DE102012215176A1

DE102012215176A1 - Systeme und Verfahren zur Detektion einer stochastischen vorzeitigen Zündung

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Publication number: DE102012215176A1
Application number: DE102012215176A
Authority: DE
Inventors: Kenneth J. Buslepp; Daniel G. Brennan; Julian R. Verdejo; David S. Mathews
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: DE102012215176B4; US20130054109A1; CN102966479B; CN102966479A; US9097196B2

Abstract

Ein System für ein Fahrzeug umfasst ein Zeitstempelmodul, ein Zeitspannenbestimmungsmodul, ein Modul zur Anzeige einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Anzeigemodul) und ein SPI-Abhilfemodul. Das Zeitstempelmodul erzeugt einen ersten und zweiten Zeitstempel, wenn sich eine Kurbelwelle einer Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenzyklus in einer ersten bzw. zweiten Kurbelwellenposition befindet. Das Zeitspannenbestimmungsmodul bestimmt eine Zeitspanne zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel. Das SPI-Anzeigemodul zeigt auf der Grundlage der Zeitspanne selektiv an, dass ein SPI-Ereignis in einem Zylinder der Kraftmaschine aufgetreten ist. Das SPI-Abhilfemodul verstellt selektiv mindestens einen Kraftmaschinenbetriebsparameter in Ansprechen darauf, dass das SPI-Anzeigemodul anzeigt, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere eine stochastische vorzeitige Zündung (SPI von stochastic pre-ignition) in Brennkraftmaschinen.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Kraftmaschinensteuersysteme überwachen eine Position einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine. Die Drehzahl der Kurbelwelle (Kraftmaschinendrehzahl) und die Kurbelwellenbeschleunigung können auf der Grundlage der Kurbelwellenposition bestimmt werden. Nur als Beispiel können die Kraftstoffzufuhr, der Zündfunkenzeitpunkt, die Drosselklappenöffnung und/oder andere Kraftmaschinenparameter auf der Grundlage der Kurbelwellenposition, der Kraftmaschinendrehzahl und/oder der Beschleunigung gesteuert werden.
Ein Kurbelwellenpositionsüberwachungssystem umfasst typischerweise ein Steuermodul (z. B. ein Kraftmaschinensteuermodul), einen Kurbelwellenpositionssensor und ein mit Zähnen versehenes Rad, das sich mit der Kurbelwelle dreht. Das mit Zähnen versehen Rad kann eine Anzahl N von Zähnen aufweisen und der Kurbelwellenpositionssensor kann das Vorbeilaufen der Zähne überwachen. Der Kurbelwellenpositionssensor erzeugt Impulse in einem Kurbelwellenpositionssignal, wenn die Zähne des mit Zähnen versehenen Rades am Kurbelwellensensor vorbeilaufen.
Das Steuermodul bestimmt die Kurbelwellenposition auf der Grundlage der Impulse im Kurbelwellenpositionssignal. Das Steuermodul kann die Kurbelwellenposition in verschiedenen Kurbelwellenrotationsintervallen bestimmen. Als Beispiel kann das Steuermodul die Kurbelwellenposition in Intervallen bestimmen, die größer oder gleich 90° der Kurbelwellenrotation sind. Die Auflösung des Kurbelwellenpositionssignals (z. B. die Anzahl der Abtastwerte pro Kurbelwellenumdrehung) kann zunehmen, wenn die Intervalle abnehmen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System für ein Fahrzeug umfasst ein Zeitstempelmodul, ein Zeitspannenbestimmungsmodul, ein Modul zur Anzeige einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Anzeigemodul) und ein SPI-Abhilfemodul. Das Zeitstempelmodul erzeugt erste und zweite Zeitstempel, wenn sich eine Kurbelwelle einer Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenzyklus in ersten bzw. zweiten Kurbelwellenpositionen befindet. Das Zeitspannenbestimmungsmodul bestimmt eine Zeitspanne zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel. Das SPI-Anzeigemodul zeigt auf der Grundlage der Zeitspanne selektiv an, dass ein SPI-Ereignis in einem Zylinder der Kraftmaschine aufgetreten ist. Das SPI-Abhilfemodul verstellt selektiv mindestens einen Kraftmaschinenbetriebsparameter in Ansprechen darauf, dass das SPI-Anzeigemodul anzeigt, dass das SPI-Ereignis in dem Zylinder aufgetreten ist.
Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst, dass: erste und zweite Zeitstempel erzeugt werden, wenn sich eine Kurbelwelle einer Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenzyklus in ersten bzw. zweiten Kurbelwellenpositionen befindet; eine Zeitspanne zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel bestimmt wird; auf der Grundlage der Zeitspanne selektiv angezeigt wird, dass ein Ereignis mit einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Ereignis) in einem Zylinder aufgetreten ist; und mindestens ein Kraftmaschinenbetriebsparameter in Ansprechen auf die Anzeige, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist, selektiv verstellt wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 eine beispielhafte graphische Darstellung einer Veränderung der Zeitspanne (Delta-Zeitspanne) als Funktion der Kurbelwellenposition ist;
4 eine beispielhafte graphische Darstellung des Zylinderdrucks als Funktion der Kurbelwellenposition ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Detektieren und Anzeigen darstellt, ob in einem Zylinder ein Ereignis mit einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Ereignis) aufgetreten ist.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Bei der Verwendung hierin kann der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine elektronische Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa bei einem System-on-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten. Der Begriff ”Modul” kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code speichert, der vom Prozessor ausgeführt wird.
Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Microcode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren oder einer Gruppe von Ausführungsmaschinen ausgeführt werden kann. Beispielsweise können mehrere Kerne und/oder mehrere Threads eines Prozessors als Ausführungsmaschinen aufgefasst werden. Bei verschiedenen Implementierungen können Ausführungsmaschinen über einen Prozessor hinweg, über mehrere Prozessoren hinweg und über Prozessoren an mehreren Orten hinweg, wie etwa mehrere Server bei einer parallelen Verarbeitungsanordnung, gruppiert sein. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können von einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten enthalten. Beispiele ohne Einschränkung des nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtiger Speicher, magnetischer Massenspeicher und optischer Massenspeicher.
Ein Kurbelwellenpositionssensor erzeugt Impulse in einem Kurbelwellenpositionssignal, wenn Zähne eines mit N Zähnen versehenen Rades am Kurbelwellenpositionssensor vorbeilaufen. Das mit N Zähnen versehene Rad dreht sich gemeinsam mit einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine. Das mit N Zähnen versehene Rad kann Raum für beispielsweise 60 gleichmäßig voneinander beabstandete Zähne aufweisen (d. h. N = 60). Das mit N Zähnen versehene Rad kann 58 Zähne umfassen, die in etwa gleichmäßig beabstandet sind, und eine Lücke, bei der zwei etwa gleichmäßig beabstandete Zähne fehlen. Folglich kann ein gegebener Punkt (z. B. eine Kante) an jedem der Zähne (einschließlich der fehlenden Zähne) durch einen Rotationsabstand von etwa 6° getrennt sein (360°/60 = 6°).
Ein Steuermodul, etwa ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM), bestimmt verschiedene Parameter auf der Grundlage des Kurbelwellenpositionssignals. Nur als Beispiel kann das ECM die Kurbelwellenposition auf der Grundlage der Anzahl von Impulsen bestimmen, die in dem Kurbelwellenpositionssignal detektiert werden. Das ECM kann außerdem eine Zeitspanne zwischen zwei Impulsen (die zwei Zähnen entsprechen) bestimmen und eine Drehzahl der Kurbelwelle auf der Grundlage der Zeitspanne zwischen den zwei Impulsen und dem Rotationsabstand zwischen den zwei Zähnen bestimmen. Das ECM kann außerdem eine Beschleunigung und einen oder mehrere andere Parameter auf der Grundlage der Kurbelwellenposition bestimmen.
Unter bestimmten Umständen kann in einem Zylinder der Kraftmaschine ein Ereignis mit einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Ereignis) auftreten. Nur als Beispiel kann eine SPI auftreten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist (z. B. etwa 3000 Umdrehungen pro Minute) und eine Kraftmaschinenlast größer als eine vorbestimmte Last ist.
Das ECM der vorliegenden Offenbarung erzeugt Zeitstempel, wenn Impulse im Kurbelwellenpositionssignal detektiert werden. Das ECM bestimmt Zeitspannen zwischen aufeinander folgenden Zeitstempeln und es bestimmt Delta-Zeitspannen (Veränderungen bei der Zeitspanne) zwischen aufeinander folgenden Zeitspannen. Auf der Grundlage der Delta-Zeitspannen zeigt das ECM selektiv an, ob in einem Zylinder der Kraftmaschine ein SPI-Ereignis aufgetreten ist. Insbesondere zeigt das ECM auf der Grundlage einer Delta-Zeitspannendifferenz, die durch eine Veränderung beim Zylinderdruck bei einer gegebenen Kolbenposition durch ein plötzliches Ereignis verursacht wird, selektiv an, ob ein SPI-Ereignis in einem Zylinder aufgetreten ist.
Mit Bezug nun auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Eine Kraftmaschine 102 erzeugt ein Drehmoment für ein Fahrzeug. Durch einen Ansaugkrümmer 104 wird Luft in die Kraftmaschine 102 eingesaugt. Eine Luftströmung in die Kraftmaschine 102 hinein kann durch ein Drosselklappenventil 106 variiert werden. Ein Drosselklappenstellgliedmodul 108 (z. B. ein elektronischer Drosselklappencontroller) steuert ein Öffnen des Drosselklappenventils 106. Ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzventile, etwa das Kraftstoffeinspritzventil 110, vermischen Kraftstoff mit der Luft, um ein brennbares Luft/Kraftstoff-Gemisch auszubilden. Ein Kraftstoffstellgliedmodul 112 steuert das bzw. die Kraftstoffeinspritzventile.
Ein Zylinder 114 enthält einen Kolben (nicht gezeigt), der mit einer Kurbelwelle 118 gekoppelt ist. Obwohl die Kraftmaschine 102 so dargestellt ist, dass sie nur den Zylinder 114 enthält, kann die Kraftmaschine 102 mehr als einen Zylinder enthalten. Ein Verbrennungszyklus des Zylinders 114 kann vier Takte umfassen: einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt. Ein Kraftmaschinenzyklus umfasst, dass jeder der Zylinder einen Verbrennungszyklus durchläuft.
Während des Ansaugtakts nähert sich der Kolben einer tiefsten Position, und die Luft und der Kraftstoff können an den Zylinder 114 geliefert werden. Die tiefste Position kann als eine untere Totpunktposition (UT-Position) bezeichnet werden. Während des Verdichtungstakts treibt die Kurbelwelle 118 den Kolben zu einer höchsten Position und verdichtet das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 114. Die höchste Position kann als eine obere Totpunktposition (OT-Position) bezeichnet werden. Eine Zündkerze 120 kann bei verschiedenen Typen von Kraftmaschinen das Luft/Kraftstoff-Gemisch zünden. Ein Zündfunkenstellgliedmodul 122 steuert die Zündkerze 120.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben während des Arbeitstakts von der OT-Position weg und treibt die Kurbelwelle 118 rotatorisch an. Die Drehkraft (d. h. das Drehmoment) kann eine Quelle der Verdichtungskraft für einen Verdichtungstakt eines Verbrennungszyklus von einem oder mehreren Zylindern sein, der bzw. die dem Zylinder in einer vorbestimmten Zündreihenfolge folgen. Aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches resultierendes Abgas wird während des Auslasstakts aus dem Zylinder 114 ausgestoßen.
Ein Nockenwellenphasensteller 124 kann das Öffnen der Einlass- und/oder Auslassventile des Zylinders 114 steuern. Insbesondere steuert der Nockenwellenphasensteller 124 eine Drehung einer Nockenwelle (nicht gezeigt), um das Öffnen der Einlass- und/oder Auslassventile zu steuern. Ein Phasenstellerstellgliedmodul 126 steuert den Nockenwellenphasensteller 124.
Bei verschiedenen Implementierungen kann eine oder können mehrere Verstärkungsvorrichtungen, etwa eine Verstärkungsvorrichtung 127, implementiert sein. Bei Kraftmaschinensystemen mit Selbstansaugung sind die Verstärkungsvorrichtungen weggelassen. Die Verstärkungsvorrichtung 127 kann beispielsweise einen Turbolader oder einen Superlader umfassen. Die Verstärkungsvorrichtung 127 kann einen Druck im Ansaugkrümmer 104 erhöhen. Ein Verstärkungsstellgliedmodul 128 steuert die Verstärkungsvorrichtung 127. Die Verstärkung kann als ein Betrag beschrieben werden, um den der Druck im Ansaugkrümmer 104 höher als der Umgebungsdruck ist.
Ein Kurbelwellenpositionssensor 130 überwacht ein mit N Zähnen versehenes Rad 132 und erzeugt ein Kurbelwellenpositionssignal 134 auf der Grundlage einer Rotation des mit N Zähnen versehenen Rads 132. Nur als Beispiel kann der Kurbelwellenpositionssensor 130 einen Sensor mit einer variablen Reluktanz (VR-Sensor), einen Hall-Effekt-Sensor oder einen anderen geeigneten Typ eines Kurbelwellenpositionssensors umfassen. Das mit N Zähnen versehene Rad 132 dreht sich mit der Kurbelwelle 118.
Das mit N Zähnen versehene Rad 132 enthält Platz für N gleichmäßig beabstandete Zähne.
Der Kurbelwellenpositionssensor 130 erzeugt jedes Mal, wenn ein Zahn des mit N Zähnen versehenen Rads 132 (z. B. eine steigende oder eine fallende Kante des Zahns) am Kurbelwellenpositionssensor 130 vorbeiläuft, einen Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134. Folglich kann jeder Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 einer Winkeldrehung der Kurbelwelle 118 um einen Betrag entsprechen, der gleich 360° dividiert durch N ist.
Nur als Beispiel kann das mit N Zähnen versehene Rad 132 Platz für 60 gleichmäßig beabstandete Zähne enthalten (d. h. N = 60) und daher kann jeder Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 etwa 6° an Kurbelwellenrotation entsprechen (360°/60 = 6°/Zahn). Bei verschiedenen Implementierungen kann einer oder können mehrere der N Zähne weggelassen sein. Nur als Beispiel können bei verschiedenen Implementierungen zwei der N Zähne weggelassen sein. Der eine oder die mehreren fehlenden Zähne können verwendet werden, um den Abschluss einer Umdrehung der Kurbelwelle 118 anzuzeigen.
Die Kraftmaschine 102 gibt ein Drehmoment an ein Getriebe 140 aus. Das Getriebe 140 kann ein manuelles Schaltgetriebe, ein Automatikgetriebe, ein automatisches Schaltgetriebe oder einen anderen geeigneten Getriebetyp umfassen. Das Getriebe 140 kann ein Drehmoment über eine Getriebeausgabewelle 142 und einen Endantrieb (nicht gezeigt) an ein oder mehrere Räder (nicht gezeigt) ausgeben.
Obwohl der Rotationsabstand zwischen aufeinander folgenden Zähnen des mit N Zähnen versehenen Rads 132 gleich sein sollte (z. B. bei dem vorstehenden Beispiel 6°), können die Rotationsabstände zwischen aufeinander folgenden Zähnen variieren. Die Variation kann beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, Variationen von Teil zu Teil, Verschleiß, Sensorvariationen und/oder einer oder mehrerer anderer Quellen entstehen.
Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 160 kann den Abstand zwischen jedem Paar aufeinander folgender Zähne des mit N Zähnen versehenen Rads 132 selektiv lernen. Das ECM 160 bestimmt eine Position der Kurbelwelle 118 auf der Grundlage des Kurbelwellenpositionssignals und der Abstände zwischen den Zähnen. Das ECM 160 überwacht die Zeitspanne zwischen aufeinander folgenden Zähnen und erzeugt eine Kraftmaschinendrehzahl auf der Grundlage der Zeitspanne zwischen aufeinander folgenden Zähnen und des Abstands zwischen den Zähnen. Die Kraftmaschinendrehzahl bei einer gegebenen Kurbelwellenposition entspricht einer augenblicklichen Kraftmaschinendrehzahl (Drehzahl der Kurbelwelle 118) bei der Kurbelwellenposition. Das ECM 160 überwacht außerdem die Veränderung zwischen aufeinander folgenden Zeitspannen (Delta-Zeitspanne) und kann eine Beschleunigung auf der Grundlage der Veränderung bei der Zeitspanne erzeugen.
Das ECM 160 speichert die Delta-Zeitspannen für den Zylinder 114, wenn sich die Kurbelwelle 118 innerhalb eines vorbestimmten Positionsbereichs für den Zylinder 114 befindet. Das ECM 160 kann die Delta-Zeitspannen für den Zylinder 114 für jeden Kraftmaschinenzyklus speichern. Wenn die Delta-Zeitspannen für den Zylinder 114 für eine vorbestimmte Anzahl von Kraftmaschinenzyklen gespeichert worden sind, kann das ECM 160 auf der Grundlage einer Veränderung bei der Delta-Zeitspanne bei einer gegebenen Position relativ zu der Delta-Zeitspanne bei der gegebenen Position von vorherigen und nachfolgenden Zündereignissen des Zylinders 114 feststellen, ob in dem Zylinder 114 ein Ereignis mit einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Ereignis) aufgetreten ist. Außerdem kann das ECM 160 ein Niveau des SPI-Ereignisses auf der Grundlage einer Veränderung bei der Kurbelwellenposition, bei der ein Spitzenwert der Delta-Zeitspanne auftritt, bestimmen. SPI-Ereignisse können eine Beschädigung der Kraftmaschine verursachen, wenn sie nicht detektiert und/oder nicht abgestellt werden. Eine SPI unterscheidet sich von einer Fehlzündung und vom Klopfen.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des ECM 160 dargestellt. Ein Kraftstoffsteuermodul 202 erzeugt ein Kraftstoffsignal und das Kraftstoffstellgliedmodul 112 steuert die Menge und den Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage des Kraftstoffsignals. Ein Zündfunkensteuermodul 204 kann ein Zündfunkensignal erzeugen und das Zündfunkenstellgliedmodul 122 kann einen Zündfunkenzeitpunkt auf der Grundlage des Zündfunkensignals steuern. Ein Verstärkungssteuermodul 206 kann ein Verstärkungssignal erzeugen und das Verstärkungsstellgliedmodul 128 kann die Verstärkungsvorrichtung 127 auf der Grundlage des Verstärkungssignals steuern.
Ein Impulsdetektionsmodul 210 empfängt das Kurbelwellenpositionssignal 134, das unter Verwendung des Kurbelwellenpositionssensors 130 erzeugt wurde. Das Impulsdetektionsmodul 210 kann eine Anzeige 214 erzeugen, wenn im Kurbelwellenpositionssignal 134 ein Impuls detektiert wird. Das Impulsdetektionsmodul 210 kann eine Anzeige jedes Mal erzeugen, wenn ein Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 detektiert wird. Das Impulsdetektionsmodul 210 kann außerdem anzeigen, ob ein Impuls anzeigt, dass der Zahn in eine Vorwärtsrichtung oder eine Rückwärtsrichtung vorbeigelaufen ist.
Ein Positionsbestimmungsmodul 218 kann eine Kurbelwellenposition 222 auf der Grundlage der Anzahl von Impulsen bestimmen, die im Kurbelwellenpositionssignal 134 detektiert wurden. Das Positionsbestimmungsmodul 218 kann die Kurbelwellenposition 222 außerdem auf der Grundlage dessen bestimmen, ob die Zähne in die Vorwärtsrichtung oder die Rückwärtsrichtung vorbeilaufen. Das Positionsbestimmungsmodul 218 kann die Kurbelwellenposition 222 beispielsweise unter Verwendung eines Kalman-Filters, eines Tschebyscheff-Filters, eines Typ II Butterworth-Filters oder eines anderen geeigneten Filtertyps erzeugen. Die Kurbelwellenposition 222 kann einer Winkelposition der Kurbelwelle 118 zu einem gegebenen Zeitpunkt entsprechen.
Ein Zeitstempelmodul 226 erzeugt einen Zeitstempel 230, wenn ein Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 detektiert wird. Das Zeitstempelmodul 226 erzeugt jedes Mal einen Zeitstempel, wenn ein Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 detektiert wird. Das Zeitstempelmodul 226 kann die Zeitstempel in einem Zeitstempelspeichermodul 234 jeweils durch die Kurbelwellenpositionen 222, die den Zeitstempeln entsprechen, indizieren. Das Zeitstempelmodul 226 kann die Zeitstempel im Zeitstempelspeichermodul 234 durch den Kraftmaschinenzyklus indizieren. Eine Beispieltabelle, welche die in dem Zeitstempelspeichermodul 234 gespeicherten Daten darstellt, ist nachstehend gezeigt.

Kurbelwellenposition 222 Zeitstempel 230

CP₁ T₁

CP₂ T₂

CP₃ T₃

... ...

CP_M T_M
CP₁ ist ein erster Wert der Kurbelwellenposition 222, der einem ersten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 entspricht, CP₂ ist ein zweiter Wert der Kurbelwellenposition 222, der einem zweiten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 entspricht, CP₃ ist ein dritter Wert der Kurbelwellenposition 222, der einem dritten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 entspricht, und CP_M ist ein M-ter Wert der Kurbelwellenposition 222, der einem M-ten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 entspricht. M ist eine positive ganze Zahl größer als Eins. T₁ ist ein erster Zeitstempel, der dem ersten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 (und der ersten Kurbelwellenposition) entspricht, und T₂ ist ein zweiter Zeitstempel, der dem zweiten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 (und der zweiten Kurbelwellenposition) entspricht. T₃ ist ein dritter Zeitstempel, der dem dritten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 (und der dritten Kurbelwellenposition) entspricht und T_M ist ein M-ter Zeitstempel, der dem M-ten Impuls im Kurbelwellenpositionssignal 134 (und der M-ten Kurbelwellenposition) entspricht.
Ein Zeitspannenbestimmungsmodul 238 bestimmt eine Zeitspanne 242 für die Kurbelwellenposition 222 auf der Grundlage des Zeitstempels 230 für die Kurbelwellenposition 222 und eines Zeitstempels für eine letzte Kurbelwellenposition. Nur als Beispiel kann das Zeitspannenbestimmungsmodul 238 die Zeitspanne 242 gleich der Zeitspanne zwischen dem Zeitstempel 230 für die Kurbelwellenposition 222 und dem Zeitstempel für die letzte Kurbelwellenposition setzen. Eine Beispieltabelle, die den Wert der Zeitspanne 242 bei verschiedenen Kurbelwellenpositionen veranschaulicht, ist nachstehend dargestellt.

Kurbelwellenposition 222 Zeitstempel 230 Zeitspanne 242

CP₁ T₁ P₁ = T₁ – T₀

CP₂ T₂ P₂ = T₂ – T₁

CP₃ T₃ P₃ = T₃ – T₂

... ... ...

CP_M T_M P_M = T_M – T_M-1
P₁ ist die Zeitspanne 242, die der ersten Kurbelwellenposition (CP₁) entspricht, P₂ ist die Zeitspanne 242, die der zweiten Kurbelwellenposition (CP₂) entspricht, P₃ ist die Zeitspanne 242, die der dritten Kurbelwellenposition (CP₃) entspricht und P_M ist die Zeitspanne 242, die der M-ten Kurbelwellenposition (CP_M) entspricht. Die Zeitspanne 242 für eine gegebene Kurbelwellenposition 222 kann verwendet werden, um eine augenblickliche Kraftmaschinendrehzahl bei der gegebenen Kurbelwellenposition 222 zu erzeugen, wie nachstehend weiter erörtert wird.

Ein Delta-Zeitspannen-Bestimmungsmodul 246 bestimmt eine Delta-Zeitspanne 250 für die Kurbelwellenposition 222 auf der Grundlage der Zeitspanne 242 für die Kurbelwellenposition 222 und einer Zeitspanne für eine letzte Kurbelwellenposition. Nur als Beispiel kann das Delta-Zeitspannen-Bestimmungsmodul 246 die Delta-Zeitspanne 250 auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Zeitspanne 242 für die Kurbelwellenposition 222 und der Zeitspanne für die letzte Kurbelwellenposition setzen. Eine Beispieltabelle, die den Wert der Delta-Zeitspanne 250 für verschiedene Kurbelwellenpositionen veranschaulicht, ist nachstehend dargestellt.

Kurbelwellenposition 222	Zeitstempel 230	Zeitspanne 242	Delta-Zeitspanne 250
CP₁	T₁	P₁ = T₁ – T₀	DP₁ = P₁ – P₀
CP₂	T₂	P₁ = T₂ – T₁	DP₂ = P₂ – P₁
CP₃	T₃	P₃ = T₂ – T₂	DP₃ = P₃ – P₂
...	...	...	...
CP_M	T_M	P_M = T_M – T_M-1	DP_M = P_M – P_M-1

DP₁ ist die Delta-Zeitspanne 250, die der ersten Kurbelwellenposition (CP₁) entspricht, DP₂ ist die Delta-Zeitspanne 250, die der zweiten Kurbelwellenposition (CP₂) entspricht, DP₃ ist die Delta-Zeitspanne 250, die der dritten Kurbelwellenposition (CP₃) entspricht und DP_M ist die Delta-Zeitspanne 250, die der M-ten Kurbelwellenposition (CP_M) entspricht. Die Delta-Zeitspanne 250 für eine gegebene Kurbelwellenposition 222 kann verwendet werden, um eine augenblickliche (Kurbelwellen-)Beschleunigung bei der gegebenen Kurbelwellenposition 222 zu erzeugen.
Ein Speichersteuermodul 254 speichert selektiv die Delta-Zeitspanne 250 mit der zugehörigen Kurbelwellenposition 222 in einem Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258. Das Speichersteuermodul 254 ordnet die Delta-Zeitspanne 250 dem Zylinder 114 in dem Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258 zu. Das Speichersteuermodul 254 ordnet außerdem die Delta-Zeitspanne 250 einem Kraftmaschinenzyklus zu, in welchem die Kurbelwellenposition 222 aufgetreten ist. Auf diese Weise enthält das Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258 Delta-Zeitspannen, die für Zylinder und Kraftmaschinenzyklen spezifisch sind.

Das Speichersteuermodul 254 kann auf der Grundlage der entsprechenden Kurbelwellenposition 222 und eines vorbestimmten Kurbelwellenpositionsbereichs für den Zylinder 114 bestimmen, ob die Delta-Zeitspanne 250 im Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258 für den Zylinder 114 und den gegenwärtigen Kraftmaschinenzyklus gespeichert werden soll. Das Speichersteuermodul 254 kann die Delta-Zeitspanne 250 in dem Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258 speichern, wenn die Kurbelwellenposition 222 innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenpositionsbereichs für den Zylinder 114 liegt. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Kurbelwellenpositionsbereich zwischen etwa 20 Grad (°), bevor der Kolben die OT-Position (VOT) im Zylinder 114 erreicht, und etwa 40°, nachdem der Kolben die OT-Position erreicht (NOT), liegen. Eine Beispieltabelle, welche die Daten veranschaulicht, die in dem Delta-Zeitspannen-Speichermodul 258 gespeichert sind, wird nachstehend bereitgestellt.

Kraftmaschinenzyklus	Zylinder	Kurbelwellenposition 222	Delta-Zeitspanne 250
1	112	CP₁	DP₁
1	112	CP₂	DP₂
1	112	CP₃	DP₃
...	112	...	...
2	112	CP₁	DP₁
2	112	CP₂	DP₂
2	112	CP₃	DP₃
...	112	...	...
3	112	CP₁	DP₁
3	112	CP₂	DP₂
3	112	CP₃	DP₃
...	112	...	...

3 enthält eine beispielhafte graphische Darstellung der Delta-Zeitspanne 250, die als Funktion einer Kurbelwellenposition 302 für drei aufeinander folgende Kraftmaschinenzyklen aufgezeichnet ist. Mit Bezug nun auf 2 und 3 zeichnet eine beispielhafte Kurve 304 die Delta-Zeitspanne 250 als Funktion der Kurbelwellenposition 302 während eines letzten abgeschlossenen Kraftmaschinenzyklus (n) nach. Eine beispielhafte Kurve 308 zeichnet die Delta-Zeitspanne 250 als Funktion der Kurbelwellenposition 302 während eines vorletzten Kraftmaschinenzyklus (n – 1) nach. Eine beispielhafte Kurve 312 zeichnet die Delta-Zeitspanne 250 als Funktion der Kurbelwellenposition 302 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, der dem vorletzten Kraftmaschinenzyklus (n – 1) unmittelbar vorausging (n – 2).
Ein SPI-Anzeigemodul 262 erzeugt selektiv eine SPI-Anzeige 266 auf der Grundlage der Delta-Zeitspannen für die letzten drei Kraftmaschinenzyklen (n, n – 1, und n – 2). Die SPI-Anzeige 266 zeigt an, ob ein SPI-Ereignis im Zylinder 114 während des Kraftmaschinenzyklus n – 1 aufgetreten ist.
Das SPI-Anzeigemodul 262 kann jeweils durchschnittliche Delta-Zeitspannen für die Kurbelwellenpositionen in dem vorbestimmten Bereich bestimmen. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die durchschnittlichen Delta-Zeitspannen für die Kurbelwellenpositionen jeweils auf der Grundlage der Delta-Zeitspannen für die Kurbelwellenpositionen der Kraftmaschinenzyklen n und n – 2 bestimmen. Nur als Beispiel kann das SPI-Anzeigemodul 262 für eine gegebene Kurbelwellenposition 316 die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition 316 auf der Grundlage des Durchschnitts der Delta-Zeitspanne für den Kraftmaschinenzyklus n 320 und der Delta-Zeitspanne für den Kraftmaschinenzyklus n – 2 324 bestimmen. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für jede der anderen Kurbelwellenpositionen auf ähnliche Weise bestimmen. Eine Beispieltabelle durchschnittlicher Delta-Zeitspannen ist nachstehend dargestellt.
ADP₁ ist die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für die erste Kurbelwellenposition 222, ADP₂ ist die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für die zweite Kurbelwellenposition 222, ADP₃ ist die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für die dritte Kurbelwellenposition 222 und ADP_M ist die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für die M-te Kurbelwellenposition 222. DP₁(n – 2) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die erste Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 2, DP₁(n) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die erste Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n, DP₂(n – 2) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die zweite Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 2, und DP₂(n) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die zweite Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n. DP₃(n – 2) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die dritte Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 2, DP₃(n) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die dritte Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n, DP_M(n – 2) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die M-te Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 2, und DP_M(n) ist die Delta-Zeitspanne 250 für die M-te Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n.

Das SPI-Anzeigemodul 262 kann Delta-Zeitspannendifferenzen jeweils für die Kurbelwellenpositionen innerhalb des vorbestimmten Bereichs bestimmen. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die Delta-Zeitspannendifferenzen für die Kurbelwellenpositionen jeweils auf der Grundlage der Delta-Zeitspannen und der durchschnittlichen Delta-Zeitspannen für die Kurbelwellenpositionen bestimmen. Nur als Beispiel kann das SPI-Anzeigemodul 262 bei einer gegebenen Kurbelwellenposition die Delta-Zeitspannendifferenz auf der Grundlage der Differenz zwischen der durchschnittlichen Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition und der Delta-Zeitspanne 250 für die Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1 bestimmen. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die Delta-Zeitspannendifferenz für jede andere Kurbelwellenposition auf ähnliche Weise bestimmen. Eine Beispieltabelle von Delta-Zeitspannendifferenzen ist nachstehend dargestellt.

Kurbelwellenposition 222	Delta-Zeitspannendifferenz
CP₁	DPD₁ = DP₁(n – 1) – ADP₁
CP₂	DPD₂ = DP₂(n – 1) – ADP₂
CP₃	DPD₃ = DP₃(n – 1) – ADP₃
...
CP_M	DPD_M = DP_M(n – 1) – ADP_M

DPD₁ ist die Delta-Zeitspannendifferenz für die erste Kurbelwellenposition, DPD₂ ist die Delta-Zeitspannendifferenz für die zweite Kurbelwellenposition, DPD₃ ist die Delta-Zeitspannendifferenz für die dritte Kurbelwellenposition und DPD_M ist die Delta-Zeitspannendifferenz für die M-te Kurbelwellenposition. DP₁ ist die Delta-Zeitspanne für die erste Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1, DP₂ ist die Delta-Zeitspanne für die zweite Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1, DP₃ ist die Delta-Zeitspanne für die dritte Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1 und DP_M ist die Delta-Zeitspanne für die M-te Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1.
Das SPI-Anzeigemodul 262 kann auf der Grundlage einer oder mehrerer der Delta-Zeitspannendifferenzen bestimmen, ob ein SPI-Ereignis im Zylinder 114 während des Kraftmaschinenzyklus n – 1 aufgetreten ist. Nur als Beispiel kann das SPI-Anzeigemodul 262 bestimmen, dass ein SPI-Ereignis im Zylinder 114 während des Kraftmaschinenzyklus n – 1 aufgetreten ist, wenn eine oder mehrere der Delta-Zeitspannendifferenzen größer als ein vorbestimmter Wert ist bzw. sind. Anders ausgedrückt kann das SPI-Anzeigemodul 262 bestimmen, dass ein SPI-Ereignis im Zylinder 114 während des Kraftmaschinenzyklus n – 1 nicht aufgetreten ist, wenn die Delta-Zeitspannendifferenzen alle kleiner als der vorbestimmte Wert sind. Der vorbestimmte Wert kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise so eingestellt werden, dass er einer Druckänderung im Zylinder 114 von etwa 3,0 Megapascal (MPa) oder einem anderen geeigneten Wert entspricht. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die SPI-Anzeige 266 auf einen aktiven Zustand setzen, wenn ein SPI-Ereignis aufgetreten ist. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann die SPI-Anzeige 266 auf einen inaktiven Zustand setzen, wenn ein SPI-Ereignis nicht aufgetreten ist.
Wenn ein SPI-Ereignis aufgetreten ist, kann das SPI-Anzeigemodul 262 außerdem ein Niveau für das SPI-Ereignis bestimmen und anzeigen. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann einen Spitzendruck für den Kraftmaschinenzyklus n – 1 bestimmen. Der Spitzendruck kann der Delta-Zeitspanne 250 für den Kraftmaschinenzyklus n – 1 entsprechen, bei der ein größter Druck im Zylinder 114 aufgetreten ist. Das SPI-Anzeigemodul 262 kann das Niveau des SPI-Ereignisses auf der Grundlage der Kurbelwellenposition 222 bestimmen, die der Delta-Zeitspanne 250 mit dem größten Wert entspricht.
Mit Bezug nun auf 4 ist eine beispielhafte graphische Darstellung des Zylinderdrucks 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 dargestellt. Ein Zündfunkenzeitpunkt für jede beispielhafte Kurve tritt etwa bei einer Kurbelwellenposition 412 auf. Eine beispielhafte Kurve 416 zeichnet den Zylinderdruck 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, der einen minimalen Zylinderdruck durchlaufen hat. Eine beispielhafte Kurve 420 zeichnet den Zylinderdruck 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, der einen durchschnittlichen Zylinderdruck durchlaufen hat. Eine beispielhafte Kurve 424 zeichnet den Zylinderdruck 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, der einen maximalen Zylinderdruck durchlaufen hat.
Eine beispielhafte Kurve 428 zeichnet den Zylinderdruck 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, bei dem ein SPI-Ereignis aufgetreten ist und kein Klopfen aufgetreten ist. Eine beispielhafte Kurve 432 zeichnet den Zylinderdruck 404 als Funktion der Kurbelwellenposition 408 während eines Kraftmaschinenzyklus nach, bei dem ein SPI-Ereignis aufgetreten ist und ein Klopfen aufgetreten ist. Wie in 4 dargestellt ist, verändert sich der Spitzenzylinderdruck (wandert in 4 vorwärts), wenn die Zylinderdruckbedingungen zunehmend anzeigen, dass ein SPI-Ereignis aufgetreten ist.
Wieder mit Bezug auf 2 können SPI-Ereignisse auftreten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist und ein Kraftmaschinenlastparameter größer als ein vorbestimmter Lastwert ist. Ein Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 270 kann eine Kraftmaschinendrehzahl 272 für die Kurbelwellenposition 222 auf der Grundlage der Zeitspanne 242 und des Abstands zwischen den zwei Zähnen, welche der Kurbelwellenposition 222 und der letzten Kurbelwellenposition entsprechen, bestimmen. Die Kraftmaschinendrehzahl 272 kann einer augenblicklichen Kraftmaschinendrehzahl bei der Kurbelwellenposition 222 entsprechen. Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 270 kann die Kraftmaschinendrehzahl 272 beispielsweise unter Verwendung eines Kalman-Filters, eines Tschebyscheff-Filters, eines Typ II Butterworth-Filters oder eines anderen geeigneten Filtertyps erzeugen.
Bei verschiedenen Implementierungen kann ein mittlerer effektiver Bremsdruck (BMEP) als der Kraftmaschinenlastparameter verwendet werden. Bei anderen Implementierungen können andere geeignete Kraftmaschinenlastparamater verwendet werden. Ein BMEP-Bestimmungsmodul 274 bestimmt einen BMEP 276 auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl 272. Nur als Beispiel kann eine für einen Verbrennungszyklus des Zylinders 114 angezeigte Arbeit auf der Grundlage von Quadraten von zwei oder mehr Kraftmaschinendrehzahlen jeweils bei vorbestimmten Kurbelwellenpositionen des Verbrennungszyklus erzeugt werden. Ein angezeigter mittlerer Effektivdruck (IMEP) des Verbrennungszyklus des Zylinders 114 kann auf der Grundlage der angezeigten Arbeit und des Hubraums der Kraftmaschine 102 erzeugt werden. Ein BMEP kann auf der Grundlage des IMEP bestimmt werden.
Auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl 272 und des BMEP 276 über die Kraftmaschinenzyklen n – 2, n – 1 und n aktiviert und deaktiviert ein Aktivierungsmodul 280 selektiv das SPI-Anzeigemodul 262. Nur als Beispiel kann das Aktivierungsmodul 280 das SPI-Anzeigemodul 262 deaktivieren, wenn die Kraftmaschinendrehzahl 272 während der Kraftmaschinenzyklen n – 2, n – 1 und n mindestens einmal größer als die vorbestimmte Drehzahl ist und/oder der BMEP 276 während der Kraftmaschinenzyklen n – 2, n – 1 und n mindestens einmal kleiner als der vorbestimmte Lastwert ist. Auf diese Weise verhindert das Aktivierungsmodul 280, dass das SPI-Anzeigemodul 262 anzeigt, dass ein SPI-Ereignis aufgetreten ist, wenn die Kraftmaschinendrehzahl 272 größer als die vorbestimmte Drehzahl war und/oder der BMEP 276 größer als der vorbestimmte Lastwert war.
Andererseits kann das Aktivierungsmodul 280 das SPI-Anzeigemodul 262 aktivieren, wenn die Kraftmaschinendrehzahl 272 während der Kraftmaschinenzyklen n – 2, n – 1 und n kleiner als die vorbestimmte Drehzahl bleibt und der BMEP 276 während der Kraftmaschinenzyklen n – 2, n – 1 und n größer als der vorbestimmte Lastwert bleibt. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Drehzahl etwa 3000 Umdrehungen pro Minute (U/min) oder eine andere geeignete Drehzahl sein, und der vorbestimmte Lastwert kann etwa 13 bar BMEP oder ein anderer geeigneter Wert sein.
Ein SPI-Abhilfemodul 284 verstellt selektiv mindestens einen Kraftmaschinenbetriebsparameter in Ansprechen darauf, dass das SPI-Anzeigemodul 262 anzeigt, dass ein SPI-Ereignis aufgetreten ist. Nur als Beispiel kann das SPI-Abhilfemodul 284, wenn ein SPI-Ereignis aufgetreten ist, befehlen, dass das Kraftstoffsteuermodul 202 den bereitgestellten Kraftstoffbetrag erhöht, um ein fetteres Luft/Kraftstoff-Gemisch bereitzustellen. Das SPI-Abhilfemodul 284 kann befehlen, dass das Kraftstoffsteuermodul 202 den Betrag an Kraftstoff erhöht, der an den Zylinder 114 geliefert wird. Zudem oder alternativ kann das SPI-Abhilfemodul 284 befehlen, dass das Verstärkungssteuermodul 206 den Betrag an Verstärkung reduziert, der von der Verstärkungsvorrichtung 127 bereitgestellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das SPI-Abhilfemodul 284 befehlen, dass das Zündfunkensteuermodul 204 eine Klopfsteuerung deaktiviert und die Zündfunkenzeitpunkte unter Verwendung eines vorbestimmten Satzes von optimalen Zündfunkenzeitpunkten einstellt. Das SPI-Abhilfemodul 284 kann zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere andere geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen.
Mit Bezug nun auf 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Detektieren und Anzeigen, ob ein SPI-Ereignis aufgetreten ist, zeigt. Die Steuerung kann mit 504 beginnen, bei dem die Steuerung die Delta-Zeitspannen für den Kraftmaschinenzyklus n (den letzten Kraftmaschinenzyklus) bestimmt und selektiv speichert.
Bei 508 bestimmt die Steuerung, ob der Kraftmaschinenzyklus n abgeschlossen ist. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit 512 fort. Wenn nicht, kehrt sie zu 504 zurück. Bei 512 bestimmt die Steuerung, ob während der Kraftmaschinenzyklen n, n – 1 oder n – 2 die Kraftmaschinendrehzahl 272 mindestens einmal größer als die vorbestimmte Drehzahl war und/oder ob der BMEP 276 mindestens einmal kleiner als der vorbestimmte Lastwert war. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung bei 516 die Detektion und Anzeige von SPI-Ereignissen deaktivieren und die Steuerung kann enden. Wenn nicht, kann die Steuerung mit 520 fortfahren.
Bei 520 bestimmt die Steuerung die durchschnittlichen Delta-Zeitspannen. Die Steuerung bestimmt die durchschnittliche Delta-Zeitspanne für eine Kurbelwellenposition auf der Grundlage des Durchschnitts der Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n und der Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 2. Bei 524 bestimmt die Steuerung die Delta-Zeitspannendifferenzen. Die Steuerung bestimmt die Delta-Zeitspannungsdifferenz für eine Kurbelwellenposition auf der Grundlage einer Differenz zwischen der durchschnittlichen Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition und der Delta-Zeitspanne für die Kurbelwellenposition des Kraftmaschinenzyklus n – 1.
Bei 528 bestimmt die Steuerung, ob eine oder mehrere der Delta-Zeitspannendifferenzen größer als der vorbestimmte Wert ist bzw. sind. Wenn nicht, kann die Steuerung bei 532 anzeigen, dass während des Kraftmaschinezyklus n – 1 ein SPI-Ereignis nicht aufgetreten ist, und die Steuerung kann enden. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 536 fortfahren. Der vorbestimmte Wert kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise so eingestellt sein, dass er einer Druckveränderung im Zylinder 114 von etwa 3,0 Megapascal (MPa) oder einem anderen geeigneten Wert entspricht.
Bei 536 kann die Steuerung anzeigen, dass während des Kraftmaschinenzyklus n – 1 ein SPI-Ereignis aufgetreten ist und eine Gegenmaßnahme ergreifen. Gegenmaßnahmen können beispielsweise umfassen, dass ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit angereichertem Kraftstoff an den Zylinder 114 geliefert wird, dass die Verstärkung verringert wird, dass die Verwendung des vorbestimmten Satzes von optimalen Zündfunkenzeitpunkten befohlen wird und/oder eine oder mehrere andere geeignete Gegenmaßnahmen.
Bei 540 kann die Steuerung die Kurbelwellenposition bestimmen, bei der während der Kraftmaschinenzyklen n, n – 1 und n – 2 der Spitzendruck aufgetreten ist. Die Steuerung kann bei 544 ein Niveau des SPI-Ereignisses auf der Grundlage der Kurbelwellenposition bestimmen, bei der der Spitzendruck bei dem Kraftmaschinenzyklus n – 1 aufgetreten ist. Die Steuerung kann das Niveau des SPI-Ereignisses ferner auf der Grundlage einer oder mehrerer anderer Kurbelwellenpositionen bestimmen, bei denen Spitzendrücke aufgetreten sind oder auftreten sollten. Dann kann die Steuerung enden. Obwohl die Steuerung so gezeigt ist, dass sie endet, kann 5 eine Steuerschleife veranschaulichen und die Steuerung kann zu 504 zurückkehren.
Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden.

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend, dass: ein erster und ein zweiter Zeitstempel erzeugt werden, wenn sich eine Kurbelwelle einer Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenzyklus in einer ersten bzw. zweiten Kurbelwellenposition befindet; eine Zeitspanne zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel bestimmt wird; auf der Grundlage der Zeitspanne selektiv angezeigt wird, dass ein Ereignis mit einer stochastischen vorzeitigen Zündung (SPI-Ereignis) in einem Zylinder der Kraftmaschine aufgetreten ist; und in Ansprechen auf die Anzeige, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist, mindestens ein Kraftmaschinenbetriebsparameter selektiv verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine erste Differenz zwischen der Zeitspanne und einer zweiten Zeitspanne bestimmt wird; ein dritter Zeitstempel erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle während des Kraftmaschinenzyklus in einer dritten Position befindet; die zweite Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitstempel und dem dritten Zeitstempel bestimmt wird; und auf der Grundlage der ersten Differenz selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass: vierte, fünfte und sechste Zeitstempel erzeugt werden, wenn sich die Kurbelwelle während eines zweiten Kraftmaschinenzyklus in der ersten, zweiten bzw. dritten Kurbelwellenposition befindet; siebte, achte und neunte Zeitstempel erzeugt werden, wenn sich die Kurbelwelle während eines dritten Kraftmaschinenzyklus in der ersten, zweiten bzw. dritten Kurbelwellenposition befindet; eine dritte Zeitspanne zwischen dem vierten und fünften Zeitstempel bestimmt wird; eine vierte Zeitspanne zwischen dem fünften und sechsten Zeitstempel bestimmt wird; eine fünfte Zeitspanne zwischen dem siebten und achten Zeitstempel bestimmt wird; eine sechste Zeitspanne zwischen dem achten und neunten Zeitstempel bestimmt wird; eine zweite Differenz zwischen der dritten Zeitspanne und der vierten Zeitspanne bestimmt wird; eine dritte Differenz zwischen der fünften Zeitspanne und der sechsten Zeitspanne bestimmt wird; und ferner auf der Grundlage der zweiten und dritten Differenz selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass auf der Grundlage der ersten Differenz, der zweiten Differenz und der dritten Differenz selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis während des zweiten Kraftmaschinenzyklus im Zylinder aufgetreten ist, wobei der zweite Kraftmaschinenzyklus dem Kraftmaschinenzyklus folgt, und wobei der dritte Kraftmaschinenzyklus dem zweiten Kraftmaschinenzyklus folgt.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass: ein Durchschnitt aus der zweiten und dritten Differenz bestimmt wird; und auf der Grundlage des Durchschnitts und der ersten Differenz selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass auf der Grundlage einer vierten Differenz zwischen dem Durchschnitt und der ersten Differenz selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass selektiv angezeigt wird, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist, wenn eine vierte Differenz zwischen dem Durchschnitt und der ersten Differenz größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das selektive Anzeigen aktiviert wird, wenn eine Kraftmaschinendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist und ein mittlerer effektiver Bremsdruck (BMEP) größer als ein vorbestimmter BMEP ist; und das selektive Anzeigen deaktiviert wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist und/oder der BMEP kleiner als der vorbestimmte BMEP ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Ausgabe einer Verstärkungsvorrichtung in Ansprechen auf die Anzeige, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist, verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit angereichertem Kraftstoff in Ansprechen auf die Anzeige, dass das SPI-Ereignis im Zylinder aufgetreten ist, an den Zylinder geliefert wird.