DE102014102342A1

DE102014102342A1 - System und verfahren zum steuern eines motors in einem zweistofffahrzeug, um einen schaden an einem katalysator aufgrund einer motorfehlzündung zu verhindern

Info

Publication number: DE102014102342A1
Application number: DE102014102342.0A
Authority: DE
Inventors: Tameem K. Assaf; Louis A. Avallone
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: US20140257674A1; US9494090B2; CN104033311A; DE102014102342B4

Abstract

Ein System gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fehlzündungsdetektionsmodul und ein Kraftstoffsteuermodul. Das Fehlzündungsdetektionsmodul detektiert eine Fehlzündung in einem Zylinder eines Motors. Das Kraftstoffsteuermodul steuert ein erstes Kraftstoffsystem, um einen ersten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern, und steuert ein zweites Kraftstoffsystem, um einen zweiten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern. Der erste Kraftstoff und der zweite Kraftstoff sind verschiedene Typen von Kraftstoff. Das Kraftstoffsteuermodul schaltet selektiv von einer Lieferung des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder zu einer Lieferung des zweiten Kraftstoffs zu dem Zylinder, wenn eine Fehlzündung in dem Zylinder detektiert wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Motors, um einen Schaden an einem Katalysator aufgrund einer Motorfehlzündung in einem Zweistofffahrzeug bzw. Bi-Fuel-Fahrzeug zu verhindern.
HINTERGRUND
Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzulegen. Die Arbeit der vorliegend genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung eventuell nicht anderweitig als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit gegenüber der vorliegenden Offenbarung als Stand der Technik zulässig.
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird über eine Drosselklappe reguliert. Genauer stellt die Drosselklappe die Drosselklappenfläche ein, was die Luftströmung in den Motor erhöht oder verringert. Wenn die Drosselklappenfläche zunimmt, nimmt der Luftdurchsatz in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch für die Zylinder vorzusehen und/oder einen gewünschten Drehmomentausgang zu erreichen. Ein Erhöhen des Betrages an Luft und Kraftstoff, der an die Zylinder geliefert wird, erhöht die Drehmomentabgabe des Motors.
In fremdgezündeten Motoren löst ein Zündfunken eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei kompressionsgezündeten Motoren verbrennt eine Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Die Zündeinstellung und Luftströmung können die Primärmechanismen zum Einstellen des Drehmomentausgangs von fremdgezündeten Motoren sein, während die Kraftstoffströmung den Primärmechanismus zum Einstellen des Drehmomentausgangs von kompressionsgezündeten Motoren darstellen kann. Wenn ein Motor fehlzündet, kann ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, das einem Zylinder bereitgestellt wird, möglicherweise überhaupt nicht verbrennen oder nur teilweise verbrennen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fehlzündungsdetektionsmodul und ein Kraftstoffsteuermodul. Das Fehlzündungsdetektionsmodul detektiert eine Fehlzündung in einem Zylinder eines Motors. Das Kraftstoffsteuermodul steuert ein erstes Kraftstoffsystem, um einen ersten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern, und steuert ein zweites Kraftstoffsystem, um einen zweiten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern. Der erste Kraftstoff und der zweite Kraftstoff sind verschiedene Typen von Kraftstoff. Das Kraftstoffsteuermodul schaltet selektiv von der Lieferung des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder zur Lieferung des zweiten Kraftstoffs zu dem Zylinder, wenn eine Fehlzündung in dem Zylinder detektiert wird.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen deutlich. Die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele sind lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Steuerverfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wenn ein Motor fehlzündet, kann nicht verbrannter Kraftstoff von einem Zylinder des Motors ausgestoßen werden. Der nicht verbrannte Kraftstoff kann dann in einem katalytischen Wandler in einem Abgassystem des Motors verbrennen, was die Temperatur eines Katalysators in dem katalytischen Wandler anheben kann. Infolgedessen kann der Katalysator beschädigt werden, und die Fähigkeit des Katalysators zur Reduzierung von Emissionen kann vermindert werden. Zusätzlich können Emissionsniveaus, die von dem Motor erzeugt werden, aufgrund von Fehlzündung zunehmen.
Ein Fehlzündungsdetektionssystem kann eine Fehlzündung aufgrund von Änderungen der Motordrehzahl detektieren und den/die fehlzündenden Zylinder abschalten. Das Abschalten eines fehlzündenden Zylinders kann einen Schaden an dem Katalysator verhindern. Jedoch kann ein Abschalten eines fehlzündenden Zylinders auch den Drehmomentausgang eines Motors um beispielsweise 25 Prozent bis 33 Prozent vermindern, was das Fahrverhalten beeinträchtigen kann.
Eine Fehlzündung kann in einem Motor eines Zweistofffahrzeugs auftreten. Ein Zweistofffahrzeug kann zwei separate Kraftstoffsysteme aufweisen, die Kraftstoff an Zylinder eines Motors von zwei separaten Kraftstoffquellen liefern. Zusätzlich können die beiden Kraftstoffsysteme zwei verschiedene Typen von Kraftstoff liefern, wie einen flüssigen Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Flüssiggas (LPG von engl.: ”liquefied petroleum gas”), sowie gasförmigen Brennstoff (z. B. Druckerdgas, verdampftes LPG, Wasserstoff).
Ein System und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung schalten den Typ von Kraftstoff, der an Zylinder eines Motors in einem Zweistofffahrzeug geliefert wird, wenn eine Fehlzündung detektiert wird. Beispielsweise können das System und Verfahren von der Lieferung von gasförmigem Kraftstoff zu einer Lieferung von flüssigem Kraftstoff schalten. Das Schalten des Typs von Kraftstoff, der an die Zylinder geliefert wird, wenn eine Fehlzündung detektiert wird, kann eine Fehlzündung beseitigen und dadurch einen Schaden am Katalysator verhindern sowie Emissionen reduzieren, ohne das Fahrverhalten zu beeinträchtigen.
Eine Fehlzündung kann auf eine unzureichende Lieferung von Zündfunken oder Kraftstoff oder auf eine unzureichende Mischung von Luft und Kraftstoff zurückzuführen sein. Somit kann ein Fehler in einer Zündkerzenschaltung eine Fehlzündung bewirken, wenn flüssiger Kraftstoff oder gasförmiger Kraftstoff an die Zylinder geliefert wird. Daher können das System und Verfahren den Typ von Kraftstoff, der an die Zylinder geliefert wird, nicht schalten, wenn eine Fehlzündung detektiert wird, falls ein Fehler in der Zündkerzenschaltung detektiert wird. Wenn ein Fehler in der Zündkerzenschaltung detektiert wird und eine Fehlzündung einen Katalysator schädigen kann, können das System und Verfahren flüssigen Kraftstoff an die Zylinder liefern. Flüssiger Kraftstoff kann die Temperatur des Katalysators durch Verdunstungskühlung verringern und braucht nicht an oder nahe dem Katalysator zu verbrennen, zu reagieren oder oxidiert zu werden, falls das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Zylinder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. Zusätzlich kann die Verwendung von flüssigem Kraftstoff ermöglichen, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis um einen größeren Betrag, ohne eine Fehlzündung zu bewirken, relativ zu einem gasförmigen Kraftstoff, wie komprimiertem Erdgas, angereichert wird. Mit anderen Worten kann der Betrag, um den ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis angereichert werden kann, bei Verwendung eines gasförmigen Kraftstoffs in Bezug auf einen flüssigen Kraftstoff beschränkt sein. Zusätzlich kann die Verwendung eines flüssigen Kraftstoffs, wie LPG, ein Anreichern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses um einen größeren Betrag, ohne dass eine Fehlzündung bewirkt wird, relativ zu einem flüssigen Kraftstoff, wie Benzin, ermöglichen. Ferner kann zusätzlich zu einer Kühlung des Katalysators ein Anreichern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses den Drehmomentausgang des Motors erhöhen, was eine Abnahme des Drehmomentausgangs aufgrund fehlzündender Zylinder kompensieren kann.
Bezugnehmend auf 1 weist das Motorsystem 1 einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Motor 102 erzeugt ein Antriebsdrehmoment basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Fahrtregelsystem basieren, das ein adaptives Fahrtregelsystem sein kann, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Folgedistanz beizubehalten.
Luft wird in den Motor 102 über ein Ansaugsystem 108 gezogen. Das Ansaugsystem 108 umfasst einen Ansaugkrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Das Drosselventil 112 kann eine Ventilklappe sein, die eine drehbare Klappe aufweist. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktormodul 116, das ein Öffnen des Drosselventils 112 reguliert, um die in den Ansaugkrümmer 110 gezogene Menge an Luft zu steuern.
Luft von dem Ansaugkrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 gezogen. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Veranschaulichungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Nur beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen.
Das ECM 114 kann auf der Grundlage einer von einem Zündsystem 174 empfangenen Eingabe den Motor 102 starten und stoppen. Das Zündsystem 120 kann einen Schlüssel oder einen Knopf enthalten. Das ECM 114 kann der Motor 102 starten, wenn ein Fahrer den Schlüssel aus einer Aus-Stellung zu einer Ein-(oder Betriebs-)Stellung dreht oder wenn der Fahrer den Knopf drückt. Das ECM 114 kann den Motor 102 stoppen, wenn ein Fahrer den Schlüssel aus der Ein-Stellung in die Aus-Stellung dreht oder wenn der Fahrer den Knopf drückt, während der Motor 102 läuft. Das ECM 114 kann einen oder mehrere Zylinder abschalten, während der Motor 102 läuft, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter gewissen Betriebsbedingungen des Motors verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachfolgend beschrieben sind, sind als der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Verbrennungs- bzw. Arbeitstakt und der Auspufftakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) finden zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 statt. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 118 allen vier der Takte ausgesetzt ist.
Während des Ansaugtakts wird Luft von dem Ansaugkrümmer 110 in den Zylinder 118 durch ein Ansaugventil 122 gezogen. Das ECM 114 steuert ein Injektoraktormodul 123, das eine Öffnungsdauer eines Kraftstoffinjektors 124 und eines Kraftstoffinjektors 125 reguliert, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder an mehreren Stellen eingespritzt werden, wie nahe dem Ansaugventil 122 von jedem der Zylinder. Die Kraftstoffinjektoren 124, 125 können Kraftstoff direkt in die Zylinder und/oder in die Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, einspritzen. Das Injektoraktormodul 123 kann die Kraftstoffinjektion in Zylinder, die abgeschaltet sind, anhalten.
Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Verdichtungstaktes komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Kompressionszündungsmotor sein, wobei in diesem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein fremdgezündeter Motor sein, wobei in diesem Fall ein Zündaktormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 auf Grundlage eines Signals von dem ECM 114 erregt, die das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Die Zündzeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu dem Zeitpunkt festgelegt sein, wenn sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet wird.
Das Zündaktormodul 126 kann durch ein Zündeinstellungssignal gesteuert werden, das festlegt, wie weit vor oder nach dem OT der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt mit der Kurbelwellendrehung in Verbindung steht, kann ein Betrieb des Zündaktormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert sein. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündaktormodul 126 die Bereitstellung von Zündfunken an abgeschaltete Zylinder anhalten.
Die Erzeugung des Zündfunkens kann als ein Zündereignis bezeichnet werden. Das Zündaktormodul 126 kann die Fähigkeit haben, den Zündzeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündereignis zu variieren. Das Zündaktormodul 126 kann sogar in der Lage sein, den Zündzeitpunkt für ein nächstes Zündereignis zu variieren, wenn das Zündeinstellungssignal zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis geändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen und das Zündaktormodul 126 kann die Zündeinstellung relativ zu dem OT für alle Zylinder in dem Motor 102 um dieselbe Größe variieren.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Kolben den OT erreicht, und dem Zeitpunkt definiert sein, zu dem der Kolben zu dem unteren Totpunkt (UT) zurückkehrt. Während des Auspufftakts beginnt der Kolben, sich von dem UT aufwärts zu bewegen, und stößt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Abgasventil 130 aus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden von dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen. Das Abgassystem 134 umfasst einen katalytischen Wandler 136, der Emissionen reduziert.
Das Ansaugventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Abgasventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Ansaugventile (einschließlich dem Ansaugventil 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder können die Ansaugventile (einschließlich dem Ansaugventil 122) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich dem Zylinder 118) steuern. In ähnlicher Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Abgasventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können Abgasventile (einschließlich dem Abgasventil 130) für mehrere Zylinderbänke (einschließlich dem Zylinder 118) steuern.
Die Zeit, zu der das Ansaugventil 122 geöffnet ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Einlassnockenphasensteller 148 variiert werden. Die Zeit, zu der das Abgasventil 130 geöffnet ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Auslassnockenphasensteller 150 variiert werden. Ein Ventilaktormodul 158 kann den Einlassnockenphasensteller 148 und den Auslassnockenphasensteller 150 auf Grundlage von Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn implementiert, kann der variable Ventilhub auch durch das Ventilaktormodul 158 gesteuert werden.
Das Ventilaktormodul 158 kann den Zylinder 118 durch Deaktivieren eines Öffnens des Ansaugventils 122 und/oder des Abgasventils 130 abschalten. Das Ventilaktormodul 158 kann das Öffnen des Einlassventils 122 und des Auslassventils 130 durch die Entkopplung des Einlassventils 122 und des Auslassventils 130 von der Einlassnockenwelle 140 bzw. der Auslassnockenwelle 142 abschalten. Bei verschiedenen Implementierungen können das Ansaugventil 122 und/oder das Abgasventil 130 durch Vorrichtungen gesteuert werden, die von Nockenwellen verschieden sind, wie elektrohydraulischen und/oder elektromagnetischen Aktoren.
Das Motorsystem 100 kann ein Kraftstoffsystem 160 und ein Kraftstoffsystem 162 umfassen. Das Kraftstoffsystem 160 umfasst einen Kraftstofftank 164, eine Kraftstoffpumpe 166, eine Kraftstoffleitung 168, einen Kraftstoffverteiler 170 und den Kraftstoffinjektor 124. Der Kraftstofftank 164 kann einen flüssigen Kraftstoff, wie Benzin, Diesel oder Flüssiggas (LPG) speichern. Die Kraftstoffpumpe 166 liefert Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 164 zu dem Kraftstoffverteiler 170 durch die Kraftstoffleitung 168. Der Kraftstoffverteiler 170 verteilt Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor 124.
Das Kraftstoffsystem 162 umfasst einen Kraftstofftank 172, eine Kraftstoffpumpe 174, eine Kraftstoffleitung 176, einen Kraftstoffverteiler 178 und den Kraftstoffinjektor 125. Der Kraftstofftank 172 kann einen gasförmigen Kraftstoff wie beispielsweise verdampftes Flüssiggas, komprimiertes Erdgas oder Wasserstoff speichern. Die Kraftstoffpumpe 174 liefert Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 172 zu dem Kraftstoffverteiler 178 durch die Kraftstoffleitung 176. Der Kraftstoffverteiler 178 verteilt Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor 125. Das ECM 114 steuert ein Pumpenaktormodul 179, das den Ausgang der Kraftstoffpumpe 166 und der Kraftstoffpumpe 174 reguliert, um einen gewünschten Druck in der Kraftstoffleitung 168 bzw. der Kraftstoffleitung 176 zu erreichen.
Das Motorsystem 100 kann die Position der Kurbelwelle unter Verwendung eines Sensors 180 für die Kurbelwellenposition (CKP von engl.: crankshaft position”) messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Sensors 182 für die Motorkühlmitteltemperatur (ECT von engl: ”engine coolant temperature”) gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Stellen angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert wird, wie einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Sensors 184 für Krümmerabsolutdruck (MAP von engl.: ”manifold absolute pressure”) gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck, der die Differenz zwischen Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist, gemessen werden. Der Massendurchfluss von Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenstrom-(MAF)-Sensors 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 aufweist.
Das Drosselaktormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS von engl.: ”throttle position sensor”) überwachen. Die Umgebungstemperatur von Luft, die in den Motor 102 gezogen wird, kann unter Verwendung eines Sensors 192 für Ansauglufttemperatur (IAT von engl.: ”intake air temperature”) gemessen werden. Die Spannung innerhalb einer Zündkerzenschaltung kann unter Verwendung eines Sensors 194 für die Zündschaltungsspannung (SCV von engl.: ”spark circuit voltage” gemessen werden. Die Zündkerzenschaltung kann die Zündkerze 128, das Zündaktormodul 126 und/oder andere elektrische Komponenten, die verwendet werden, Leistung an die Zündkerze 128 zu liefern (z. B. Relais, Drähte, Verbinder) aufweisen.
Die Spannung in einer Kraftstoffinjektorschaltung kann unter Verwendung eines Sensors 196 für die Injektorschaltungsspannung (ICV von engl.: ”injector circuit voltage”) gemessen werden. Die Kraftstoffinjektorschaltung kann die Kraftstoffinjektoren 124, 125, das Injektoraktormodul 123 und/oder andere elektrische Komponenten aufweisen, die dazu verwendet werden, Leistung an die Kraftstoffinjektoren 124, 125 zu liefern (z. B. Relais, Drähte, Verbinder). Der Kraftstoffinjektor 124 kann in einer ersten Injektorschaltung enthalten sein und der Kraftstoffinjektor 125 kann in einer zweiten Injektorschaltung enthalten sein, die von der ersten Injektorschaltung getrennt ist. Zusätzlich kann der ICV-Sensor 196 mehrere Sensoren aufweisen, die eine Spannung an einer oder mehreren Stellen in jeder der Injektorschaltungen messen können. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Bezug nehmend auf 2 weist eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Motordrehzahlmodul 202, ein Motorlastmodul 204, ein Fehlzündungsdetektionsmodul 206, ein Fehlerdetektionsmodul 208 und ein Kraftstoffsteuermodul 214 auf. Das Motordrehzahlmodul 202 ermittelt eine Motordrehzahl. Das Motordrehzahlmodul 202 kann die Motordrehzahl auf Grundlage der Kurbelwellenposition von dem CKP-Sensor 180 ermitteln. Beispielsweise kann das Motordrehzahlmodul 202 die Motordrehzahl auf Grundlage einer Periode einer Kurbelwellendrehung, die einer Anzahl von Zahndetektionen entspricht, ermitteln. Das Motordrehzahlmodul 202 gibt die Motordrehzahl aus.
Das Motorlastmodul 204 ermittelt die Motorlast. Das Motorlastmodul 204 kann die Motorlast auf Grundlage des Massendurchflusses von Ansaugluft von dem MAF-Sensor 186 relativ zu einer vorbestimmten Luftströmungskapazität ermitteln. Somit kann die Motorlast als ein Prozentsatz ausgedrückt werden. Das Motorlastmodul 204 gibt die Motorlast aus.
Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 detektiert eine Fehlzündung in dem Motor 102. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine Fehlzündung in einem Zylinder des Motors 102 auf Grundlage von Änderungen der Motordrehzahl, die dem Zylinder zugeordnet ist, detektieren. Bei einem Beispiel detektiert das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 eine Fehlzündung in einem Zylinder auf Grundlage einer Motorbeschleunigung und eines dem Zylinder zugeordneten Rucks bzw. Stoßes. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine Fehlzündung detektieren, wenn die Motorbeschleunigung und der Stoß kleiner als vorbestimmte Werte sind. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann die Motorbeschleunigung und den Stoß durch Differenzieren der Motordrehzahl in Bezug auf die Zeit ermitteln. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann die vorbestimmten Werte auf Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast wählen. Zusätzlich kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 die Motorbeschleunigung und den Stoß mit mehreren Sätzen vorbestimmter Werte vergleichen, um verschiedene Typen von Fehlzündungen zu detektieren.
Bei einem anderen Beispiel detektiert das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 eine Fehlzündung auf Grundlage von Werten, die invers proportional zu der Motorbeschleunigung und dem Stoß sind. Um diese Werte zu ermitteln, kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 eine Ereignisperiode ermitteln, die einem Zylinderereignis zugeordnet ist, wie einem Zündereignis oder einer Fehlzündung. Beispielsweise kann für einen Viertaktmotor mit acht Zylindern die Ereignisperiode 90 Grad an Kurbelwellendrehung entsprechen. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine erste Differenz zwischen der Ereignisperiode für einen vorliegenden Zylinder und der Ereignisperiode für einen vorhergehenden Zylinder, der dem vorliegenden Zylinder in einer Zündfolge vorhergeht, ermitteln. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine zweite Differenz zwischen der ersten Differenz für den vorliegenden Zylinder und der ersten Differenz für den vorhergehenden Zylinder ermitteln. Die erste und zweite Differenz sind invers proportional zu der Motorbeschleunigung und dem Stoß.
Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine Fehlzündung in einem Zylinder des Motors 102 auf Grundlage der ersten und zweiten Differenz, die dem Zylinder zugeordnet sind, detektieren. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann eine Fehlzündung detektieren, wenn die erste und zweite Differenz größer als vorbestimmte Werte sind. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann die vorbestimmten Werte auf Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast wählen. Zusätzlich kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 die erste und zweite Differenz mit mehreren Sätzen vorbestimmter Werte vergleichen, um verschiedene Typen von Fehlzündung zu detektieren. Das Detektieren einer Fehlzündung auf Grundlage der ersten und zweiten Differenz kann effizienter und genauer als das Detektieren einer Fehlzündung auf Grundlage der Motorbeschleunigung und des Stoßes sein.
Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann einen Diagnoseproblemcode (DTC), der einer Fehlzündung zugeordnet ist, setzen, wenn eine Fehlzündung bei einer Rate detektiert wird, die größer als eine vorbestimmte Rate ist. Beispielsweise kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 den Fehlzündungs-DTC setzen, wenn die Anzahl von Fehlzündungen, die in einem Zylinder des Motors 102 über eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen (z. B. 100 Motorzyklen) detektiert ist, größer als eine vorbestimmte Anzahl von Fehlzündungen ist. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann ein Signal ausgeben, das angibt, ob der Fehlzündungs-DTC gesetzt ist.
Das Fehlerdetektionsmodul 208 detektiert Fehler in der Zündkerzenschaltung, dem Kraftstoffsystem 160 und dem Kraftstoffsystem 162. Das Fehlerdetektionsmodul 208 kann einen Fehler in der Zündkerzenschaltung auf Grundlage der von dem SCV-Sensor 194 gemessenen Spannung detektieren. Fehler, die in der Zündkerzenschaltung detektiert sind, können einen Leistungsschluss, einen Masseschluss und/oder eine unterbrochene Schaltung aufweisen. Das Fehlerdetektionsmodul 208 kann diese Fehler dadurch detektieren, dass ermittelt wird, ob die tatsächliche Spannung des Zündkerzentreibers einer angewiesenen Treiberspannung entspricht. Der Motor 102 kann eine Zündspule pro Zylinder aufweisen, und das ECM 114 kann einen separaten Treiber für jede Zündspule aufweisen.
Fehler, die in dem Kraftstoffsystem 160 detektiert werden, können Fehler in der ersten Injektorschaltung aufweisen, die dem Kraftstoffinjektor 124 zugeordnet ist. Fehler, die in dem Kraftstoffsystem 160 detektiert sind, können Fehler aufweisen, die in der zweiten Injektorschaltung detektiert sind, die dem Kraftstoffinjektor 125 zugeordnet ist. Das Fehlerdetektionsmodul 208 kann Fehler in den Injektorschaltungen auf Grundlage der von dem ICV-Sensor 196 gemessenen Spannung detektieren. Fehler, die in den Injektorschaltungen detektiert werden, können einen Leistungsschluss, einen Masseschluss und/oder eine unterbrochene Schaltung aufweisen. Das Fehlerdetektionsmodul 208 kann Fehler in den Injektorschaltungen auf Grundlage eines Stroms, der in den Injektorschaltungen gemessen ist, detektieren. Beispielsweise kann das Fehlerdetektionsmodul 208 einen Masseschluss detektieren, wenn der gemessene Strom größer als ein vorbestimmter Strom ist. Das Fehlerdetektionsmodul 208 kann dann auf Grundlage der von dem ECM-Sensor 196 gemessenen Spannung ermitteln, ob der Schluss ein Leistungsschluss oder ein Masseschluss ist. Das Fehlerdetektionsmodul 208 gibt ein Signal aus, das angibt, ob ein Fehler in der Zündkerzenschaltung, der ersten Injektorschaltung und/oder der zweiten Injektorschaltung detektiert ist.
Das Fehlzündungstypmodul 210 ermittelt den Typ von detektierter Fehlzündung. Beispielsweise kann das Fehlzündungstypmodul 210 ermitteln, ob die Fehlzündung periodisch oder zufällig ist. Eine periodische Fehlzündung ist eine Fehlzündung, die in den/demselben Zylinder(n) über mehrere Motorzyklen auftritt. Eine periodische Fehlzündung kann in dem/denselben Zylinder(n) bei jedem Motorzyklus oder bei Motorzyklen in regelmäßig beabstandeten Intervallen, wie jedem zweiten Motorzyklus oder jedem dritten Motorzyklus stattfinden. Eine zufällige Fehlzündung ist eine Fehlzündung, die nicht an den/demselben Zylinder(n) von einem Motorzyklus zu einem anderen Motorzyklus stattfindet. In einem Viertaktmotor kann ein Motorzyklus 720 Grad an Kurbelwellenrotation entsprechen.
Das Fehlzündungstypmodul 210 kann auf Grundlage einer Fehlzündungsdetektionsinformation, die von dem Fehlzündungsdetektionsmodul 206 empfangen wird, ermitteln, ob eine Fehlzündung periodisch oder zufällig ist. Die Fehlzündungsdetektionsinformation kann die Anzahl von Fehlzündungen aufweisen, die in jedem Zylinder des Motors 102 über eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen (z. B. 100 Motorzyklen) detektiert wird. Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ermitteln, dass ein Zylinder periodisch fehlzündet, wenn die Anzahl von Fehlzündungen, die in dem Zylinder über die vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen detektiert sind, größer als eine vorbestimmte Anzahl von Fehlzündungen ist. Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ein Signal ausgeben, das angibt, welcher der Zylinder des Motors 102, wenn überhaupt, periodisch fehlzünden.
Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ermitteln, ob eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist oder ein Emissionsniveau aufweist. Eine katalysatorschädigende Fehlzündung kann den Katalysator in dem katalytischen Wandler 136 schädigen. Eine Fehlzündung auf Emissionsniveau kann Emissionsniveaus erhöhen, ohne den Katalysator zu schädigen.
Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ermitteln, dass eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, wenn die Anzahl von Fehlzündungen, die über die vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen detektiert wird, größer als ein erster Wert ist. Das Fehlzündungstypmodul 210 kann einen Prozentsatz an Fehlzündung relativ zu der Gesamtzahl von Zündereignissen während der vorbestimmten Anzahl von Motorzyklen ermitteln. Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ermitteln, dass eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, wenn der Prozentsatz an Fehlzündung größer als ein erster Prozentsatz ist (z. B. 12 Prozent). Der erste Wert und/oder der erste Prozentsatz können vorbestimmt sein. Zusätzlich kann das Fehlzündungstypmodul 210 den ersten Prozentsatz auf Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Motordrehzahl, der Motorlast, dem Fehlzündungsprozentsatz und einen Katalysatorschaden ermitteln. Das Fehlzündungstypmodul 210 kann ein Signal ausgeben, das angibt, ob eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist oder Emissionsniveau hat.
Bei der beispielhaften Implementierung von 2 weist das ECM 114 auch ein Drehmomentbegrenzungsmodul 212, ein Kraftstoffsteuermodul 214, ein Zündsteuermodul 216 und ein Ventilsteuermodul 218 auf. Das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 kann einen oder mehrere Zylinder des Motors 102, die periodisch fehlzünden, abschalten. Diesbezüglich kann das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 als ein Zylinderabschaltmodul bezeichnet werden. Das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 kann ein Signal ausgeben, das angibt, welche/r zylinder abgeschaltet ist/sind.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 steuert das Kraftstoffsystem 160, um einen ersten Kraftstoff an den Zylinder 118 zu liefern. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 214 eine erste Kraftstoffzufuhrrate ausgeben, und das Injektoraktormodul 122 kann die Öffnungsdauer des Kraftstoffinjektors 124 regulieren, um die erste Kraftstoffzufuhrrate zu erreichen. Das Kraftstoffsteuermodul 214 steuert das Kraftstoffsystem 162, um einen zweiten Kraftstoff an den Zylinder 118 zu liefern. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 214 eine zweite Kraftstoffzufuhrrate ausgeben, und das Injektoraktormodul 123 kann die Öffnungsdauer des Kraftstoffinjektors 125 regulieren, um die zweite Kraftstoffzufuhrrate zu erreichen. Der erste Kraftstoff und der zweite Kraftstoff können verschiedene Kraftstofftypen sein. Beispielsweise kann der erste Kraftstoff ein flüssiger Kraftstoff sein, und der zweite Kraftstoff kann ein gasförmiger Kraftstoff sein. Bei einem anderen Beispiel kann der erste Kraftstoff ein flüssiger Kraftstoff, wie Benzin, sein und der zweite Kraftstoff kann ein flüssiger Kraftstoff, wie LPG, sein.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann das Injektoraktormodul 123 anweisen, eine Lieferung von Kraftstoff an einen Zylinder zu stoppen, wenn der Zylinder abgeschaltet ist. Das Zündsteuermodul 216 steuert das Zündaktormodul 126. Das Zündsteuermodul 216 kann das Zündaktormodul 126 anweisen, die Erzeugung von Zündfunken in einem Zylinder zu stoppen, wenn der Zylinder abgeschaltet ist. Das Ventilsteuermodul 218 steuert das Ventilaktormodul 158. Das Ventilsteuermodul 218 kann das Ventilaktormodul 158 anweisen, ein Öffnen von Ansaug- und Abgasventilen eines Zylinders zu stoppen, wenn der Zylinder abgeschaltet ist.
Das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 kann den Drehmomentausgang des Motors 102 begrenzen, wenn eine zufällige Fehlzündung detektiert ist. Zusätzlich kann das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 eine obere Grenze an dem Drehmomentausgang des Motors 102 verringern. Das Begrenzen des Drehmomentausgangs des Motors kann Abgastemperaturen reduzieren, was verhindern kann, dass sich der Katalysator aufgrund von Fehlzündung überhitzt, und dadurch einen Schaden an dem Katalysator verhindern kann. Das Drehmomentbegrenzungsmodul 212 kann ein Signal ausgeben, das eine Motordrehmomentgrenze angibt. Das Kraftstoffsteuermodul 214, das Zündsteuermodul 216 und das Ventilsteuermodul 218 können eine Kraftstofflieferung, Zündfunkenlieferung bzw. Ventilöffnungen auf Grundlage der Motordrehmomentgrenze einstellen.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an den Zylinder 118 geliefert wird, schalten, wenn eine Fehlzündung in dem Zylinder 118 detektiert ist. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 214 von einer Lieferung des ersten Kraftstoffs an den Zylinder 118 zu einer Lieferung des zweiten Kraftstoffs an den Zylinder 118 schalten. Alternativ dazu kann das Kraftstoffsteuermodul 214 von der Lieferung des zweiten Kraftstoffs an den Zylinder 118 zu der Lieferung des ersten Kraftstoffs an den Zylinder 118 schalten.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an den Zylinder 118 geliefert wird, nicht schalten, wenn eine Fehlzündung detektiert wird, falls die Fehlzündung katalysatorschädigend ist und ein Fehler in den Kraftstoffsystemen 160, 162 oder der Zündkerzenschaltung detektiert wird. Zusätzlich kann das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an den Zylinder 118 geliefert wird, nicht schalten, wenn eine Fehlzündung detektiert wird, falls entweder der erste Kraftstoff oder der zweite Kraftstoff an den Zylinder 118 geliefert wird. Beispielsweise kann, nachdem das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an den Zylinder 118 geliefert wird, schaltet, das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an den Zylinder 118 geliefert wird, wiederum nicht schalten, falls eine Fehlzündung detektiert wird, wenn irgendein Kraftstofftyp geliefert wird.
Wenn der Motor 102 mehrere Zylinder aufweist, kann das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an alle der Zylinder des Motors 102 geliefert wird, schalten, wenn eine Fehlzündung in einem der Zylinder detektiert wird. Alternativ dazu kann das Kraftstoffsteuermodul 214 nur den Typ von Kraftstoff schalten, der an die Zylinder geliefert wird, die fehlzünden. Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an einen der Zylinder geliefert wird, nicht schalten, wenn eine Fehlzündung detektiert wird, falls die Fehlzündung katalysatorschädigend ist und/oder ein Fehler in den Kraftstoffsystemen 160, 162 oder der Zündkerzenschaltung detektiert ist. Zusätzlich kann das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an einen der Zylinder geliefert wird, nicht schalten, falls eine Fehlzündung detektiert wird, wenn entweder der erste Kraftstoff oder der zweite Kraftstoff an die Zylinder geliefert wird.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an Zylinder des Motors 102 geliefert wird, schalten, wenn der Fehlzündungs-DTC gesetzt ist. Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an Zylinder des Motors 102 geliefert wird, nicht schalten, wenn der Fehlzündungs-DTC gesetzt ist, falls die Fehlzündung katalysatorschädigend ist und ein Fehler in den Kraftstoffsystemen 160, 162 oder der Zündkerzenschaltung detektiert ist. Zusätzlich kann das Kraftstoffsteuermodul 214 den Typ von Kraftstoff, der an einen der Zylinder geliefert wird, nicht schalten, falls der Fehlzündungs-DTC gesetzt ist, wenn entweder der erste Kraftstoff oder der zweite Kraftstoff an die Zylinder geliefert wird.
Zusätzlich zu dem Setzen des Fehlzündungs-DTC kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 einen Status eines Fehlzündungsfehleranzeigers auf aktiv einstellen, wenn eine Fehlzündung mit einer Rate detektiert wird, die größer als eine vorbestimmte Rate ist. Das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 kann ermitteln, ob der Fehlzündungsfehleranzeiger ein oder mehrere Male für jeden Fahrzyklus auf aktiv oder inaktiv gesetzt wird. Um einen Fahrzyklus zu vervollständigen, können zwei Anforderungen erfüllt werden. Zuerst kann das Motorsystem 100 für zumindest eine erste vorbestimmte Periode (z. B. 3 Sekunden) aktiviert werden. Zweitens kann, nachdem das Zündsystem 120 abgeschaltet ist, das Motorsystem 100 für eine zweite vorbestimmte Periode (z. B. 6 Sekunden) abgeschaltet werden. Das Motorsystem 100 kann aktiviert werden, wenn begonnen wird, den Motor 102 anzulassen. Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann den Typ von Kraftstoff, der an einen der Zylinder während eines Fahrzyklus geliefert wird, nicht schalten, bis das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 den Status des Fehlzündungsfehleranzeigers auf aktiv schaltet.
Wenn das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 den Status des Fehlzündungsfehleranzeigers auf aktiv während eines Fahrzyklus setzt, kann das Fehlzündungsdetektionsmodul 206 den Status des Fehlzündungsfehleranzeigers auf inaktiv setzen, wenn der Motor 102 für die zweite vorbestimmte Periode (z. B. wenn der Fahrzyklus endet) abgeschaltet ist. Anschließend kann, wenn der Motor 102 neu gestartet wird (z. B. wenn der nächste Fahrzyklus beginnt), das Kraftstoffsteuermodul 214 den Kraftstoff, der geliefert wurde, liefern, bevor der Kraftstofftyp geschaltet wurde. Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann erneut den Kraftstofftyp, der geliefert wurde, schalten, falls der Fehlzündungsfehleranzeiger erneut auf aktiv gesetzt ist.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann einen flüssigen Kraftstoff an den Zylinder 118 liefern, wenn eine katalysatorschädigende Fehlzündung in dem Zylinder 118 detektiert ist. Falls das Kraftstoffsteuermodul 214 einen gasförmigen Kraftstoff an den Zylinder 118 liefert, wenn eine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert ist, kann das Kraftstoffsteuermodul 214 von einer Lieferung des gasförmigen Kraftstoffs an den Zylinder 118 zu einer Lieferung eines flüssigen Kraftstoffs an den Zylinder 118 schalten. Wenn das Kraftstoffsteuermodul 214 bereits einen flüssigen Kraftstoff an den Zylinder 118 liefert, kann das Kraftstoffsteuermodul 214 eine Lieferung des flüssigen Kraftstoffs an den Zylinder 118 fortsetzen.
Wenn der Motor 102 mehrere Zylinder aufweist, kann das Kraftstoffsteuermodul 214 einen flüssigen Kraftstoff an alle der Zylinder in dem Motor 102 liefern, wenn eine katalysatorschädigende Fehlzündung in einem der Zylinder detektiert ist. Alternativ dazu kann das Kraftstoffsteuermodul 214 einen flüssigen Kraftstoff nur an diejenigen Zylinder liefern, in denen eine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert ist. Das Kraftstoffsteuermodul 214 kann einen gasförmigen Kraftstoff an diejenigen der Zylinder liefern, bei denen keine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert ist.
Bezug nehmend auf 3 beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Motors, um einen Schaden an einem Katalysator aufgrund einer Motorfehlzündung in einem Zweistofffahrzeug zu verhindern, bei 302. Bei 304 ermittelt das Verfahren eine Rate der Fehlzündung in dem Motor. Beispielsweise kann das Verfahren ermitteln, wie viele Fehlzündungen in dem Motor über eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen (z. B. 100 Motorzyklen) detektiert werden. Das Verfahren kann auch ermitteln, welche(r) Zylinder jeder der Fehlzündungen zugeordnet sind. Das Verfahren kann eine Fehlzündung auf Grundlage von Änderungen der Motordrehzahl und/oder Perioden, die einer Kurbelwellendrehung zugeordnet sind, detektieren, wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben ist. Das Verfahren kann einen Prozentsatz an Fehlzündung relativ zu der Gesamtzahl von Zündereignissen während der vorbestimmten Anzahl von Motorzyklen ermitteln.
Bei 306 ermittelt das Verfahren, ob ein Fehlzündungsfehleranzeiger gesetzt ist. Das Verfahren kann den Fehlzündungsfehleranzeiger setzen, wenn die Rate der Fehlzündung größer als eine vorbestimmte Rate ist. Das Verfahren kann ein oder mehrere Male während eines vorliegenden Fahrzyklus ermitteln, ob der Fehlzündungsfehleranzeiger gesetzt ist. Wenn der Fehlzündungsfehleranzeiger gesetzt ist, fährt das Verfahren mit 308 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 304 fort.
Bei 308 ermittelt das Verfahren, ob die Fehlzündung katalysatorschädigend ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, wenn die Anzahl von Fehlzündungen, die über die vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen detektiert ist, größer als ein erster Wert ist. Wie oben erwähnt ist, kann das Verfahren einen Prozentsatz an Fehlzündung relativ zu der Gesamtzahl von Zündereignissen während der vorbestimmten Anzahl von Motorzyklen ermitteln. Das Verfahren kann ermitteln, dass eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, wenn der Prozentsatz an Fehlzündung größer als ein erster Prozentsatz (z. B. 12 Prozent) ist. Der erste Wert und/oder der erste Prozentsatz können vorbestimmt sein. Zusätzlich kann das Verfahren den ersten Prozentsatz auf Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Motordrehzahl, der Motorlast, dem Fehlzündungsprozentsatz und dem Katalysatorschaden ermitteln. Wenn eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, fährt das Verfahren mit 310 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 312 fort. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren ermitteln, ob eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist, bevor ermittelt wird, ob der Fehlzündungsfehleranzeiger gesetzt ist. Alternativ dazu kann das Verfahren gleichzeitig ermitteln, ob der Fehlzündungsfehlanzeiger gesetzt wird und ob eine Fehlzündung katalysatorschädigend ist.
Bei 312 schaltet das Verfahren den Typ von Kraftstoff, der an einen oder mehrere Zylinder (z. B. alle) des Motors geliefert ist. Beispielsweise kann das Verfahren von einer Lieferung eines flüssigen Kraftstoffs unter Verwendung eines ersten Kraftstoffsystems zu einer Lieferung eines gasförmigen Kraftstoffs unter Verwendung eines zweiten Kraftstoffsystems schalten. Alternativ dazu kann das Verfahren von einer Lieferung eines gasförmigen Kraftstoffs unter Verwendung des ersten Kraftstoffsystems zu einer Lieferung eines flüssigen Kraftstoffs unter Verwendung des zweiten Kraftstoffsystems schalten. Das zweite Kraftstoffsystem kann Kraftstoff an Zylinder des Motors unabhängig von dem ersten Kraftstoffsystem liefern.
Bei 310 ermittelt das Verfahren, ob ein Fehler in einem Kraftstoffsystem des Zweistofffahrzeugs detektiert ist. Beispielsweise kann das Verfahren ermitteln, ob eine unterbrochene Schaltung in einer Kraftstoffinjektorschaltung detektiert ist. Die Kraftstoffinjektorschaltung kann einen Kraftstoffinjektor und elektrische Komponenten aufweisen, die dazu verwendet werden, Leistung an den Kraftstoffinjektor zu liefern (z. B. Relais, Verdrahtung und Verbinder). Wenn ein Fehler in einem Kraftstoffsystem detektiert wird, fährt das Verfahren mit 316 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 314 fort.
Bei 314 verwendet das Verfahren flüssigen Kraftstoff, um eine Kraftstoffanreicherung zuzulassen und dadurch den katalytischen Wandler zu kühlen und den Drehmomentausgang des Motors zu erhöhen. Wenn beispielsweise das Verfahren einen gasförmigen Kraftstoff an Zylinder des Motors liefert, kann das Verfahren von einer Lieferung des gasförmigen Kraftstoffs zu einer Lieferung eines flüssigen Kraftstoffs schalten. Wenn das Verfahren bereits einen flüssigen Kraftstoff an Zylinder des Motors liefert, kann das Verfahren eine Lieferung des flüssigen Kraftstoffs an die Zylinder fortsetzen.
Bei 316 ermittelt das Verfahren, ob ein Fehler in einer Zündkerzenschaltung des Motors detektiert wird. Die Zündkerzenschaltung kann eine Zündkerze und elektrische Komponenten aufweisen, die dazu verwendet werden, Leistung an die Zündkerze zu liefern (z. B. Relais, Verdrahtung und Verbinder). Wenn ein Fehler in einer Zündkerzenschaltung detektiert wird, fährt das Verfahren mit 314 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 318 fort.
Bei 318 ermittelt das Verfahren, ob eine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert ist, wenn einer der Kraftstoffe an Zylinder des Motors geliefert wird. Beispielsweise kann das Verfahren ermitteln, ob eine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert ist, sowohl wenn gasförmiger Kraftstoff unter Verwendung des ersten Kraftstoffsystems geliefert wird, als auch wenn flüssiger Kraftstoff unter Verwendung des zweiten Kraftstoffsystems geliefert wird. Wenn eine katalysatorschädigende Fehlzündung detektiert wird, wenn einer der Kraftstoffe an Zylinder des Motors geliefert wird, fährt das Verfahren mit 314 fort. Wenn die katalysatorschädigende Fehlzündung nicht detektiert wird, wenn einer der Kraftstoffe an Zylinder des Motors geliefert wird oder wenn das Verfahren noch nicht den Typ von Kraftstoff, der an die Zylinder geliefert wird, geschaltet hat, fährt das Verfahren mit 312 fort.
Bei 320 ermittelt das Verfahren, ob eine Fehlzündung, die in dem Motor detektiert ist, periodisch ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass ein Zylinder periodisch fehlzündet, wenn die Anzahl von Fehlzündungen, die in dem Zylinder über eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen (z. B. 100 Motorzyklen) detektiert ist, größer als eine vorbestimmte Anzahl von Fehlzündungen ist. Wenn eine periodische Fehlzündung detektiert wird, fährt das Verfahren mit 322 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 324 fort.
Bei 322 schaltet das Verfahren einen oder mehrere Zylinder des Motors ab, die periodisch fehlzünden. Das Verfahren kann eine Lieferung von Kraftstoff und Zündfunken zu einem Zylinder stoppen und/oder ein Öffnen von Ansaug- und Abgasventilen des Zylinders stoppen, wenn der Zylinder abgeschaltet ist. Bei 324 begrenzt das Verfahren den Drehmomentausgang des Motors. Zusätzlich kann das Verfahren eine obere Grenze an dem Drehmomentausgang des Motors verringern.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele aufweist, soll daher der tatsächliche Schutzumfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt sein, da dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Abwandlungen offensichtlich werden. Bei der Verwendung hierin soll die Formulierung zumindest eines aus A, B und C so ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es sei zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
In dieser Anmeldung, einschließlich der Definitionen unten kann der Begriff Modul gegen den Begriff Schaltung ersetzt werden. Der hier verwendete Begriff ”Modul” kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein Field Programmable Gate Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder alle der obigen, wie in einem System-on-Chip betreffen, Teil davon sein oder umfassen.
Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einigen oder allen Code aus mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einigen oder allen Code aus einem oder mehreren Modulen ausführt. Der Begriff gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einigen oder allen Code aus mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit weiteren Speichern einigen oder allen Code aus einem oder mehreren Modulen speichert. Der Begriff Speicher kann eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium sein. Der Begriff computerlesbares Medium umfasst nicht vorübergehende elektrische und elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und kann daher konkret und nicht flüchtig betrachtet werden. Nicht beschränkende Beispiele des nicht flüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums umfassen nichtflüchtige Speicher, flüchtige Speicher, Magnetspeicher und optische Speicher.
Die Vorrichtungen und Verfahren, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, können durch ein oder mehrere Computerprogramme teilweise oder vollständig implementiert sein, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die an zumindest einem nicht flüchtigen, konkreten, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten aufweisen und/oder sich darauf verlassen.

Claims

Verfahren, umfassend: Detektieren einer Fehlzündung in einem Zylinder eines Motors; und Steuern eines ersten Kraftstoffsystems, um einen ersten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern; Steuern eines zweiten Kraftstoffsystems, um einen zweiten Kraftstoff an den Zylinder zu liefern, wobei der erste Kraftstoff und der zweite Kraftstoff verschiedene Typen von Kraftstoff sind; und selektives Schalten von einer Lieferung des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder zu einer Lieferung des zweiten Kraftstoffs zu dem Zylinder, wenn eine Fehlzündung in dem Zylinder detektiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Kraftstoffsystem den zweiten Kraftstoff an den Zylinder unabhängig von dem ersten Kraftstoffsystem liefert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem selektiven Schalten von einer Lieferung des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder zu einer Lieferung des zweiten Kraftstoffs zu dem Zylinder, wenn eine Rate an Fehlzündung in dem Zylinder größer als eine vorbestimmte Rate ist.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit einem Schalten von einer Lieferung des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder zu einer Lieferung des zweiten Kraftstoffs zu dem Zylinder, wenn ein Prozentsatz einer Fehlzündung über eine vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz ist.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit einem Wählen des vorbestimmten Prozentsatzes auf Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen Motordrehzahl, Motorlast, Fehlzündungsprozentsatz und Katalysatorschaden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Kraftstoff ein gasförmiger Kraftstoff ist und der zweite Kraftstoff ein flüssiger Kraftstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit einem selektiven Liefern des zweiten Kraftstoffs an den Zylinder, wenn der Prozentsatz an Fehlzündung über die vorbestimmte Anzahl von Motorzyklen größer als der vorbestimmte Prozentsatz ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit einem Liefern des zweiten Kraftstoffs an den Zylinder, wenn ein Fehler in zumindest einem aus dem ersten Kraftstoffsystem, dem zweiten Kraftstoffsystem und einer Zündkerzenschaltung detektiert wird, wobei die Zündkerzenschaltung eine Zündkerze, die einen Zündfunken in dem Zylinder erzeugt, sowie elektronische Komponenten aufweist, die Leistung an die Zündkerze liefern.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit einem Abschalten des Zylinders, wenn: der zweite Kraftstoff an den Zylinder geliefert wird; und der Zylinder periodisch fehlzündet.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit einem Begrenzen des Drehmomentausgangs des Motors, wenn: der zweite Kraftstoff an den Zylinder geliefert wird; und der Motor zufällig fehlzündet.