direkteinspritzung eines Vorzündungsunterdrückungsfluids in den Zylinder, wobei ein Zeitpunkt, eine Anzahl von Einspritzungen und ein Teilungsverhältnis der Direkteinspritzung auf einer Änderungsrate der Zylinderluftladung während der vorübergehenden Vorzündung basieren, die vorübergehende Vorzündung besser vermieden werden. Unter Verwendung einer weniger aggressiven Vorzündungsvermeidungsmethode im Hinblick auf die Anwesenheit von vorübergehenden Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann die Kraftstoffsparsamkeit verbessert werden.
Beispieleinstellungen auf ein Klopfunterdrückungsfluid-Einspritzprofil werden nun mit Bezug auf die Beispielabbildungen 700–800 von 7–8 gezeigt. In jedem Fall wird auf der Basis der Art der Vorzündung ein Vorzündungsunterdrückungsfluid eingespritzt, und ein Zeitpunkt, eine Anzahl von Einspritzungen und ein Teilungsverhältnis der Einspritzung werden eingestellt.
Die Abbildung 700 von 7 zeigt ein erstes Beispiel, in dem eine Anzahl und ein Zeitpunkt der Einspritzungen eingestellt werden. Als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung (PI) kann hier die Anzahl von Einspritzungen auf zwei symmetrische Einspritzungen erhöht werden, wobei jede Einspritzung dieselbe Einspritzmenge aufweist. Außerdem kann eine Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen eingestellt (z. B. erhöht) werden, so dass der mittlere Einspritzzeitpunkt auf demselben Zeitpunkt wie eine entsprechende einzelne Einspritzung der gesamten Fluidmenge liegt. Als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung kann die Anzahl von Einspritzungen auch auf zwei symmetrische Einspritzungen erhöht werden, wobei jede Einspritzung dieselbe Einspritzmenge aufweist. Aufgrund der intermittierenden Art der Vorzündung kann hier eine Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen eingestellt (z. B. relativ zur vorübergehenden Vorzündung verringert) werden, so dass der mittlere Einspritzzeitpunkt auf demselben Zeitpunkt wie eine entsprechende einzelne Einspritzung der gesamten Fluidmenge liegt. Außerdem kann der mittlere Einspritzzeitpunkt für die Einspritzung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung relativ zum mittleren Einspritzzeitpunkt für die Einspritzung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung verzögert werden. Als Reaktion auf die dauerhafte PI kann demgegenüber die Anzahl von Einspritzungen weiter erhöht werden (hier auf drei symmetrische Einspritzungen), wobei jede Einspritzung dieselbe Einspritzmenge aufweist. Aufgrund der dauerhaften Art der Vorzündung kann ferner eine Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen eingestellt (z. B. weiter relativ zur vorübergehenden und intermittierenden Vorzündung verringert) werden, so dass der mittlere Einspritzzeitpunkt auf demselben Zeitpunkt wie eine entsprechende einzelne Einspritzung der gesamten Fluidmenge liegt. Außerdem kann der mittlere Einspritzzeitpunkt für die Einspritzung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung relativ zum mittleren Einspritzzeitpunkt für die Einspritzung als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung sowie die intermittierende Vorzündung verzögert werden.
Es ist zu erkennen, dass, obwohl das dargestellte Beispiel geteilte symmetrische Einspritzungen darstellt, in alternativen Ausführungsformen die verschiedenen Einspritzungen asymmetrisch sein können, wobei sich die erste Einspritzmenge von aufeinander folgenden Einspritzmengen unterscheidet. In einem Beispiel kann ein kleinerer Teil der gesamten Einspritzmenge in der ersten geteilten Einspritzung eingespritzt werden, um die vorübergehende Vorzündung zu vermeiden, während ein größerer Teil der gesamten Einspritzmenge in späteren Einspritzungen der geteilten Einspritzung eingespritzt werden kann, um die intermittierende oder dauerhafte Vorzündung zu vermeiden (wobei der letztere Teil für die dauerhafte im Vergleich zur intermittierenden Vorzündung höher ist). Es ist auch zu erkennen, dass, obwohl das dargestellte Beispiel die geteilten Einspritzungen als im gleichen Hub eines Kraftmaschinenzylinders eingespritzt darstellt, in noch anderen Ausführungsformen die geteilten Einspritzungen in einer Kombination von verschiedenen Hüben eines gegebenen Kraftmaschinenzyklus eingespritzt werden können.
Ein derartiges Beispiel ist in 8 gezeigt. Die Abbildung 800 von 8 zeigt ein erstes Beispiel, wobei als Reaktion auf eine vorübergehende Vorzündung (PI) die Anzahl von Einspritzungen einer Vorzündungsunterdrückungsfluid-Einspritzung erhöht ist, hier auf zwei asymmetrische Einspritzungen, wobei die erste Einspritzung eine höhere Einspritzmenge aufweist als die zweite Einspritzung. Außerdem werden zwei Einspritzungen innerhalb eines Einlasshubs des Kraftmaschinenzyklus durchgeführt. Demgegenüber wird als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung die Anzahl von Einspritzungen erhöht, hier auch auf zwei asymmetrische Einspritzungen, wobei die erste Einspritzung eine kleinere Einspritzmenge aufweist als die zweite Einspritzung. Zusätzlich zum Verringern einer Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen und Verzögern eines mittleren Einspritzzeitpunkts relativ zum Zeitpunkt der vorübergehenden Vorzündung wird hier das Teilungsverhältnis der Einspritzung derart eingestellt, dass ein kleinerer Teil des eingespritzten Fluids früher in einem gegebenen Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (hier im Einlasshub), während der restliche größere Teil des eingespritzten Fluids später im Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (z. B. in einem Kompressionshub), um die Vorzündung zu vermeiden. Als weiteres Beispiel wird als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung die Anzahl von Einspritzungen weiter erhöht, hier auf drei asymmetrische Einspritzungen, wobei die dritte Einspritzung eine höhere Einspritzmenge aufweist als jede der ersten und der zweiten Einspritzung. Zusätzlich zum Verringern einer Dauer zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen und Verzögern eines mittleren Einspritzzeitpunkts relativ zum Zeitpunkt der vorübergehenden und intermittierenden Vorzündung wird ferner das Teilungsverhältnis der Einspritzung derart eingestellt, dass ein weiterer kleinerer Teil des eingespritzten Fluids früher im gegebenen Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (hier im Einlasshub), während der restliche größere Teil des eingespritzten Fluids später im Kraftmaschinenzyklus eingespritzt wird (z. B. in einem Kompressionshub), um die Vorzündung zu vermeiden. Obwohl das dargestellte Beispiel die Einspritzmenge als zwischen einem Einlasshub und einem Kompressionshub aufgeteilt darstellt, können noch andere Kombinationen möglich sein.
In dieser Weise können die Detektion der vorübergehenden Vorzündung und die Unterscheidung von der intermittierenden und dauerhaften Vorzündung verbessert werden. Durch Einstellen der Vorzündungsvermeidungshandlung (z. B. Anfettung, Lastbegrenzung und/oder Einspritzung eines Vorzündungsunterdrückungsfluids) auf der Basis der Art der Vorzündung kann der Vorzündungsvermeidungseffekt auch verbessert werden und eine weitere Vorzündung kann verringert werden. Durch Verringern einer irrtümlichen Vorzündungsdetektion während vorübergehender Bedingungen können die Kraftstoffverschwendung und die verschlechterten Abgasemissionen aufgrund einer unnötigen Zylinderanfettung verringert werden. In dieser Weise können die Kraftmaschinenkraftstoffsparsamkeit und Abgasemissionen auch verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen Beispiel-Steuer- und -Abschätzroutinen bei verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispielausführungsformen zu erreichen, sondern ist für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen graphisch einen in das computerlesbare Speichermedium im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen.
Es ist zu erkennen, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.

Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als die Integration von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen breiter, schmäler, gleich oder anders sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet. Zeichenerklärung Fig. 3

302	Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (Ne, Tq, Texh, usw.) abschätzen und/oder messen
304	Änderungsrate der Zylinderluftladung bestimmen
306	Vorübergehende Bedingungen?
320	Stationäre Bedingungen?


308	Vorzündungsschwellenwert auf der Basis der Änderungsrate der Zylinderluftladung einstellen
322	Vorzündungsschwellenwert nicht einstellen
310	Angabe von PI > stationärer Schwellenwert?
324	Angabe von PI > stationärer Schwellenwert?
End	Ende
312	Angabe von PI > adaptierter Schwellenwert?
326	Stationäre Vorzündung festgestellt
314	Keine Vorzündung festgestellt
316	Vorübergehende Vorzündung festgestellt
328	Art von Vorzündung (z. B. intermittierend gegenüber dauerhaft) auf der Basis von Zylinder-PI-Zählwert usw. bestimmen
318	Vermeidungshandlung für vorübergehende Vorzündung durchführen (Fig. 4)
330	Vorzündungsvermeidungshandlung auf der Basis der intermittierenden/dauerhaften Art der Vorzündung durchführen (Fig. 4)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0139120 [0003]

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Zylindervorzündungs-Vermeidungshandlung auf der Basis einer Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter einen oder mehrere eines Krümmerluftdrucks, einer Krümmerluftströmung, einer Zylinderluftladung und einer Drosselklappenstellung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorzündungsvermeidungshandlung als Reaktion auf ein Vorzündungsereignis in einem Zylinder stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Einstellung Folgendes umfasst, wenn die Änderungsrate höher ist als eine Schwellenrate, Anfetten nur des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders; und wenn die Änderungsrate niedriger ist als die Schwellenrate, Anfetten von einem oder mehreren anderen Zylindern als des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anfettung, wenn die Änderungsrate höher ist als die Schwellenrate, für eine kürzere Dauer als die Anfettung, wenn die Änderungsrate niedriger ist als die Schwellenrate, stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anfettung von einem oder mehreren anderen Zylindern als des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders Folgendes umfasst: Anfetten von einem oder mehreren Zylindern in einer von der Vorzündung betroffenen Zylindergruppe als Reaktion auf eine intermittierende Vorzündung: und Anfetten von einem oder mehreren Zylindern in der von der Vorzündung betroffenen Zylindergruppe und einer von der Vorzündung nicht betroffenen Zylindergruppe als Reaktion auf eine dauerhafte Vorzündung.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Anfettung als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung für eine kürzere Dauer als die Anfettung als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Einstellung ferner Folgendes umfasst: wenn die Änderungsrate höher ist als die Schwellenrate, Aufrechterhalten einer Last des von der Vorzündung betroffenen Zylinders; und wenn die Rate der Zylinderluftladung niedriger ist als die Schwellenrate, Lastbegrenzung von einem oder mehreren anderen Zylindern als des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Lastbegrenzung von einem oder mehreren anderen Zylindern als des vom Vorzündungsereignis betroffenen Zylinders Folgendes umfasst: als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung Einstellen eines Nockenzeitpunkts zum Begrenzen einer Last von einem oder mehreren Zylindern in der von der Vorzündung betroffenen Zylindergruppe; und als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung Einstellen eines Nockenzeitpunkts zum Begrenzen der Last von einem oder mehreren Zylindern in der von der Vorzündung betroffenen Zylindergruppe und einer von der Vorzündung nicht betroffenen Zylindergruppe.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Einstellen eines Zylindervorzündungsschwellenwerts auf der Basis der Rate der Zylinderluftladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Einstellung das Erhöhen des Vorzündungsschwellenwerts, wenn die Änderungsrates eines Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, über die Schwellenrate zunimmt, umfasst.
Verfahren für eine Kraftmaschine mit einem Zylinder, das Folgendes umfasst: während einer ersten Bedingung, wenn eine Sensorausgabe über einem ersten Schwellenwert liegt, Angeben eines stationären Zylindervorzündungsereignisses; und während einer zweiten Bedingung, wenn die Sensorausgabe über dem ersten Schwellenwert liegt, Angeben keines Zylindervorzündungsereignisses.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: während der zweiten Bedingung, wenn die Sensorausgabe über einem zweiten, höheren Schwellenwert liegt, Angeben eines vorübergehenden Zylindervorzündungsereignisses.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die erste Bedingung eine stationäre Kraftmaschinenbetriebsbedingung mit einer ersten, niedrigeren Änderungsrate der Zylinderluftladung umfasst und wobei die zweite Bedingung eine vorübergehende Kraftmaschinenbetriebsbedingung mit einer zweiten, höheren Änderungsrate der Zylinderluftladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Schwellenwert auf dem ersten Schwellenwert und der zweiten Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Zylinder ein erster Zylinder in einer ersten Zylindergruppe ist, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: als Reaktion auf das vorübergehende Zylindervorzündungsereignis, Anfetten nur des ersten Zylinders und keine Lastbegrenzung des ersten Zylinders; und als Reaktion auf das stationäre Zylindervorzündungsereignis Anfetten und Lastbegrenzung mindestens der ersten Zylindergruppe.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Kraftmaschine ferner eine zweite Zylindergruppe umfasst und wobei das Anfetten und die Lastbegrenzung mindestens der ersten Zylindergruppe Folgendes umfasst: wenn das stationäre Zylindervorzündungsereignis intermittierend ist, Anfetten und Lastbegrenzung nur der ersten Zylindergruppe; und wenn das stationäre Zylindervorzündungsereignis dauerhaft ist, Anfetten und Lastbegrenzung von jeder der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Anfettung als Reaktion auf die vorübergehende Zylindervorzündung für eine erste, kürzere Dauer stattfindet, wobei die erste Dauer auf der zweiten Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Anfettung als Reaktion auf das intermittierende stationäre Zylindervorzündungsereignis für eine zweite, längere Dauer stattfindet und die Anfettung als Reaktion auf das dauerhafte stationäre Zylindervorzündungsereignis für eine dritte Dauer stattfindet, wobei die dritte Dauer länger ist als jede der ersten und der zweiten Dauer.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Grad der Anfettung als Reaktion auf das Zylindervorzündungsereignis auf der Sensorausgabe basiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Kraftmaschine eine aufgeladene Kraftmaschine ist, wobei es ferner als Reaktion auf das vorübergehende Zylindervorzündungsereignis das Verringern einer Rate einer Aufladungserhöhung umfasst, wobei die Verringerung auf der zweiten Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner als Reaktion auf das vorübergehende Zylindervorzündungsereignis das Verringern einer Einlassdrosselklappen-Ansprechempfindlichkeit umfasst, wobei die Verringerung auf der zweiten Änderungsrate der Zylinderluftladung basiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Sensor ein Klopfsensor ist.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Vorzündungsschwellenwert für einen ersten Zylinder auf der Basis einer Änderungsrate einer Luftladung des ersten Zylinders; und in Reaktion darauf, dass eine Angabe einer Vorzündung im ersten Zylinder höher ist als der adaptierte Schwellenwert, Angeben einer vorübergehenden Vorzündung im ersten Zylinder.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Angabe einer Vorzündung auf einem oder mehreren einer Klopfsensorausgabe, einer Ionisationssensorausgabe, eines Drucks im Zylinder und einer Kurbelwellenbeschleunigung basiert.
Verfahren nach Anspruch 25, das ferner in Reaktion darauf, dass die Angabe der Vorzündung niedriger ist als der adaptierte Schwellenwert, aber höher als der stationäre Vorzündungsschwellenwert, das Angeben einer stationären Vorzündung im ersten Zylinder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, das ferner als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung im ersten Zylinder das Anfetten nur des ersten Zylinders, während eine Kraftmaschinenlast aufrechterhalten wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Kraftmaschine eine aufgeladene Kraftmaschine ist, wobei es ferner als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung im ersten Zylinder das Verringern einer Erhöhungsrate der Kraftmaschinenaufladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Kraftmaschine eine erste und eine zweite Zylindergruppe umfasst, wobei der erste Zylinder in der ersten Zylindergruppe enthalten ist, wobei es ferner als Reaktion auf die stationäre Vorzündung im ersten Zylinder Folgendes umfasst: Anfetten und Lastbegrenzung der ersten Zylindergruppe und nicht der zweiten Zylindergruppe, wenn eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder niedriger ist als ein Schwellenwert; und Anfetten und Lastbegrenzung von jeder der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe, wenn die Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder höher ist als der Schwellenwert.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung in einem ersten Zylinder einer ersten Zylindergruppe Anfetten von einem oder mehreren Zylindern der ersten Zylindergruppe; als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder Anfetten von einem oder mehreren Zylindern in jeder der ersten und einer zweiten Zylindergruppe; und als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung im ersten Zylinder Anfetten nur des ersten Zylinders.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion auf die intermittierende Vorzündung im ersten Zylinder Begrenzen einer Kraftmaschinenlast der ersten Zylindergruppe; als Reaktion auf die dauerhafte Vorzündung im ersten Zylinder Begrenzen einer Kraftmaschinenlast von jeder der ersten und der zweiten Zylindergruppe; und als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung im ersten Zylinder Aufrechterhalten einer Kraftmaschinenlast.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Kraftmaschine eine aufgeladene Kraftmaschine ist und wobei das Begrenzen einer Kraftmaschinenlast das Verringern einer Menge an Aufladung umfasst, wobei es ferner als Reaktion auf die vorübergehende Vorzündung das Verringern einer Erhöhungsrate der Aufladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die intermittierende Vorzündung umfasst, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder niedriger ist als ein Schwellenwert, während die Kraftmaschine sich in einem stationären Zustand befindet, wobei die dauerhafte Vorzündung umfasst, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder höher ist als der Schwellenwert, während sich die Kraftmaschine im stationären Zustand befindet, und wobei die vorübergehende Vorzündung umfasst, dass eine Anzahl von aufeinander folgenden Vorzündungsereignissen im ersten Zylinder höher ist als der Schwellenwert, während sich die Kraftmaschine in einem vorübergehenden Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei der stationäre Zustand umfasst, dass eine Änderungsrate eines Parameters, der eine Zylinderluftladung angibt, niedriger ist als ein Schwellenwert, und wobei der vorübergehende Zustand umfasst, dass eine Änderungsrate eines Parameters, der die Zylinderluftladung angibt, höher ist als ein Schwellenwert.